理正深基坑培训教材-文档资料.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,理正岩土计算系列,北京理正软件设计研究院有限公司,技术支持,陈莹,基坑支护,简介 基本参数和操作 常见问题,简介,单元计算,10,种规范,计算方法,经典法,弹性法：全量法、增量法,支护类型,排桩、连续墙、水泥土墙、土钉、放坡、双排桩,整体计算,支护结构的真三维有限元分析,3,简介常用支护形式,排桩,连续墙,钢筋混凝土连续墙,钢板桩,水泥土墙,格构式水泥土墙,墙中有桩,SMW,工法,放坡,土钉,土钉,+,锚杆,+,坡前桩,双排桩,计算模型,4,单元计算基本信息,基本信息,内力计算方法,规范规程和基坑等级,尺寸参数,嵌固深度计算,冠梁参数,冠梁刚度估算,水平集中力,放坡,交互台宽和坡高，坡度自动生成,超载,均布荷载,分布荷载,三角形荷载,建筑物荷载（北京规范）,基坑等级,尺寸参数,冠梁参数,5,单元计算专题：嵌固深度,满足要求,力矩平衡或整体稳；抗渗稳定；构造要求。,6,1.,确定弯矩零点：水平荷载标准值,=,水平抗力标准值,2.,计算支点力,3.,计算嵌固深度,力矩平衡,基坑规程,4.1.1,；,悬臂和单支点的排桩连续墙；,单元计算专题：嵌固深度计算,嵌固深度的安全系数,;,系统默认规范值,1.2;,基坑规程中取值也是,1.2,。,7,单元计算专题：嵌固深度计算,抗渗稳定,基坑规程,4.1.3,；,当基坑底为,碎石土或砂土,、基坑内排水且作用有,渗流水压力,时，要满足抗渗透稳定条件。,式中，,1.2,为抗渗嵌固系数；,构造要求,基坑规程,4.1.2,；,悬臂式及单支点，,hd0.3h,（,h,基坑深度）；,多支点支护结构，,hd0.2h,；,整体稳定,圆弧滑动简单条分法，基坑规程附录,A,；,8,单元计算专题：冠梁刚度计算,冠梁侧向刚度估算公式：,式中：,K,冠梁刚度估算值；,a,桩、墙位置；一般取,L,长度的一半（最不利位置）。,L,冠梁长度；如有内支撑，取内支撑间距；如无内支撑，取该边基坑边长。,EI,冠梁截面抗弯刚度；其中,I,表示截面对,x,轴的惯性矩。,9,单元计算土层信息,土层参数,可设坑内加固土；,降水深度可随开挖变化；,可分层指定弹性计算方法；,土层物理参数；,水下物理参数如无条件做试验，可根据经验折减；,水土分算与合算；,如无试验或经验数据，,m,值可用基坑规程公式计算，软件提供计算工具；,10,单元计算支锚信息,支锚信息,支锚类型：锚杆、锚索和内撑；,支锚刚度,锚杆,试验值、经验值、基坑规程附录,c,公式、软件迭代；,内撑,交互，可用基坑规程附录,c,公式，但有适用条件；,材料抗力,锚杆,如进行锚杆设计，软件可计算；,内撑,交互；,工况信息,可模拟拆撑、逆做、加楼板等；,11,锚杆刚度,四种方法：试验方法；用户根据经验输入；公式计算方法（,建筑基坑支护规程,JGJ120-99,附录,C,）；软件计算。,支撑刚度（举例说明）,S,支撑水平间距；,Sa,计算宽度，排桩用桩间距，地下连续墙用,1,内支撑的刚度,30MN/m,，两种输入方法：,第一种按照实际情况输入,水平间距,4m,，支撑刚度刚度,30MN/m,；,第二种按计算单元输入,水平间距,2m,，支撑刚度刚度,15MN/m,；,适用条件：基坑周边支护结构荷载相同，,对撑，刚度大，等间距,单元计算专题：刚度和抗力,12,单元计算专题：刚度和抗力,锚杆材料抗力,影响抗倾覆和整体稳定计算,计算时取该值和锚固力二者之中较小值,如果进行了锚杆计算，则程序将根据锚杆计算的配筋结果