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1、4.0m基坑钢管桩支护计算基本信息规范与规程建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012内力计算方法增量法支护结构安全等级级支护结构重要性系数Y。1.10基坑深度h(m)4.OOO嵌固深度(m)4.OOO桩顶标高(m)O.OOO桩材料类型型钢卜钢材牌号Q2351截面参数无缝钢管219X8.01.抗拉、抗压和抗弯f(Mpa)2151.抗剪fv(Mpa)1251.截面塑性发展系数1.00桩间距(In)0.500有无冠梁无防水帷幕无放坡级数0超载个数1支护结构上的水平集中力0超载信息超载序号类型超载值(kPa,kNm)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边距(m)形式长度(m)130.0000.0005.
2、0001.000条形附加水平力信息水平力序号作用类型水平力值(kN)作用深度(m)是否参与倾覆稳定是否参与整体稳定土层信息土层数1坑内加固土否内侧降水最终深度(m)25.000外侧水位深度(m)25.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)弹性计算方法按土层指定乂弹性法计算方法m法内力计算时坑外土压力计算方法主动土层参数层号土类名称层厚(m)重度(kNm3)浮重度(kN/m3)黏聚力(kPa)内摩擦角(度)与锚固体摩擦阻力(kPa)1素填土50.0020.010.05.0025.00120.0层号黏聚力水下(kPa)内摩擦角水下(度)水土计算方法m,c,K值不排水抗剪强度(
3、kPa)支错信息支锚道数1支锚道号支锚类型水平间距(m)竖向间距(m)入射角()总长(m)锚固段长度(m)1内撑2.OOO1.000支锚道号预加力(kN)支锚刚度(MNm)锚固体直径(mm)工况号锚固力调整系数材料抗力(kN)材料抗力调整系数1O.OO588.5721000.OO0.50上压力模型及系数调整弹性?去土压力模型：经r土典法土压力襁rAT豆上扮布般层号土类名称水土水压力调整系数外侧土压力调整系数1外侧土压力调整系数2内侧土压力调整系数内侧土压力最大值(kPa)1素填土分算1.0001.0001.0001.00010000.OOO5.OO125.00I分算Im法6.50工况信息工况号
4、工况类型深度(m)支锚道号1开挖1.5002加撑1.内撑3开挖4.OOO设计参数整体稳定计算方法瑞典条分法稳定计算采用应力状态有效应力法稳定计算是否考虑内支撑乂稳定计算合算地层考虑孔隙水压力X条分法中的土条宽度(In)1.00刚度折减系数K1.000考虑圆弧滑动模式的抗隆起稳定乂对支护底取矩倾覆稳定以最下道支锚为轴心的倾覆稳定设计结果结构计算各工况:(-134.37)-(7.25)(0.0)-(0.0)(-0.02)-(6.29)(-0.00)-(1.88)(-4.72)-(2.84)(-3.21)(0.00)(-134.37)-(7.25)(0.0)(0.0)(-0.)-(1.88)(-3.
