【基坑围护中围护结构内力及支撑内力计算3000字（论文）】

基坑围护中围护结构内力及支撑内力计算目录TOC\o"1-2"\h\u22595基坑围护中围护结构内力及支撑内力计算 111097（1）开挖至第一道支撑位置下0.5米； 554335.1围护结构内力计算流程 6178915.2基坑内支撑体系设计 10250795.3支撑体系内力计算 1122704（1）求第一道支撑处支撑反力 1121525（2）sap2000建模 12A.计算参数在SAP模拟时，还需要将每个工况的土压力求出。在计算土压力时，需要将墙底以上的土层进行加权平均，求出⑦，土层以上各土层的加权平均重度以及加权平均内摩擦角，进而得出主动土压力系数。端头井以及标准段的各项加权平均值见表2-33，2-34。表2-33标准段基坑外地下连续墙底以上各土层情况主动土压力系数Ka=tan2（45°-/2）=0.637表2-34端头井基坑外地下连续墙底以上各土层情况续表2-34主动土压力系数Ka=tan2（45°-/2）=0.594本次车站设计中有两个典型断面，就需对两种不同高度的地下连续墙进行内力计算。分别是标准段处连续墙，东端头井处连续墙。地下使用C30混凝土，E=3.Ox104MPa。使用HRB335钢筋，E=2.Ox105MPa。端头井与标准段的参数见表2-35：表2-35各支撑弹簧系数计基坑开挖面以下，水平弹簧支座和垂直弹簧支座的压缩弹簧刚度KH、Kv，可按下式计算。（2.12）（2.13）式中：KH、Kv一一分别为水平向和垂直向压缩弹簧系数（kN/m）；KH、Kv一一分别为地基土的水平向和垂直向基床系数（kN/m3，开挖面以下一定深度内的水平向基床系数取为三角形分布，三角形分布区内的水平向基床系数kH=mz；m为水平向基床系数沿深度增大的比例系数；z为影响深度，一般取开挖面以下3~5m，坑底地基土软弱或受扰动较大时取大值，反之取小值；b，h一一分别为弹簧的水平向和垂直向计算间距，此处均为lm。取z=4。根据《某地铁车站岩土工程勘察报告（2007-K-413-3）》，可得各土层的水平向以及垂直向压缩弹簧系数见表2-36：表2-36某车站各土层压缩弹簧系数层号岩性名称水平压缩弹簧刚度垂直压缩弹簧刚度比例系数KH（KN/m）Kv（KN/m）M（KN/M4）①填土10000120002500③1粘土20000240005000③2粉质粘土16000180004000④粉质粘土12000140003000⑤粉质粘土10000120002500⑥1粘土26000320006500⑥2粉质粘土22000250005500⑦1粉质粘土30000360007500B.计算工况在进行支护结构的内力计算时，采用增量法进行计算，增量法图示见图2.10第一步第二步第三步第四步图2.10增量法图示车站施工工况划分：A.车站标准段施工共分为8个工况，其中开挖阶段分为5个工况：（1）开挖至第一道支撑位置下0.5米；（2）架设第一道支撑，开挖至第二道支撑位置下0.5米；（3）架设第二道支撑，开挖至第三道支撑下0.5米；（4）架设第三道支撑，开挖至第四道支撑下0.5米；（5）架设第四道支撑，开挖至基坑底。标准段主体结构施工阶段分为3个工况，分别为：（6）内部结构施工完成第一层，拆除第三、四道支撑；（7）内部结构施工完成，拆除第二道支撑；（8）拆除第一道支撑，顶板上覆土回填。B.车站端头井施工共分为9个工况，其中开挖阶段分为6个工况：（1）开挖至第一道支撑位置下0.5米；（2）架设第一道支撑，开挖至第二道支撑位置下0.5米；（3）架设第二道支撑，开挖至第三道支撑下0.5米；（4）架设第三道支撑，开挖至第四道支撑下0.5米；（5）架设第四道支撑，开挖至第五道支撑下0.5米；端头井主体结构施工阶段分为3个工况，分别为：（6）架设第五道支撑，开挖至基坑底。内部结构施工完成，拆除第二道支撑；拆除第一道支撑，顶板上覆土回填。端头井主体结构施工阶段分为3个工况，分别为：（7）内部结构施工完成第一层，拆除第三、四道支撑；（8）内部结构施工完成，拆除第二道支撑；（9）拆除第一道支撑，顶板上覆土回填。