等值梁法PPT课件
合集下载
第6章-梁的内力PPT课件
l ql l M CLM Cq4L l2 FA2240
（3）计算截面C稍右处的剪力FsR、弯矩MCR。
M C
MCR
A
l/2
FA
Fy 0
FsR
ql FsRFA2 0
MCF0
解之得：
FsR
ql 4
M CR MFA2 lq 2 l4 l0
精选PPT课M件CR 0
14
建筑力学
❖ 计算剪力和弯矩的规律
(1) 梁内任一截面上的剪力，其大小等于该截面左侧(或右侧) 梁上所有外力的代数和；梁内任一截面的弯矩，其大小等 于该截面左侧(或右侧)梁上所有外力对于该截面形心之矩的
★ 由平衡方程 F得y ，0
F s x F s x d s x F q x d 0 x
dFsx qx
dx
（9-1）
几何意义：剪力图上某点处的切线斜率等于该点处荷载
集度的大小。
精选PPT课件
23
建筑力学
★ 由平衡方程 MC 得，0
M x dx M M x F sx d q x x d d 2 x 0 x
(3)列出各段的剪力方程和弯矩方程：各段列剪力方程和弯矩方程时， 所取的坐标原点与坐标轴x的正向可视计算方便而定，不必一 致。
(4) 画剪力图和弯矩图：先根据剪力方程(或弯矩方程)判断剪力图(或 弯矩图)的形状，确定其控制截面，再根据剪力方程(或弯矩方 程)计算其相应截面的剪力值(或弯矩值)，然后描点并画出整个 全梁的剪力图(或弯矩图)
解之得： Fs 4kN 精选PPTM 课件144 kNm
12
[例]
简支梁受均布荷载q和集中力偶M=ql2/4的作用，如图所示。求截面C 的剪力和弯矩。
M
q
（3）计算截面C稍右处的剪力FsR、弯矩MCR。
M C
MCR
A
l/2
FA
Fy 0
FsR
ql FsRFA2 0
MCF0
解之得：
FsR
ql 4
M CR MFA2 lq 2 l4 l0
精选PPT课M件CR 0
14
建筑力学
❖ 计算剪力和弯矩的规律
(1) 梁内任一截面上的剪力，其大小等于该截面左侧(或右侧) 梁上所有外力的代数和；梁内任一截面的弯矩，其大小等 于该截面左侧(或右侧)梁上所有外力对于该截面形心之矩的
★ 由平衡方程 F得y ，0
F s x F s x d s x F q x d 0 x
dFsx qx
dx
（9-1）
几何意义：剪力图上某点处的切线斜率等于该点处荷载
集度的大小。
精选PPT课件
23
建筑力学
★ 由平衡方程 MC 得，0
M x dx M M x F sx d q x x d d 2 x 0 x
(3)列出各段的剪力方程和弯矩方程：各段列剪力方程和弯矩方程时， 所取的坐标原点与坐标轴x的正向可视计算方便而定，不必一 致。
(4) 画剪力图和弯矩图：先根据剪力方程(或弯矩方程)判断剪力图(或 弯矩图)的形状，确定其控制截面，再根据剪力方程(或弯矩方 程)计算其相应截面的剪力值(或弯矩值)，然后描点并画出整个 全梁的剪力图(或弯矩图)
解之得： Fs 4kN 精选PPTM 课件144 kNm
12
[例]
简支梁受均布荷载q和集中力偶M=ql2/4的作用，如图所示。求截面C 的剪力和弯矩。
M
q
基坑工程ppt课件
E p ——深度 hd 内的被动土压力的合力，kN/m。
由式（6-7）可解得支挡结构插入深度 hd ，如果土质较差，施工时尚应乘以 1.1~1.2。
34
b）拉锚力
对 C 点取矩，并令 Mc 0 ，则：
TA (H hd ) E p (hd z p ) Ea (H hd za ) 0
坡高允许值（m）
5 6 5 5 5 5 5 6
坡度（高宽比） 允许值
1:1.00~1:1.50 1:0.50~1:1.00 1:0.80~1:1.25 1:1.00~1:1.50 1:1.00~1:1.25 1:0.75~1:1.00 1:0.50~1:0.75 1:0.40~1:0.50
6
岩土类别 硬质岩 软质岩 极软岩
14
放坡开挖结构及适用范围
放坡开挖是选择合理的基坑边坡以保证在开挖过程中边坡的稳定性，包括坡 面的自立性和边坡整体稳定性。放坡开挖示意图如图 6-4a 所示。边坡开挖适用 于地基土质较好，开挖深度不深，以及施工现场有足够放坡场所的工程。放坡开 挖一般费用较低，能采用放坡开挖尽量采用放坡开挖。有时虽有足够放坡的场所， 但挖土及回填土方量大，考虑工期、工程费用并不合理，也不宜采用放坡开挖。