5、21)-(0.00)(-72.77)-(17.4O)(0.0)-(0.0)(-17.86)(17.60)财(KN)(-18.46)-(19.45)(-19.34)-(16.80)内力位移包络图:工况3一开柩(4.00m)包络用(O-OO)-(O-OO)(-17.86)-(17.60)财(KN)(-18.46)-(19.45)(-19.34)(16.80)地表沉降图:1.1 截面验算截面参数弯矩折减系数1.00剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25内力取值段号内力类型弹性法计算值经典法计算值内力设计值内力实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)23.0617.8631.7126.951基坑外侧最大弯
6、矩(kN.m)9.1917.6012.6410.74最大剪力(kN)19.4519.3426.7426.74钢管桩截面验算基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)Onei=Mn/(*Wx)=26.953/(1.000*269.900*106)=99.862(MPa)f=215.OOO(MPa)满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)OWai=Mw/(*WX)=10.743/(1.000*269.900*IO6)=39.802(MPa)1.35,满足规范要求。抗倾覆稳定性验算抗倾覆(对支护底取矩)稳定性验算:MPKov=MaMr,一一被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩，对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于
7、锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。M11一一主动土压力对桩底的倾覆弯矩。工况1：序号支锚类型材料抗力(kNm)锚固力(kNm)1内撑0.000Kov=2587.103+0.000721.224Kov=3.587=1.250,满足规范要求。工况2：序号支锚类型材料抗力(kNm)锚固力(kNm)I内撑250.000Kov=2587.103+1750.000721.224Kov=6.014=1.250,满足规范要求。工况3：序号支锚类型材料抗力(kWm)锚固力(kNm)1内撑250.000Kov=651.210+1750.000721.224Kov=3.329=1.250,满足
8、规范要求。安全系数最小的工况号：工况3。最小安全KOV=3.329=1.250,满足规范要求。抗倾覆(踢脚破坏)稳定性验算:绕最下道支撑或锚拉点的抗倾覆稳定性验算，多支点参考建筑地基基础设计规范GB50007-20U附录V单支点参考建筑基坑支护技术规程JGJ120-20124.2.2节ZMEPK产1.EMEaMip被动区抗倾覆作用力矩总和(kN.mm);M.一一主动区倾覆作用力矩总和(kN.mm);Kt一一带支撑桩、墙式支护抗倾覆稳定安全系数，取KtB1.250。工况1：此工况不进行抗倾覆稳定性验算！工况2：5414.127Ki=1183.914Kt=4.573=1.250,满足规范要求。工况
9、3：2547.885Kt=1183.914Kt=2.152=1.250,满足规范要求。安全系数最小的工况号：工况3。最小安全Kt=2.152=1.250,满足规范抗倾覆要求。抗隆起验算单位mD从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下:;m2IdNq+CNcKS=:;Kbrm(h+ld)+夕0NC=INq-1)tan支护底部，验算抗隆起：Ks=(20.0004.OOOX10.662+5.000X20.721)/(20.000(4.000+4.000)25.000)=5.171Ks=5.17121.800,抗隆起稳定性满足。嵌固段基坑内侧土反力验算工况1：Ps=136.081Ep=571.5
10、16,土反力满足要求。工况2：PS=136.081WEP=571.516,土反力满足要求。工况3：PS=116.538Ep=228.507,土反力满足要求。式中：PS为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力(kN)；EP为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力(kN)。4.5m基坑钢管桩支护计算单位：mIVYVlYVYYIVIIYYYVfVVTV!IYIITTYYIVY!Vir土层参教OOO.mr=20.0(20.0)c=5.0(5.0)0=25.0(25.0)基本信息规范与规程建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012内力计算方法增量法支护结构安全等级一级支护结构重要性系数Y。1.10基