自动计算抗拉力,内撑材料抗力,影响抗倾覆和整体稳定计算,与内撑长细比有关的调整系数,结构手册,与工程形式有关的调整系数,经验调整,抗压强度设计值,13,刚度,材料抗力,锚杆,锚索,试验方法；,用户经验；,公式计算，基坑规程附录,C.1;,软件计算，软件根据配筋结果自动计算锚杆刚度；,材料抗力,=,配筋面积,钢筋强度设计值,内撑,用户交互，可用基坑规程附录,C.2,的公式计算（只适用于对撑）；,材料抗力,=,内撑截面积,内撑材料抗压强度设计值,与工程形式有关的调整系数,与内撑长细比有关的调整系数,注：,1.,锚杆与锚索的区别在于，前者用钢筋，后者用钢绞线；,2.,锚杆锚索受拉，内撑受压，所以计算材料抗力时，锚杆锚索,用抗拉强度设计值，内撑用抗压强度设计值；,3.,刚性铰的刚度无限大，可用来模拟刚性楼板；,4.,楼板也可用内撑模拟。,单元计算专题：刚度和抗力,14,单元计算专题：工况,全量法,软件自动生成，可设置地下室层数及层高控制拆撑的参数；,当自动生成拆撑工况时，深度在本层地下室顶板以下的锚杆和内撑，将被拆掉；,楼板用刚性铰来模拟，刚度无限大；,增量法,用户交互；,可以调整“开挖”，“加撑”，“拆撑”，“刚性铰”的位置和顺序；,楼板可用刚性铰模拟，也可用内撑模拟；,如涉及到“换撑”或用内撑模拟楼板，需先确定施工顺序及内撑位置，在“支锚信息”中把所有内撑按深度顺序交互完整，加撑中的顺序可以灵活指定。,15,单元计算专题：工况,例,1,：拆撑做楼板,10m,的基坑,在基坑顶面以下,-3.5m,和,-7.0m,各设一道内撑，超挖,0.5m,地下室底板和顶板标高分别为,-8m,和,-4.5m,例,2,：换撑做楼板,8m,的基坑,在基坑顶面,-4m,处设一道内撑，超挖,0.5m,地下室底板和顶板的标高分别为,-7m,和,-3.5m,在,-2m,换加一道内撑。,16,单元计算计算项目,内力位移计算,桩配筋计算,锚杆计算,刚度折减系数：默认值,0.85,是参照,建筑桩基规范,JGJ94-94,第,53,页公式中的系数,17,单元计算内力位移,支反力：,锚杆或内撑的内力标准值。,蓝色：弹性法；红色：经典法,双排桩特殊,查看土压力,中的土压力是单位米的；,工况图,中的土压力是实际宽度的；,如果桩间距是,1,米时，两者一样。,地表沉降曲线三种计算方法出自,基坑工程手册,p215,。,18,单元计算桩配筋计算,经典法和弹性法的切换。,上：基坑内外侧内力的最大值；,下：最大值对应的深度。,桩身配筋可以分段。,计算值：软件计算出来的内力标准值；,设计值：设计值,=,计算值,折减系数,分项系数,基坑侧壁重要性系数；,实用值：可取计算值，也可根据经验调整。,19,单元计算桩配筋计算,此处内力为锚杆的,水平,方向内力,在此界面修改参数后，需点击“重新计算”，软件才会按照修改后的参数进行后续计算。,dHPB235,DHRB335,EHRB400,FRRB400,例如,1E18,一根直径为,18,的三级钢。,经典法和弹性法的切换。,20,单元计算数据和结果的保存,数据存盘到文件,：保存输入的原始数据。,可将典型例题存入模板库，如常做某一地区的工程，可保存模板，使建模更方便。,21,单元计算数据和结果的保存,图：,可存成,dxf,文件；,计算书：,包括原始条件和计算结果；,可存成,rtf,文件，用,word,打开，或存成,txt,文本文件；,22,基坑整体,复杂基坑,计算结果,整体模型,23,基坑整体单元与整体的区别,单元计算,整体计算,计算对象,二维,单桩或单位宽度支护结构,三维,整个基坑支护结构,计算方法,经典方法和弹性方法（全量法和增量法）,有限元方法（全量法）,考虑因素,支撑刚度不易确定,可考虑周围杆件对支撑结构刚度的影响,计算结果,支护结构的内力、位移、配筋结果、锚杆计算、稳定计算等结果；,不进行内撑梁的设计。