图 6-8 土钉墙围护示意图
22
其他形式围护结构及适用范围
• 门架式围护结构 • 门架式围护结构示意图如图6-9所示。门架式围护结构适
用于开挖深度已超过悬臂式围护结构的合理围护深度的基 坑工程。其合理围护深度可通过计算确定。 • 喷锚网围护结构 • 喷锚网围护结构是由锚杆（或锚索）、钢筋网喷射混凝土 面层于边坡土体组成。喷锚网围护结构示意图如图6-10所 示。分析计算主要考虑土坡稳定。不适用于含淤泥土和流 砂的土层。
基坑围护结构PPT课件全篇
• 止水好，刚度大，构造简单，型钢插入深度一般小于搅 拌深度，型钢可回收重复使用，成本较低。
• SMW适宜的基坑深度为6～10m，国外开挖深度已达 20m。
• 要求型钢间距不能过大，保证水泥土的强度由受剪，受
压控制。
第43页/共72页
• （a）全位“满堂”；（b）全位“1隔1” • （c）全位“1隔2”；（d）半位“满堂”；（e）半
第18页/共72页
土压力计算公式exit
• 主动土压力：
• 被动土压力：
ean
(qn
n i 1
i hi
)tg
2
(45
n
2
)
2cntg(45
n
2
)
epn (qn
n
ihi
)tg 2
(45
n
2
)
2cntg(45
n
2
)
i 1
第19页/共72页
8.2.2 地面附加荷载传至n层土 底面的竖向荷载qn
N ql2 2
第47页/共72页
N A
ql2 Bf
fc
8.9 逆作拱墙
• 在基坑四周场地都允许起拱的条件下（基坑各
边长L的起拱矢高f 0.12L
），可以采用闭合的
水平拱圈来支挡土压力以围护基坑的稳定，采
用闭合的水平拱圈来支挡土压力以围护基坑的
稳定 ；
• 拱结构是以受压力为主，能更好地发挥混凝土 抗压强度高的材料特性，而且拱圈支挡高度只 需在坑底以上
3）锚杆轴向受拉承载力设计值
• （1）安全等级为一级及缺乏地区经验的二级基坑 侧壁，应进行锚杆的基本试验，受拉抗力分项系 数可取1.3。
• （2）基坑侧壁安全等级为二级且有邻近工程经验
多道支撑(锚杆)支撑力计算
3.6 多道支撑（锚杆）挡土桩墙计算
多道（层）支撑（锚杆）挡土桩的计算方法很多，有 等值梁法；二分之一分担法；逐层开挖支撑支承力不 变法；弹性地基梁法（m法）；有限元计算法等。
3.6.1 等值梁法
一、计算步骤
多道支撑等值梁法计算原理与单道相同，但须计算固 端弯矩，求出弯矩后尚须进行分配，最后计算各支点 反力。
远端为铰支座时： SIk = 3iIk， CIk = 0 其中iIk = EI / lIk，并称为杆件的线刚度。 在前面的分段计算中得到的固定端C、D的弯矩不能相 互平衡，需要继续用刚刚介绍的弯矩分配法来平衡支 点C、D的弯矩。 2. 求分配系数 固端C：SCB = 3iCB = (3/7)EI，SCD = 4iCD = (4/6)EI = (2/3)EI， S CI = SCB + SCD = (23/21)EI
根据MF = 0，可以列出下式：
116.2 5.5 ( 6.19RD
5.5 5.5 34.4 5.5 0.69) ( 0.69) 2 2 3 0.69 150.6 2 0.69 485 2 3
RD'' = 476kN 根据MD = 0，可以列出下式：
q1 = qD = 116.2kN，q2 = 150.6 - 116.2 = 34.4kN，q3 = 150.6kN 。从《建筑结构静力计算手册》P162 、 P164 、 P166可以查得：
M DF qb q1 a 2 a 2 q2 a 2 a 12 a 3 b (2 ) [8 9 ( ) 2 ] 3 [1 ( ) 2 ] 8 l 24 l 5 l 6 5 l
M CD
q1 l 2 q 2 l 2 78.5 6 2 37.7 6 2 -280.7 kN⋅m 12 30 12 30
多道（层）支撑（锚杆）挡土桩的计算方法很多，有 等值梁法；二分之一分担法；逐层开挖支撑支承力不 变法；弹性地基梁法（m法）；有限元计算法等。
3.6.1 等值梁法
一、计算步骤
多道支撑等值梁法计算原理与单道相同，但须计算固 端弯矩，求出弯矩后尚须进行分配，最后计算各支点 反力。