11、坑深度h(Dl)4.500嵌固深度(In)4.500桩顶标高(m)0.000桩材料类型型钢)钢材牌号Q2351.截面参数无缝钢管219X8.01.抗拉、抗压和抗弯f(Mpa)215bt剪fv(Mpa)1251.截面塑性发展系数1.00桩间距(m)0.500有无冠梁无防水帷幕无放坡级数0超载个数1支护结构上的水平集中力0超载信息超载序号类型超载值(kPa,kNm)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边距(m)形式长度(m)130.0000.0005.0001.000条形附加水平力信息水平力序号作用类型水平力值(kN)作用深度(m)是否参与倾覆稳定是否参与整体稳定土层信息土层数1坑内加固土否内侧降水最
12、终深度(m)25.000外侧水位深度(m)25.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(In)弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法内力计算时坑外土压力计算方法主动土层参数层号土类名称层厚(m)市:改(kNm3)浮重度(kN/m3)黏聚力(kPa)内摩擦角(度)与锚固体摩擦阻力(kPa)1素填土50.0020.010.05.0025.00120.0层号黏聚力水下(kPa)内摩擦角水下(度)水土计算方法m,c,K值不排水抗剪强度(kPa)15.0025.00合算m法6.50支锚信息支锚道数2支锚道号支锚类型水平间距(m)竖向间距(m)入射角(0)总长(m)锚固段长度(m)1内撑
13、2.0001.0002内撑2.0002.000支锚道号预加力(kN)支锚刚度(MNm)锚固体直径(mm)工况号锚固力调整系数材料抗力(kN)材料抗力调整系数10.00588.5721000.000.5020.00588.5741000.000.50土压力模型及系数调整弹性法上压力模型:经典法上压力模型:三11!一般V一般分布层号土类名称水土水压力调整系数外侧土压力调整系数1外侧土压力调整系数2内侧土压力调整系数内侧土压力最大值(kPa)1素填土合算1.0001.0001.00010000.000工况信息工况号工况类型深度(m)支锚道号1开挖1.5002加撑1.内撑3开挖3.5004加撑2.内撑
14、5开挖4.500设计参数整体稳定计算方法瑞典条分法稳定计算采用应力状态有效应力法稳定计算是否考虑内支撑乂稳定计算合算地层考虑孔隙水压力乂条分法中的土条宽度(m)0.30刚度折减系数K1.000考虑圆弧滑动模式的抗隆起稳定X对支护底取矩倾覆稳定以最下道支锚为轴心的倾覆稳定设计结果结构计算各工况:(-32.77)(33.63)(-159.30)-(7.25)(-10.48)(0.00)(0.0)(0.0)-0.47)-(6.31)(0.00)-(1.88)(-4.73)(187)(-3.21)-(0.00)工况2M1(1.00m)(-32.77)(33.63)(-159.30)-(7.25)(-1
15、0.48)(0.00)(0.0)(0.0)(-0.47)-(6.31)-0.00)-(1.88)(-4.73)(Z87)(-3.21)(0.00)(-13.82)-(16.04)(-14.25)-(12.78)(-110.02)-(15.37)(0.0)-(0.0)(-11.02)-(11.27)(-14.25)-(12.78)(-37.19)-(33.63)(-85.38)(19.43)(-10.98)-(0.00)(0.0)(0.0)(-13.75)-(6.50)(-13.89)-一(14.36)耿KN)(-12.44)一一(18,55)(-16.85)-(12.78)内力位移包络图:工况
16、5-施(4.50m)包络团(O.W)-(O-OO)(-13.89)(14.36)(-16.85)(12.78)地表沉降图:高坑戏Mm)三角形法联儒堂22mmfMt32mm1.1截面验算臧面参数弯矩折减系数1.00剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25内力取值段号内力类型弹性法计算值经典法计算值内力设计值内力实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)16.4313.8922.5922.591基坑外侧最大弯矩(kN.m)7.9714.3610.9610.96最大剪力(kN)18.5516.8525.5025.50钢管桩截面验算基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)Onei=Mn/(*Wx)=22.590/(1.
