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基坑围护结构内力计算

编辑:慈溪市正宇基础工程有限公司  时间:2016-08-05

  1.基坑围护结构内力计算方法:经典方法、弹性地基梁法、有限元发。

  经典法:

  围护结构看作为一竖放的梁,支点为支撑点或反弯点,支撑点为不动点,成为一个多支点的梁受墙后土压力的作用。这种方法可近似计算围护结构的内力和支撑力,但误差大,且不能计算出围护结构的位移,如二分之一-分割法、等值梁法等。

  弹性地基梁法:

  基坑围护结构简化为一单位宽度的竖放的弹性地基梁,梁受墙后土压力的作用,土的作用则用一系列的土弹簧来代替,计算土弹簧刚度方法则可有e法、m发、c法等,支撑或锚杆也可用一系列的弹簧来代替。山肩帮男法、弹性法和弹塑性法,该方法考虑了土、结构和支撑或锚杆的共同作用,结合增量法可以考虑复制的施工过程,方法简单,关键是土体弹簧刚度的确定,该方法是目前工程应用的主流方法,已足可以满足工程设计得需要。

  有限元法:

  (1)弹性杆系有限元法:围护结构作为一空间二维结构体系来计算,土的作用则像弹簧地基梁法一样,用土压力和土弹簧来代替,支撑或钳杆也用弹簧来代替,特点是可以考虑空间结构的作用;

  (2)连续介质有限元法:把土体和围护结构一起划分单元来计算,其可以考虑土体的复杂的本够关系,时空效应等,但较复杂。

  2.竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法

  计算原理:矩阵位移法与弹性地基梁法的组合

  (1)取纵向单位宽度,将其视为竖放的弹性地基梁,将结构剖分为梁单元,支撑为二杆衍架单元。开挖面下墙前地层对结构约束作用视为一系列弹簧单元。

  (2)结构剖分:挡土结构沿竖向每隔1~2m划分一个单元,单元节点尽可能设置在结构的截面、荷载突变处、地基基床系数变化段、支撑或锚杆的作用点处。

  (3)外荷载:墙背侧土压力为主动土压力,郎肯理论计算。被动侧由墙体位移产生的抗力,由弹簧地基提供。

  3.水平支撑体系计算:

  (1)支撑体系的水平位移

  ①支撑体系位移;

  ②框架刚体的平移和转动。

  (3)分析方法:利用结构有限元计算软件

  判断最大水平位移是否小于允许值,如满足要求,计算出支撑的内力,进行配筋计算或钢支撑强度和稳定性验算。如不满足要求,重新调整支撑的几何参数,以提高其水平刚度,重新计算。

  ①调整支撑体系高程;

  ②增大支撑杆件截面尺寸;

  ③加大挡墙厚度或嵌固深度。

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