,支护结构、内撑结构的内力、位移、配筋结果；,无支护构件的锚杆计算和稳定计算。,24,基坑整体计算模型,采用空间整体协同有限元计算方法，考虑了支护结构、内支撑结构及土空间整体协同作用的线弹性有限元分析方法。,计算模型,主动侧土体简化成主动土压力,被动侧开挖面以下的土体简化成水平弹簧,支护结构有限元剖分,与通用有限元软件的比较,支持国内多种规范,建模方便、操作简单，节省前处理的时间,计算结果符合设计要求,25,基坑整体设计流程,26,基坑整体方案设计,支撑道数,冠梁层以下的内支撑道数,冠梁层标高,冠梁层内支撑的标高,地下室层数,可控制拆撑工况,方案导入导出,数据备份和方案交流,27,基坑整体网线布置,软件,线型,颜色,单位,读入格式,渗流边坡,Line,线,无要求,m,dxf,（,R12,、,2004,、,2006,、,2010,）,边坡滑坍,Pline,线,滑面线,yellow,黄色,坡面线,green,绿色,水面线,blue,蓝色,m,dxf,（,R12,）,2004,及以上版本都不行,软基,Line,线,无要求,可选,dxf,（,2004,、,2010,）,此处读入仅为地面以上的堤坝部分，所以底部要平齐,基坑,可用直线、弧线；不能用圆、矩形、构造线、多段线。,无要求,可选,dxf,（,2004,、,2010,）,28,分区数据对整体计算的影响,大部分影响,少数参数对整体计算没有影响,计算方法的选择,规范的选择,冠梁信息,分区数据的计算,可以计算嵌固深度,数据存盘，在单元计算中打开，输入支锚信息，计算，出计算书,分区地面高程,坑中坑,基坑整体支护布置,29,基坑整体标高系统,标高系统可以地面为,0,，也可按照实际的海拔高程。,统一体系；,支护类型里面桩（墙）顶标高是相对该单元的地面而言；其余的标高都是相对本工程的,0,而言；,坑内坑；,冠梁层标高和支撑层标高,轴线的标高；,坑中坑的标高系统,30,至少需要,3,种支护分区,至少需要,2,种支护分区,至少需要,1,种支护分区,基坑整体标高系统,31,基坑整体内撑布置,注意：,材料与截面要匹配；,修改截面和材料时一定要进入“从库中选取”，不能在“描述中修改”。,构件：冠梁腰梁、内撑、立柱、斜撑、锚杆；,32,基坑整体计算可以加锚杆，但不,进行锚杆设计,，只是在整体计算中考虑锚杆的刚度；,锚杆只能加在冠梁或者腰梁上；,加锚杆时需输入锚杆间距和锚杆刚度，因为基坑整体不做锚杆设计，所以用户需在整体计算前知道锚杆的配筋等参数，通过试验或者基坑规程附录,C,的计算公式得到锚杆的刚度；,整体计算不能考虑锚杆的预加力；,整体计算的结果中没有给出锚杆的内力，如需要此数值，可近似计算，即用该点的位移乘以锚杆刚度，如果是预应力锚杆，可简单的把预加力,+,锚杆刚度*支点位移，作为锚杆内力控制值。,基坑整体锚杆相关内容,33,一,.,工具箱校核深基坑整体的计算结果的校核,校核时注意点位：,1.,基坑内撑梁是按,压弯构件,计算，因此校核时应该用,工具箱中柱截面。,2.,由于基坑输出计算书中是梁的某个断面，因此柱截面校核时，选择,普通柱或框架柱,没有分别。,3.,工具箱中输入的柱长应为内撑梁,实际长度,。,4.,基坑输出计算书中的内力值为,标准值,，应该将其,乘以分项系数和基坑重要性系数,后输入工具箱中计算。