17、000*269.900*106)=83.698(MPa)f=215.OOO(MPa)满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)owai=Mw/(*Wx)=10.965/(1.000*269.900*106)=40.624(MPa)1.35,满足规范要求。抗倾覆稳定性验算抗倾覆(对支护底取矩)稳定性验算:,MPMp一一被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩，对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Mil一一主动土压力对桩底的倾覆弯矩。工况1：序号支锚类型材料抗力(kNm)锚固力(kNm)1内撑0.0002内撑0.0003906.352+0.000Ko
18、v=1024.023Kov=3.815=1.250,满足规范要求。工况2：序号支锚类型材料抗力(kNm)锚固力(kNm)1内撑250.0002内撑0.000Kov=3906.352+20.0001024.023Kov=5.768=1.250,满足规范要求。工况3：序号支锚类型材料抗力(kNm)锚固力(kNm)1内撑250.0002内撑0.000Kov=1603.860+2000.0001024.023Kov=3.519=1.250,满足规范要求。工况4：序号支锚类型材料抗力(kNm)锚固力(kNm)1内撑250.0002内撑250.0001603.860+3500.000Kov=1024.02
19、3Kov=4.984=1.250,满足规范要求。工况5：序号支锚类型材料抗力(kNm)锚固力(kNm)1内撑250.0002内撑250.000907.344+3500.000Kov=1024.023Kov=4.304=1.250,满足规范要求。安全系数最小的工况号：工况3。最小安全KOV=3.519=1.250,满足规范要求。抗倾覆(踢脚破坏)稳定性验算：绕最下道支撑或锚拉点的抗倾覆稳定性验算，多支点参考建筑地基基础设计规范GB50007-2011附录V单支点参考建筑基坑支护技术规程JGJI20-20124.2.2节“KI=Mlil一一被动区抗倾覆作用力矩总和(kN.mm);M,1一一主动区倾
20、覆作用力矩总和(kN.mm);Kt一一带支撑桩、墙式支护抗倾覆稳定安全系数，取K121.250。工况1：此工况不进行抗倾覆稳定性验算！工况2：8123.069Kt=1654.280Kt=4.910=1.250,满足规范要求。工况3：5049.471Kt=1654.280Kt=3.052=1.250,满足规范要求。工况4：3386.138Kt=1016.803Kt=3.330=1.250,满足规范要求。工况5：2510.125Kt=1016.803Kt=2.469=1.250,满足规范要求。安全系数最小的工况号：工况5。最小安全Kt=2.469=1.250,满足规范抗倾覆要求。抗隆起验算1)从支
21、护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下:ydNq+CNcNq=卜an(45+?)NC=(NqT)1tan支护底部，验算抗隆起：Ks=(20.0004.500X10.662+5.000X20.721)/(20.OOOX(4.500+4.500)+25.000)=5.186Ks=5.18621.800,抗隆起稳定性满足。嵌固段基坑内侧土反力验算工况1：Ps=167.394WEP=751.839,土反力满足要求。工况2：Ps=167.394Ep=751.839,土反力满足要求。工况3：Ps=151.258WEP=415.833,土反力满足要求。工况4：PS=151.258WEP=415.833,
22、土反力满足要求。工况5：Ps=130.194Ep=284.789,土反力满足要求。式中：PS为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力(kN)；EP为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力(kN)o横向支撑截面验算由上述结果可知，取4.5m基坑对应的第二道横撑(轴压力最大)进行验算1.1 基本信息截面类型无缝钢管:d=194(mm)钢材牌号Q235d(mm)194t(mm)10构件长度(m)3.0001.2 荷载信息恒载分项系数1.30活载分项系数1.50活载调整系数1.00是否考虑自重否轴向恒载标准值(kN)112.140轴向活载标准值(kN)0.0001.3 端部约束信息X-Z平面内顶部
23、约束类型:简支X-Z平面内底部约束类型:简支X-Z平面内计算长度系数:1.00YZ平面内顶部约束类型:简支Y-Z平面内底部约束类型:简支Y-Z平面内计算长度系数:1.002计算结果2.1 截面几何特性根据钢结构设计手册(上册)(第三版)“16钢材的规格及截面特性”，查表得:全截面：面积(Cm2)57.805惯性矩IX(Cm4)2453.546惯性矩Iy(Cm4)2453.546抵抗矩WXI(Cm3)252.943抵抗矩Wyl(Cln3)252.943抵抗矩Wx2(cm3)252.943抵抗矩Wy2(cm3)252.943回转半径ix(cm)6.51回转半径iy(cm)6.512.2 材料特性构
