懸臂式和單層支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)PPT課件

1、 排樁、地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：排樁、地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有： 計(jì)算主動土壓力和被動土壓力并確定計(jì)算簡圖、計(jì)算主動土壓力和被動土壓力并確定計(jì)算簡圖、 確定嵌固深度、內(nèi)力計(jì)算、支護(hù)樁或墻的截面設(shè)確定嵌固深度、內(nèi)力計(jì)算、支護(hù)樁或墻的截面設(shè) 計(jì)以及壓頂梁的設(shè)計(jì)等。由于涉及土壓力、水壓計(jì)以及壓頂梁的設(shè)計(jì)等。由于涉及土壓力、水壓 力的計(jì)算圖式，土性、支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其材料特力的計(jì)算圖式，土性、支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其材料特 性以及支護(hù)結(jié)構(gòu)與土的共同工作等問題，計(jì)算相性以及支護(hù)結(jié)構(gòu)與土的共同工作等問題，計(jì)算相 當(dāng)復(fù)雜。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須重視地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，選當(dāng)復(fù)雜。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須重視地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，選 出適

2、合本地經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算方法。出適合本地經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算方法。 主要內(nèi)容 1 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 單層支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 多層支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 支撐體系計(jì)算 1 1 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對于有多層土的情況，應(yīng)根據(jù)朗肯-庫侖土壓力 理論分層計(jì)算主動土壓力和被動土壓力,在此基 礎(chǔ)上確定如圖所示的計(jì)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(jìn)行配筋設(shè)計(jì)或承載力計(jì)算，計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)頂端 位移。 1 1 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖中，C點(diǎn)表示土壓力為零的位置；D點(diǎn)表示 剪力為零即最大彎矩值的位置。 1 1 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.1 嵌固深度 1.2 最大彎矩及其位置 1.3 配筋計(jì)算

3、 1.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)頂端的水平位移值 1.5 舉例 1.1 嵌固深度 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度設(shè)計(jì)值hd可預(yù)設(shè)為 (0.7-1.2)h,由此可得hp， ha，Epj，Eai， 通過作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上所有土壓力對底端力矩 平衡的原理，采用下式進(jìn)行驗(yàn)算。 1.1 嵌固深度 hpEpj-1.20haEai0 式中 Epj-樁、墻底以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和； hp-合力Epj的作用點(diǎn)至樁、墻底的距離； Eai-樁、墻底以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和； ha-合力Eai的作用點(diǎn)至樁、墻底的距離； 0-基坑重要性系數(shù)。 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，必須對抗滑移、抗傾覆、抗隆起和抗管涌等同 時(shí)

4、進(jìn)行驗(yàn)算，故上式一般取hpEpj=2haEai 1.2 最大彎矩及其位置 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)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(diǎn)以上主動土壓力的總和Ea等于 D點(diǎn)以上被動土壓力的總和Ep求得。 1.3 配筋計(jì)算 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)宜按計(jì)算彎矩圖配筋， 當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件或其它影響因素較為復(fù)雜 時(shí)，也可按最大彎矩?cái)嗝?/p>

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

6、產(chǎn)生的水平位移（如 圖所示）。 1.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)頂端的水平位移值 關(guān)于上段結(jié)構(gòu)柔性變形值 ，假定以剪力為零處為固 定端并按懸臂梁進(jìn)行計(jì)算。 對下段結(jié)構(gòu)，在最大彎矩作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角和位 移 ，則可按建筑樁基技術(shù)規(guī)范中推薦的m法 進(jìn)行計(jì)算。 1.5 舉例 北京東郊某深基坑支護(hù)工程,土的物理力學(xué)指標(biāo)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(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對于單層支撐支護(hù)結(jié) 構(gòu)，較合適的計(jì)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(diǎn)c處

7、截?cái)嗖⒃O(shè)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(guān)鍵是如何確定反彎點(diǎn)的位置。對單錨 或單撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，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(diǎn)位置 較接近。為了簡化計(jì)算，假定土壓力為零的位置即 反彎點(diǎn)位置。 按等值梁法計(jì)算時(shí)，一般將支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固段按固 定端設(shè)計(jì)。但是，當(dāng)土體很弱時(shí)，應(yīng)按簡支端設(shè)計(jì)。 用等值梁法計(jì)算單錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的步驟 （1）計(jì)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(diǎn)位

8、置至 基坑底面的距離hc1。 ea1k=ep1k ea1k水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值； ep1k水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值； 用等值梁法計(jì)算單錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的步驟 （3）支點(diǎn)力Tc1可按下式計(jì)算 式中 Eac彎矩零點(diǎn)位置以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力 之和； ha1 合力 Eac作用點(diǎn)至彎矩零點(diǎn)的距離； Epc彎矩零點(diǎn)位置以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的合力 之和； hp1 合力 Epc作用點(diǎn)至彎矩零點(diǎn)的距離； hT1 支點(diǎn)至基坑底面的距離； hc1 基坑底面至彎矩零點(diǎn)位置的距離。 11 11 1 cT pcpaca c hh EhEh T 用等值梁法計(jì)算單錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的步驟 （4）嵌固深度設(shè)計(jì)值hd可按下式確定

9、 （5）計(jì)算內(nèi)力和配筋 單層支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大彎矩發(fā)生在剪力V=0處，應(yīng)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(yīng)滿足下式要求?？梢苑侄闻浣睿部砂醋畲髲澗?cái)嗝嫱ㄩL配 筋。 02.1)( 011 aiadTcpjp EhhhTEh 1 1 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.1 嵌固深度 1.2 最大彎矩及其位置 1.3 配筋計(jì)算 1.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)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(nèi)側(cè)各土層水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和； hp-合力Epj的作用點(diǎn)至樁、墻底的距離； E

10、ai-樁、墻底以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和； ha-合力Eai的作用點(diǎn)至樁、墻底的距離； 0-基坑重要性系數(shù)。 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，必須對抗滑移、抗傾覆、抗隆起和抗管涌等同 時(shí)進(jìn)行驗(yàn)算，故上式一般取hpEpj=2haEai 1.3 配筋計(jì)算 配筋應(yīng)滿足下式條件 1.250McMu 1.250VcVu 式中 Mc每延米寬度支護(hù)結(jié)構(gòu)截面彎矩計(jì)算值； Vc每延米寬度支護(hù)結(jié)構(gòu)截面剪力計(jì)算值； Mu每延米寬度支護(hù)結(jié)構(gòu)截面受彎承載力； Vu每延米寬度支護(hù)結(jié)構(gòu)截面受剪承載力。 1.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)頂端的水平位移值 支護(hù)結(jié)構(gòu)頂端的水平位移值按下式計(jì)算 S=S= + + + +(h+y)(h+y) 式中 hh基坑底以上的結(jié)構(gòu)長度； y y剪力為零處，即D D點(diǎn)至基坑底的距離； 懸臂梁上段結(jié)構(gòu)柔性變形值（如圖所示）； 下段結(jié)構(gòu)在最大彎矩Mmax作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角（如圖所示）； 下段結(jié)構(gòu)在最大彎矩Mmax作用下在D D點(diǎn)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(guān)鍵是如何確定反彎點(diǎn)的位置。對單錨 或單撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，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(diǎn)位置 較接近。為了簡化計(jì)算，假定土壓力為零的位置