,5.,基坑中,轴力,输出时，正值为拉力，在工具箱中，正值为压力。,6.,工具箱中不能考虑,扭矩,的影响。,基坑整体计算结果校核,34,深基坑和工具箱的方向,深基坑,工具箱,弯距水平方向,My,竖向剪力,Vx,弯距竖向方向,Mx,水平剪力,Vy,轴力为正,负值,矩形,800600,就是表示,b,*,h,，,b=800mm,h=600mm,基坑整体计算结果校核,35,基坑软件出的结果：,基坑整体计算结果校核,36,内力结果,:,分项系数,1.25,基坑重要性系数,1.0.,起点,中点,终点,设计值,水平弯矩,(+)(kN-m),：,My,0.00,0.00,0.00,0,水平弯矩,(-)(kN-m),：,0.00,0.00,-0.00,0,竖向弯矩,(+)(kN-m),：,Mx,59.74,111.58,59.74,74.675,竖向弯矩,(-)(kN-m),：,0.00,0.00,0.00,0,水平剪力,(kN),：,Vy,-0.00,-0.00,-0.00,0,竖向剪力,(kN),：,Vx,34.56,-0.01,-34.56,-43.2,轴 力,(kN),：,负值,-635.38,-635.38,-635.38,-794.225,扭 矩,(kN-m),：,0.00,0.00,-0.00,0,基坑整体计算结果校核,37,基坑整体计算结果校核,38,工具箱配置钢筋结果：,(1),上部纵筋,:4E18(1018mm2=0.21%),As=960mm2,，配筋满足。,(2),下部纵筋,:4E18(1018mm2=0.21%),As=960mm2,，配筋满足。,(3),左右纵筋,:3E18(763mm2=0.16%),分配,As=1018mm2,As=960mm2,，,配筋满足。,(4),竖向箍筋,:d8200,四肢箍,(1005mm2/m sv=0.13%),Asv/s=750mm2/m,，,配筋满足。,(5),水平箍筋,:d8200,三肢箍,(754mm2/m sv=0.13%),Asv/s=750mm2/m,，,配筋满足。,基坑整体计算结果校核,39,基坑侧竖向纵筋,挡土侧竖向纵筋,基坑侧水平纵筋,挡土侧水平纵筋,竖向拉结筋,水平拉结筋,基坑整体配筋示意图,墙配筋示意图,40,内撑梁配筋示意图,基坑整体配筋示意图,41,基坑整体例题,工程条件,基坑：矩形基坑，长,30m,，宽,24m,，深,10m,，周边无建筑物,土层：,地面超载：,10kpa,支护方案,排桩，直径,0.8m,，间距,1.6m,，嵌入深度,5m,，,桩顶标高,0.00m,，混凝土等级,C30,内撑一道，标高,-4.5m,冠梁,1000*800,（,C40,）；腰梁,800*600,（,C30,）；内撑梁,400*650,（,C30,）；立柱,d=500,（,C30,）,层号,土名,厚度（,m,）,重度,（,KN/m,）,粘聚力,（,kpa,）,内摩擦角（,）,粘结强度（,kpa,）,1,粘土,4m,19,10,15,20,2,粉质粘土,30m,18,22,25,40,42,基坑整体模型的常见错误,轴线长度不合理,内撑两端不能撑在土上,内撑悬空,被轴线打断的内撑端点约束,截面和材料不匹配,节点之间的距离一般不能小于,1m,，否则计算和剖分的时候可能出错。,44,没有腰梁，内撑两端相当于支在桩间土上，不合理。建议加上腰梁。,45,错误：内撑悬空。,46,内撑梁两端的约束有问题。比如梁,109,和,110,，实际上是一根梁，只是中间被轴线打断，但是这里的连接却是铰接，这是不对的。,47,修改界面参数时需从库中选取，不能直接修改描述。,48,