24、件截面的最大厚度:1(HX)(mm)抗拉强度:215.00(N/mm2)抗压强度:215.00(N/mm2)抗弯强度：215.00(N/mm2)抗剪强度：125.00(N/mm2)屈服强度：235.00(N/mm2)抗拉强度最小值：375.00(N/mm2)2.3 荷载设计值Na=112.1401.30+0.0001.501.00=145.7821.N2.4 强度信息最不利位置强度应力按钢结构标准公式(7.1.1-1)计算荷载N:145.782kNN1457822rr=25.219Tz三A5781If=25.219215=0.1171.00,满足。2.5 稳定信息2.5.1 绕X轴弯曲稳定性验
25、算：根据钢结构标准第722条，得：长细比入=loi=3OOOOO651=46.048轴心受压构件截面分类(按受压特性)：a类轴心受压整体稳定系数，根据钢结构标准附录D.0.5计算得：0户0.927绕X轴最不利位置稳定应力按钢结构标准公式(721)N145782A0.9275781f=27.218/215=0.1271.00,满足。2.5.2 绕Y轴弯曲稳定性验算：IQy=3.000w根据钢结构标准第7.2.2条，得：长细比入y=l(iy=3.0000.0651=46.048轴心受压构件截面分类(按受压特性)：a类轴心受压整体稳定系数，根据钢结构标准附录DO5计算得：y=O.927绕Y轴最不利位
26、置稳定应力按钢结构标准公式(7.2.1)N1457820.92757812=27.2180Nmmf=27.218/215=0.1271.00,满足。3分析结果构件安全状态：强度满足要求，稳定满足要求。钢围楝截面验算由计算结果可知，取4.5m基坑第二道围棵进行验算基本信息左支座简支右支座简支跨号跨长(m)截面名称1xh=HW250x2502.000热轧宽翼缘H型钢(GBII263-2017):Xh=HW250x250(型号)2xh=HW250x2502.000热轧宽翼缘H型钢(GBII263-2017):Xh=HW250x250(型号)3xh=HW250x2502.000热轧宽翼缘H型钢(GBl
27、l263-2017):Xh=HW250x250(型号)4xh=HW250x2502.000热轧宽翼缘H型钢(GBII263-2017):Xh=HW250x250(型号)各跨截面几何特性:全截面跨号面积(Cm2)惯性矩IX(Cm4)WXl(Cm3)Wx2(cm3)回转半径ix(cm)惯性矩Iy(Cm4)191.43107(X)X)860.00860.0010.803650.00291.4310700.00860.00860.0010.803650.00391.4310700.00860.00860.0010.803650.00491.4310700.00860.00860.0010.803650
28、.00I跨号IWyl(CrnAWy2(c11)回转半径iy(cm)面积矩SX(Cln3)YxlYx21292.00292.006.31468.441.051.052292.00292.006.31468.441.051.053292.00292.006.31468.441.051.054292.00292.006.31468.441.051.05注：Wxl截面上部对X轴的全截面模量；Wx2截面下部对X轴的全截面模量；Wyl-截面左侧对y轴的全截面模量；Wy2截面右侧对y轴的全截面模量；YXl-截面上部对主轴X的截面塑性发展系数;Yx2截面下部对主轴X的截面塑性发展系数。计算结果内力计算跨号：1
29、左中右上部弯矩(kN.m)0.00000.000027.8571下部弯矩(kN.m)0.000020.05710.0000剪力(kN)51.0714-13.9286-78.9286跨号：2左中右上部弯矩(kN.m)27.85710.000018.5714下部弯矩(kN.m)0.00009.43660.0000剪力(kN)69.64294.6429-60.3571跨号：3左中右上部弯矩(kN.m)18.57140.000027.8571下部弯矩(kN.m)0.00009.43660.0000剪力(kN)60.3571-4.6429-69.6429跨号：4左1右上部弯矩(kN.m)27.85710
30、.0000O.(X)(X)下部弯矩(kN.m)0.000020.05710.0000剪力(kN)78.928613.9286-51.0714强度应力正应力根据钢结构标准第6.1.1条计算:MX=Xa剪应力根据钢结构标准第6.1.3条计算:%F=1XtX各跨最大应力:跨号正应力(上侧)(N三2)正应力(下ffiJ)(N11un2)剪应力(Nmm2)130.85022.21238.394230.85010.45033.877330.85010.45033.877430.85022.21238.394稳定性各跨整体稳定系数6b及最大应力根据钢结构标准第6.2.2条计算:MX)传给，诩连鳏皴计算简图Afr