在围护结构内力计算期间，先进行开挖阶段的工况计算。由于工况一是从地面开挖至第一道混凝土支撑以下0.5米处，故需要考虑地面超载的影响。而从工况二开始，土压力均是从上一道支撑处开始计算，此时最小土压力为零，每一个工况均是开挖到支撑以下0.5米处，故每一个工况的最大土压力在开挖面处取得，并且在以下的土体中保持最大土压力。采用水土合算的方法，取提高的主动土压力来计算水土压力，公式如下：5.1围护结构内力计算流程A.基坑开挖阶段标准段围护结构内力计算本章主要对开挖阶段围护结构的内力进行分析，由于对于主体结构施工阶段围护结构内力的分析涉及到主体结构的尺寸拟定等内容，所以将在第三章继续分析，采用SAP进行内力计算，各工况内力计算如下：（1）工况1：开挖到第一道撑下0.5米，该工况计算模型和围护结构内力图如图2.11所示：图2.11工况1计算模型及围护结构内力图（2）工况2：架设第一道支撑，开挖至第二道支撑位置下0.5米，该工况计算模型和围护结构内力图如图2.12所示图2.12工况2计算模型及围护结构内力图（3）工况3：架设第二道支撑，开挖至第三道支撑下0.5米，该工况计算模型和围护结构内力图如图2.13所示：图2.13工况3计算模型及围护结构内力图（4）工况4：架设第三道支撑，开挖至第四道支撑下0.5米，该工况计算模型和围护结构内力图如图2.14所示：图2.14工况4计算模型及围护结构内力图（5）工况5：架设第四道支撑，开挖至基坑底，该工况计算模型和围护结构内力图如图2.15所示：图2.15工况5计算模型及围护结构内力图综合以上数据，得到标准段开挖阶段支护结构的弯矩和剪力包络图如2.16所示：图2.16某车站标准段开挖阶段围护结构内力包络图分析数据可得，标准段最大正剪力出现在工况4，为259.80kN，最大负剪力出现在，工况5，为一378.36kN；开挖面最大弯矩出现在工况5，为682.57kN·迎土面最大弯矩出现在工况5，为278.85kN·m。迎土面最大弯B.基坑开挖阶段端头井内力计算：端头井开挖阶段的内力计算与标准段方法一样，共分为6个工况，通过SAP2000进行模拟，最终得到端头井围护结构的弯矩和剪力包络图2.17，所示：图2.17某车站端头井开挖阶段围护结构内力包络图分析数据可得，端头井最大正剪力出现在工况5，为246.43kN，最大负剪力出现在工况6，为一395.79kN；开挖面最大弯矩出现在工况6，为658.82kN·m，迎土面最大弯矩出现在工况5，为350.15kN·m。综合以上包络图，得到开挖阶段标准段和端头井的各个极值如下表：表2-38断面极值5.2基坑内支撑体系设计本工程根据基坑的开挖深度和主体结构的实际情况主要是连续墙布置和楼板的设置情况，设置有一道钢筋混凝土支撑，其他均为钢管支撑，第一道钢筋混凝土支撑采用现浇混凝土结构支撑，刚度比较大，适用与各种复杂基坑形状，节点不会产生松动，具有很高的可靠性，支撑型式为水平支撑体系，由围擦、水平支撑和立柱组成，水平支撑分为对撑和角撑，并且中间留出可以供大型挖土设备出入的出口通道，此布置使得整个支撑体系整体性好、水平力传递可靠，平面刚度增大又满足施工方便要求，这种对撑、角撑和边琦架结合使用，具有很大的刚度，而且能增加挖土面积。第一道钢筋混凝土支撑体系布置如下简图3.1。支撑中心埋深1.46m，围擦断面1000mmX800mm，对撑断面800mmX700mm，斜撑断面800mmX700mm，标准段钢筋硅系杆600mmX600mm，端头井钢筋硅系杆600mmX600mm。图3.1支撑体系平面布置简图5.3支撑体系内力计算sap2000结构内力计算步骤（1）求第一道支撑处支撑反力根据之前对围护结构开挖阶段的计算，可以得到在第一道钢筋混凝土支撑处的支撑反力，其支撑反力为围护墙施加支撑处的剪力突变值。表3-1支撑反力（2）sap2000建模进入sap2000，根据支撑形式画出轴网，在截面属性内根据截面和混凝土性质定义截面和材料参数，在sap2000中生成几何模型，分别按照基坑实际情况为模型施加约束和