懸臂式和單層支護結構設計PPT課件

1、 排樁、地下連續(xù)墻結構設計的主要內容有：排樁、地下連續(xù)墻結構設計的主要內容有： 計算主動土壓力和被動土壓力并確定計算簡圖、計算主動土壓力和被動土壓力并確定計算簡圖、 確定嵌固深度、內力計算、支護樁或墻的截面設確定嵌固深度、內力計算、支護樁或墻的截面設 計以及壓頂梁的設計等。由于涉及土壓力、水壓計以及壓頂梁的設計等。由于涉及土壓力、水壓 力的計算圖式，土性、支護結構類型及其材料特力的計算圖式，土性、支護結構類型及其材料特 性以及支護結構與土的共同工作等問題，計算相性以及支護結構與土的共同工作等問題，計算相 當復雜。在實際設計中，必須重視地區(qū)經(jīng)驗，選當復雜。在實際設計中，必須重視地區(qū)經(jīng)驗，選 出適

2、合本地經(jīng)驗的計算方法。出適合本地經(jīng)驗的計算方法。 主要內容 1 懸臂式支護結構設計 2 單層支撐支護結構設計 3 多層支撐支護結構設計 4 支撐體系計算 1 1 懸臂式支護結構設計 對于有多層土的情況，應根據(jù)朗肯-庫侖土壓力 理論分層計算主動土壓力和被動土壓力,在此基 礎上確定如圖所示的計算簡圖。根據(jù)此簡圖分別 求出嵌固深度、最大彎矩截面位置及最大彎矩值， 進行配筋設計或承載力計算，計算支護結構頂端 位移。 1 1 懸臂式支護結構設計 圖中，C點表示土壓力為零的位置；D點表示 剪力為零即最大彎矩值的位置。 1 1 懸臂式支護結構設計 1.1 嵌固深度 1.2 最大彎矩及其位置 1.3 配筋計算

3、 1.4 支護結構頂端的水平位移值 1.5 舉例 1.1 嵌固深度 懸臂式支護結構嵌固深度設計值hd可預設為 (0.7-1.2)h,由此可得hp， ha，Epj，Eai， 通過作用在支護結構上所有土壓力對底端力矩 平衡的原理，采用下式進行驗算。 1.1 嵌固深度 hpEpj-1.20haEai0 式中 Epj-樁、墻底以上基坑內側各土層水平抗力標準值的合力之和； hp-合力Epj的作用點至樁、墻底的距離； Eai-樁、墻底以上基坑外側各土層水平荷載標準值的合力之和； ha-合力Eai的作用點至樁、墻底的距離； 0-基坑重要性系數(shù)。 在實際工程設計中，必須對抗滑移、抗傾覆、抗隆起和抗管涌等同 時

4、進行驗算，故上式一般取hpEpj=2haEai 1.2 最大彎矩及其位置 懸臂式支護結構最大彎矩Mmax位于基坑開挖面 以下y處（如圖所示），Mmax按下式求解。 Mmax= Eayi- Epyp 式中， yi-剪力V=0以上各層土主動土壓力合力Ea對剪力為 零處的力臂長度； yp-剪力V=0以上各層土被動土壓力合力Ep對剪力為 零處的力臂長度； 1.2 最大彎矩及其位置 剪力為零的位置D距基坑開挖面的距離y, 可按D點以上主動土壓力的總和Ea等于 D點以上被動土壓力的總和Ep求得。 1.3 配筋計算 懸臂式支護結構宜按計算彎矩圖配筋， 當?shù)刭|條件或其它影響因素較為復雜 時，也可按最大彎矩斷面

5、的配筋貫通 全長。 1.3 配筋計算 配筋應滿足下式條件 1.250McMu 1.250VcVu 式中 Mc每延米寬度支護結構截面彎矩計算值； Vc每延米寬度支護結構截面剪力計算值； Mu每延米寬度支護結構截面受彎承載力； Vu每延米寬度支護結構截面受剪承載力。 1.4 支護結構頂端的水平位移值 支護結構頂端的水平位移值按下式計算 S=S= + + + +(h+y)(h+y) 式中 hh基坑底以上的結構長度； y y剪力為零處，即D D點至基坑底的距離； 懸臂梁上段結構柔性變形值（如圖所示）； 下段結構在最大彎矩Mmax作用下產(chǎn)生的轉角（如圖所示）； 下段結構在最大彎矩Mmax作用下在D D點

