悬臂支护结构设计计算

悬臂支护结构设计计算书计算依据：

1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

2、《建筑施工计算手册》江正荣编著

3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著

4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著

5、《土力学与地基基础》

一、参数信息

1、基本参数

2、土层参数

3、荷载参数

矩形局部荷载 4 5 5 6 2

4、计算系数

结构重要性系数γ0 1 综合分项系数γF 1.25 嵌固稳定安全系数K e 1.2 圆弧滑动稳定安全系数K s 1.3

二、土压力计算

土压力分布示意图

附加荷载布置图

1、主动土压力计算

1）主动土压力系数

K a1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-15/2)=0.589；

K a2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-18/2)=0.528；

K a3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-18/2)=0.528；

K a4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-18/2)=0.528；

K a5=tan2(45°- φ5/2）= tan2(45-18/2)=0.528；

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：0-1.5m

H1'=[∑γ0h0+∑q1]/γi=[0+3]/18=0.167m

P ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=18×0.167×0.589-2×10×0.5890.5=-13.579kN/m2

P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=18×(1.5+0.167)×0.589-2×10×0.5890.5=2.324kN/m2

第2层土：1.5-3.5m

H2'=[∑γ1h1+∑q1]/γi=[27+3]/19=1.579m

P ak2上=γ2H2'K a2-2c2K a20.5=19×1.579×0.528-2×16×0.5280.5=-7.412kN/m2

P ak2下=γ2(h2+H2')K a2-2c2K a20.5=19×(2+1.579)×0.528-2×16×0.5280.5=12.652kN/m2

第3层土：3.5-4m

H3'=[∑γ2h2+∑q1]/γsati=[65+3]/22=3.091m

P ak3上=γsat3H3'K a3-2c3K a30.5=22×3.091×0.528-2×16×0.5280.5=12.653kN/m2

P ak3下=γsat3(h3+H3')K a3-2c3K a30.5=22×(0.5+3.091)×0.528-2×16×0.5280.5=18.461kN/m2 第4层土：4-7m

H4'=[∑γ3h3+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)]/γsati=[76+3+1.167]/22=3.644m

P ak4上=γsat4H4'K a4-2c4K a40.5=22×3.644×0.528-2×16×0.5280.5=19.076kN/m2

P ak4下=γsat4(h4+H4')K a4-2c4K a40.5=22×(3+3.644)×0.528-2×16×0.5280.5=53.924kN/m2 第5层土：7-8m

H5'=[∑γ4h4+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)+∑q1b1l1/((b1+2a1)(l1+2a1)]/γsati=[142+3+1.167+0.5]/22=6.66 7m

P ak5上=γsat5H5'K a5-2c5K a50.5=22×6.667×0.528-2×16×0.5280.5=54.192kN/m2

P ak5下=γsat5(h5+H5')K a5-2c5K a50.5=22×(1+6.667)×0.528-2×16×0.5280.5=65.808kN/m2 3）水平荷载

临界深度：Z0=P ak1下h1/(P ak1上+ P ak1下)=2.324×1.5/(13.579+2.324)=0.219m；

第1层土

E ak1=0.5P ak1下Z0b a=0.5×2.324×0.219×0.25=0.064kN；

a a1=Z0/3+∑h2=0.219/3+6.5=6.573m；

第2层土

E ak2=h2(P a2上+P a2下)b a/2=2×(-7.412+12.652)×0.25/2=1.31kN；

a a2=h2(2P a2上+P a2下)/(3P a2上+3P a2

)+∑h3=2×(2×-7.412+12.652)/(3×-7.412+3×12.652)+4.5=4.224m；

下

第3层土

E ak3=h3(P a3上+P a3下)b a/2=0.5×(12.653+18.461)×0.25/2=1.945kN；

a a3=h3(2P a3上+P a3下)/(3P a3上+3P a3

)+∑h4=0.5×(2×12.653+18.461)/(3×12.653+3×18.461)+4=4.234m；

下

第4层土

E ak4=h4(P a4上+P a4下)b a/2=3×(19.076+53.924)×0.25/2=27.375kN；

a a4=h4(2P a4上+P a4下)/(3P a4上+3P a4

)+∑h5=3×(2×19.076+53.924)/(3×19.076+3×53.924)+1=2.261m；

下

第5层土

E ak5=h5(P a5上+P a5下)b a/2=1×(54.192+65.808)×0.25/2=15kN；

a a5=h5(2P a5上+P a5下)/(3P a5上+3P a5

)=1×(2×54.192+65.808)/(3×54.192+3×65.808)=0.484m；

下

土压力合力：

E ak=ΣE aki=0.064+1.31+1.945+27.375+15=45.694kN；

合力作用点：

a a=

Σ(a ai E aki)/E ak=(6.573×0.064+4.224×1.31+4.234×1.945+2.261×27.375+0.484×15)/45.694=1.8 24m；