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荷载结构分析之平面弹性地基梁法

发布时间:2018-10-23

荷载结构分析之平面弹性地基梁法是非常重要的,方法的制定是根据实际情况,每个细节的处理都非常关键。鲁班乐标小编就荷载结构分析之平面弹性地基梁法和大家说明一下。

1. 计算原理

平面弹性地基梁法假定挡土结构为平面应变问题,取单位宽度的挡土墙作为竖向放置的弹性地基梁,支撑和锚杆简化为弹簧支座,基坑内开挖面以下土体采用弹簧模拟,挡土结构外侧作用已知的水压力和土压力。图 6-5 为平面弹性地基梁法典型的计算简图。

取长度为 b0 的围护结构作为分析对象,列出弹性地基梁的变形微分方程如下:

考虑土体的分层(m 值不同)及水平支撑的存在等实际情况,需沿着竖向将弹性地基梁划分成若干单元,立出每个单元的上述微分方程,一般可采用杆系有限元方法求解。划分单元时,尽考虑土层的分布、地下水位、支撑的位置、基坑的开挖深度等因素。分析多道支撑分层开挖时,根据基坑开挖、支撑情况划分施工工况,按照工况的顺序进行支护结构的变形和内力计算,计算中需考虑各工况下边界条件、荷载形式等的变化,并取上一工况计算的围护结构位移作为下一工况的初始值。

弹性支座的反力可由下式计算:

2. 支撑刚度计算

对于采用十字交叉对撑钢筋混凝土支撑或钢支撑(如图 6-6 所示),内支撑刚度的取值如下式所示:

对于复杂杆系结构的水平支撑系统,不能简单地采用式(6-3)来确定支撑的刚度,但较合理地确定其支撑刚度也很困难。国家规范建筑基坑工程技术规范 [2] 建议采用考虑围护结构、水平支撑体空间作用的协同分析方法确定。

当采用主体结构的梁板作为水平支撑时,水平支撑的刚度可采用下式来确定:

3. 水平弹簧支座刚度计算

基坑开挖面或地面以下,水平弹簧支座的压缩弹簧刚度KH可按下式计算

图 6-7 给出了地基水平基床系数的五种不同分布形式,地基水平向基床系数采用下式表示:

当有土的标准贯入击数 N 值时可用经验公式求水平向基床系数:

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