6、產(chǎn)生的水平位移（如 圖所示）。 1.4 支護結構頂端的水平位移值 關于上段結構柔性變形值 ，假定以剪力為零處為固 定端并按懸臂梁進行計算。 對下段結構，在最大彎矩作用下產(chǎn)生的轉角和位 移 ，則可按建筑樁基技術規(guī)范中推薦的m法 進行計算。 1.5 舉例 北京東郊某深基坑支護工程,土的物理力學指標為: =19.5kN/m2, c=18kN/m2, =300, 采用人 工挖土樁,基坑開挖深度為10m,求插入深度hd。 2 單層支撐支護結構設計 對于單層支撐支護結 構，較合適的計算方 法是等值梁法。 等值梁法的基本原理和假定 對如下圖(a)所示連續(xù)梁,在均布荷載下有圖(b)彎矩 圖形。如果在反彎點c處

7、截斷并設一自由支承，則 ab梁分為ac、cb兩段， cb段為一端鉸支、一端固 定的超靜定梁。由于兩段梁上的彎矩不變，故將ac、 cb梁稱為等值梁或假想梁。 等值梁法的基本原理和假定 等值梁法的關鍵是如何確定反彎點的位置。對單錨 或單撐支護結構，地面以下土壓力為零的位置（即 主動土壓力等于被動土壓力的位置）與反彎點位置 較接近。為了簡化計算，假定土壓力為零的位置即 反彎點位置。 按等值梁法計算時，一般將支護結構的嵌固段按固 定端設計。但是，當土體很弱時，應按簡支端設計。 用等值梁法計算單錨支護結構的步驟 （1）計算土壓力，繪出如下圖所示土壓力分布圖 形； （2）根據(jù)下式確定基坑底面以下彎矩零點位

8、置至 基坑底面的距離hc1。 ea1k=ep1k ea1k水平荷載標準值； ep1k水平抗力標準值； 用等值梁法計算單錨支護結構的步驟 （3）支點力Tc1可按下式計算 式中 Eac彎矩零點位置以上基坑外側各土層水平荷載標準值的合力 之和； ha1 合力 Eac作用點至彎矩零點的距離； Epc彎矩零點位置以上基坑內側各土層水平抗力標準值的合力 之和； hp1 合力 Epc作用點至彎矩零點的距離； hT1 支點至基坑底面的距離； hc1 基坑底面至彎矩零點位置的距離。 11 11 1 cT pcpaca c hh EhEh T 用等值梁法計算單錨支護結構的步驟 （4）嵌固深度設計值hd可按下式確定

9、 （5）計算內力和配筋 單層支撐支護結構的最大彎矩發(fā)生在剪力V=0處，應根據(jù)土壓力平 衡，求得V=0處的位置y,由 MD=0可得Mmax 。彎矩圖可按靜力 平衡條件求得。 配筋應滿足下式要求。可以分段配筋，也可按最大彎矩斷面通長配 筋。 02.1)( 011 aiadTcpjp EhhhTEh 1 1 懸臂式支護結構設計 1.1 嵌固深度 1.2 最大彎矩及其位置 1.3 配筋計算 1.4 支護結構頂端的水平位移值 1.5 舉例 1.1 嵌固深度 hpEpj-1.20haEai0 式中 Epj-樁、墻底以上基坑內側各土層水平抗力標準值的合力之和； hp-合力Epj的作用點至樁、墻底的距離； E

10、ai-樁、墻底以上基坑外側各土層水平荷載標準值的合力之和； ha-合力Eai的作用點至樁、墻底的距離； 0-基坑重要性系數(shù)。 在實際工程設計中，必須對抗滑移、抗傾覆、抗隆起和抗管涌等同 時進行驗算，故上式一般取hpEpj=2haEai 1.3 配筋計算 配筋應滿足下式條件 1.250McMu 1.250VcVu 式中 Mc每延米寬度支護結構截面彎矩計算值； Vc每延米寬度支護結構截面剪力計算值； Mu每延米寬度支護結構截面受彎承載力； Vu每延米寬度支護結構截面受剪承載力。 1.4 支護結構頂端的水平位移值 支護結構頂端的水平位移值按下式計算 S=S= + + + +(h+y)(h+y) 式中 hh基坑底以上的結構長度； y y剪力為零處，即D D點至基坑底的距離； 懸臂梁上段結構柔性變形值（如圖所示）； 下段結構在最大彎矩Mmax作用下產(chǎn)生的轉角（如圖所示）； 下段結構在最大彎矩Mmax作用下在D D點產(chǎn)生的水平位移（如 圖所示）。 等值梁法的基本原理和假定 等值梁法的關鍵是如何確定反彎點的位置。對單錨 或單撐支護結構，地面以下土壓力為零的位置（即 主動土壓力等于被動土壓力的位置）與反彎點位置 較接近。為了簡化計算，假定土壓力為零的位置