支护结构设计计算理论与方法课件.ppt

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1、南京林业大学土木工程学院赵志峰挡土结构与基坑工程第二部分基坑工程力为零的点在坑底挡土结构与基坑工程（1）静力平衡法hEaEpEp’支护结构设计计算理论与方法古典法1.得到板桩前后两侧的土压力分布2.建立并求解静力平衡方程，求得板桩入土深度：a.求出第一个土压力为零的点d，该点离坑底的距离为uduyb.计算d点以上主动土压力合力及至d点的距离yc.根据∑H=0和∑M=0的条件，整理出关于d点以下桩长t0的方程，然后求解t0为安全起见，实际板桩入土深度可取t=u+1.2t03.计算板桩最大弯矩根据弯矩最大处剪力为零，先求出剪下的深度b

2、xmxm=支护结构设计计算理论与方法古典法（2）Blum法EpChtEaOEp’uxBlum建议在古典法的基础上，将板桩底部的被动土压力用一个集中力代替并作用于板桩底部C点1.求桩的入土深度根据净土压力为零求出u值，对桩底C取矩，根据弯矩为零，求出x取板桩打入深度t=u+1.2x2.求最大弯矩最大弯矩发生在剪力为零处，设O点下xm处剪力为零2Eaγ(Kp−Ka)然后求出最大弯矩2γ(Kp−Ka)xm挡6土结构与基坑工程Mmax=Ea(l+xm−a)−al支护结构设计计算理论与方法等值梁法点E是嵌固点，B点是坑底高度，C点是零土压力

3、强度点，F是反弯点即弯矩零点。从图中可以看出，系统中有3个未知数：嵌固段深度hd、锚杆拉力T和作用于E点的集中力P。这是一个超静定问题，为简化计算，可采用等值梁法。挡土结构与基坑工程板桩变形图实际土压力分布图叠加后的简化土压力分布图ABE坑底hhdxtTABETAExtEahaBCPThTADBF弯矩图ADBBCAADDC原结构弯矩图等值梁将原结构从弯矩零点C处截开，由于该断面处弯矩为零，可以用一自由支座代替，形成简支梁AC。AC与原梁中弯矩分布完全相同，成为AB的等值梁。应用等值梁法计算板桩，首先要知道弯矩零点C的位置。由于弯矩

4、零点和土压力强度零点两个位置很接近，一般用土压力强度等于零的位置当作C点挡土结构与基坑工程支护结构设计计算理论与方法等值梁法挡土结构与基坑工程支护结构设计计算理论与方法等值梁法ATATCB净土压力CB弯矩分布A简支梁CBC一次超静定梁Pay=支护结构设计计算理论与方法计算步骤：1.计算主动、被动土压力强度，给出土压力分布图，计算墙前、墙后的被动土压力，暂不管t0以下的土压力情况hPaP0AtRAt0BCDyx2.计算板桩墙上土压力零点距坑底的距离y，γ(kp−ka)3.求出y值后，即可按简支梁求出等值梁AC的弯矩，同时也可求得支座

5、反力RA和P04.求出板桩墙的最小入土深度t0t0=y+x根据P0和墙前被动土压力对板桩底端D的力矩相等x=6P0γ(kp−ka)挡土结构与基坑工程x=支护结构设计计算理论与方法hPaP0AtRAt0BCDyx4.求出板桩墙的最小入土深度t0t0=y+x根据P0和墙前被动土压力对板桩底端D的力矩相等6P0γ(kp−ka)实际板桩下端位于x深度以下，因此板桩墙的入土深度为t=t0k2经验系数，一般取1.1-1.2单撑支护结构的最大弯矩发生在剪力为0处，剪力为0处近似于深度y处，可求出最大弯矩挡土结构与基坑工程dydy墙和水泥土墙取单

6、位宽度结构与基坑工程支护结构设计计算理论与方法h0eaik弹性支点法hkTiksi弹性支点法计算简图应用弹性支点法，假定支点力为不同水平刚度系数的弹簧，同时视基坑开挖面以下地基为弹性地基，其水平抗力为地基反力系数与变形的乘积。建立挠曲微分方程，分为开挖面以上及开挖面以下两部分：4dz−eaikibx=0(0≤z≤hn)EIEI4dz+mb0(z−hn)−eaikibx=0(z≥hn)b0—抗力计算宽度，地连墙和水泥土墙取单位宽度z—支护结构顶部至计算点的距离hn—第n工况基坑开挖深度bx—荷载计算宽度，排桩可取中心距，地连挡土dy

7、dy支护结构设计计算理论与方法弹性支点法建立挠曲微分方程，分为开挖面以上及开挖面以下两部分：4dz−eaikibx=0(0≤z≤hn)EIEI4dz+mb0(z−hn)−eaikibx=0(z≥hn)y—计算点水平变形；m—地基土水平抗力系数的比例系数排桩结构抗力计算宽度按下列规定计算：（1）圆形桩按下式计算（2）方形桩按下式计算b0=0.9×(1.5d+0.5)b0=1.5b+0.5（3）按上面计算出的抗力计算宽度大于排桩间距时取排桩间距挡土结构与基坑工程支护结构设计计算理论与方法挡土结构与基坑工程弹性支点法支点水平刚度系数视支

8、点类型不同而不同：当支点为锚杆时第j层支点边界条件宜按下式确定：Tj=kTj(yj−y0j)+T0j第j层支点水平位移值支点设置前的水平位移值第j层支点预加力第j层支点水平刚度系数ccos2θkT=3AEsEAc3lfEcAc+EsAla当基坑周边