资源描述：
《内撑式支护结构支撑内力的实测与计算分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、内撑式支护结构支撑内力的实测与计算分析[]通过对3个内撑式支护结构工程原型测试得出的数据,分别与弹性地基梁计算方法和等值梁计算方法计算出的数据进行比较和分析,从而得出弹性地基梁计算方法的结果更趋于合理。本文由提供,本站还提供服务,以及结构理论论文下载,如需转载,请保留一个链接:jiegoulilun/[关键词]基坑支护内撑式弹性地基杆系支撑系统 在内撑式支护结构中,支撑系统是极其重要组成部分,它对支护结构内力变化及周围环境(如地面施工超载、地下水位升降等)变化均十分敏感。支撑系统一旦出现损坏,将直接威胁整个基础施工安全,带来不可估量的损失。因此支撑系统的设计与施工是保证支护结构的关键步骤,
2、必须引起足够的重视。支撑系统设计包括方案选择,内力计算、构造设计等。其中内力计算是重要内容,由于国家尚未正式颁布深基坑支护设计与施工规范,多种内力计算方法在实际工程中均有所使用,且使用标准、设计依据均有很大差异,造成计算结果也有一定出入。本文结合工程实测数据对常用的内支撑支护结构的计算方法加以对比分析,初步探讨其在工程中的使用价值。1 工程原型观测结果本文为方便受力分析,选用了3个对撑式内支撑支护结构进行了观测。111 观测工程1为天津人保公司营业楼,基坑平面尺寸为4413m2610m,开挖深度为10m,支护结构采用[email protected]850密排灌注桩作为挡土结构,外
3、加一道700双排水泥搅拌桩,支撑系统为1层钢支撑布置,中部设两道钢结构对撑,四角设钢筋混凝土角撑。该场地地下20m范围内主要由粉质粘土组成,土质水平方向均匀,透水性较差。在观测中,分别在2根钢支撑中的四肢上粘贴8个电阻应变片,利用电阻应变仪测试钢撑应变,继而计算出轴力。钢筋混凝土角撑是采用钢弦式应力计焊接在受力主筋上,使用频率计观测应力计变化,最后计算出角撑轴力。 112 观测工程2为天津市祥云商厦,基坑平面尺寸为4714m3416m,开挖深度为615m,挡土结构选用600mm厚地下连续墙,支撑系统采用1层钢筋混凝土内撑,中部为两根对撑,角部为4根角撑。该场地土质以粉质粘土为主,土质较好。观
4、测中每根支撑均采用钢弦式应力计进行。观测结果如表1所示。113 观测工程3为天津市康宁大厦,基坑平面尺寸为6316m3718m,开挖深度为810m,挡土结构选用[email protected]1060钢筋混凝土桩,支撑系统采用1层钢筋混凝土内撑,在长边跨中设置两道钢筋混凝土对撑,角部设4根角撑。该场地在18m范围内主要以粉质粘土和粘土组成,土质水平方向均匀。观测中每根支撑均采用钢弦式应力计进行。为了与观测结果进行对照,本文采用常用的等值梁方法及弹性地基杆系理论分别对3个工程进行了支撑内力计算。2 支撑内力理论计算分析为了对比实测结果与两种计算方法的差异,表2对计算相对误差进行了统
5、计。通过表1、2可发现采用的两种计算方法所得结果与现场实测结果均有一定差异,两种方法相比较,采用手算方法进行的等值梁计算结果误差较采用有限元分析的弹性地基杆系理论计算结果要大。从等值梁计算方法可知,支护结构被假定为1根在侧压力作用下的梁,以弯矩为零处作为假想铰支点,计算假想铰支点以上部分内力,同时求得支座反力,支撑系统只是假想为一个没有变形的竖向链杆,而支撑体系采用的材料、截面尺寸、布置形式等均不能以参照数的形式在计算中体现出来,例如观测工程1是采用的钢结构对撑、工程2和工程3采用的是钢筋混凝土对撑,两者材料的弹性模量相差达一个数量级,在等值梁计算方法中则不考虑。此外,等值梁方法计算中下端的
6、铰支座位置是按半经验公式进行估算的。无论是支座的形式还是支座的位置都不能准确反映此处支护结构的实际受力状态。以工程2为例,按等值梁方法求得下部铰点位置处的实际变形在1316～2019mm范围内变化,在基坑开挖面附近达到最大变形值2212mm,由此说明该处土抗力实际上形不成一个没有侧移的铰支点,因而造成上部支撑计算中分担的轴力要比实际的轴力小,表2的统计也表明,采用该方法相对误差最大可达4917%,最小也将近20%,且计算结果均比实测结果小,偏于不安全。此外,从严格意义上说等值梁方法更适合于水土合算方法进行内力求解,这也势必影响其在高水位地区使用的准确性。弹性地基杆系统理论是将支护结构假设为竖
7、放弹性地基杆系,结构外侧作用的侧压力按照朗肯理论或库伦理论进行计算,支撑系统和坑底以下的土抗力假设为弹簧支座,对支护结构根据需要划分为有限单元体,用数值分析方法求解。通过公式(1)进一步形成梁、链杆系统的整体刚度矩阵求解。从计算原理上,支撑处及土抗力假设成弹簧支座,一方面可将支撑系统的设计形式转化为计算参数进行受力分析,另一方面可较好的模拟支护结构的实际工作状态,对比等值梁方法可逐个单元计算出支护结构的各点变