远端为铰支座时： SIk = 3iIk， CIk = 0 其中iIk = EI / lIk，并称为杆件的线刚度。 在前面的分段计算中得到的固定端C、D的弯矩不能相 互平衡，需要继续用刚刚介绍的弯矩分配法来平衡支 点C、D的弯矩。 2. 求分配系数 固端C：SCB = 3iCB = (3/7)EI，SCD = 4iCD = (4/6)EI = (2/3)EI， S CI = SCB + SCD = (23/21)EI
根据MF = 0，可以列出下式：
116.2 5.5 ( 6.19RD
5.5 5.5 34.4 5.5 0.69) ( 0.69) 2 2 3 0.69 150.6 2 0.69 485 2 3
RD'' = 476kN 根据MD = 0，可以列出下式：
q1 = qD = 116.2kN，q2 = 150.6 - 116.2 = 34.4kN，q3 = 150.6kN 。从《建筑结构静力计算手册》P162 、 P164 、 P166可以查得：
M DF qb q1 a 2 a 2 q2 a 2 a 12 a 3 b (2 ) [8 9 ( ) 2 ] 3 [1 ( ) 2 ] 8 l 24 l 5 l 6 5 l
M CD
q1 l 2 q 2 l 2 78.5 6 2 37.7 6 2 -280.7 kN⋅m 12 30 12 30
基坑工程--ppt课件精选全文
15
15
6.基坑工程
6.3 悬臂式桩墙计算
y
极限平衡法
✓ 土压力模式：三角形
h
✓ 入土深t：静力平衡条件(∑X＝0、 ∑M＝0)求解，计算步骤（略）
u
✓ 桩墙实际嵌深应适当放大
tc u (1.1 ~ 1.2)t
(6-3)
✓ 由剪力为零求出最大弯矩点深度，
进而求出最大弯矩，再据此配筋
t z
q0 A
ppt课件
23
23
6.基坑工程
6.6.1 基坑整体稳定性分析
方法：圆弧滑动面简单条分法， θi
bi q0
按总应力法计算
➢
➢KSF ➢
ciLi (q0bi Wi ) cosqi tanji 1.3 (q0bi Wi )sinqi
h
R
hd
ci、ji — i土条底的粘聚力和内摩擦角；
Li — i土条底面面积；
图６.１9 基坑底抗突涌稳 定性验算
hs H
注：若坑底土抗突涌稳定性不满足要求，可采用隔水挡
墙隔断滞水层、加固基坑底部地基等处理措施。
30
ppt课件
30
6.基坑工程
6.7 地下水控制
常用的处理措施
✓ 一般中粗砂以上粒径土用水下开挖或堵截法；中砂和细 砂土用井点法和管井法；淤泥或粘土用真空法或电渗法
进而求出最大弯矩，再据此配筋
ppt课件
h
A
E2 E1
B
EΣ3 E
xm
γ(KP-Ka)
O E4
Ep C
γ(KP-Ka)t
Ep'
t
图６.１１布鲁姆法
17
17
u
ha
船体等值梁应变测量1
A D 2
4
dA 2 dD
A
D
dD dL
D
L
其中μ为材料的泊松比，在此处为轴向与径向变形率之比。 金属一般为0.28。
而金属材料电阻率的相对变化可写成： d c dV
V
dV dA dL 2 dL dL (1 2 ) dL
V
AL
LL
L
代入（1）式，可得:
dR d dL dA (1 2) c(1 2) K
• 等值梁纵向强度计算（船舶总纵强度计 算）：在各个船级社的规范中，都把船长 中部约1/4区域的船体，看成强度一致的、 纵向构件连续的剖面。
2
2. 示例:某38000DWT油轮
满载出港状态：T=11.5m; S.G.=0.719t/m3
ST E. G . R. APT
FWTP APT FWTS
ENG.R.
CCOOTT66PS WBT6S
COT5PS WBT5S
EO T 1 P
WBT6P
COT6P
H. F. O . M .
COT6S
HF O T 1 S
HF OT 2 S
WBT6S
WBT5P COT5P
COT5S WBT5S
WBT6P H F O T 1 P
WBT5P
WBT6S H F O T 1 S
船体等值梁的应变测量
——船舶中部的弯矩计算模型； ——刚固面假定和剖面正应力的线性分布； ——应力应变系统DH3817的应用
1
1.船体等值梁简述
• 船体等值梁：由于船舶纵向和横向尺度的 比值较大，因此它常常被简化成浮在水面 的一条细长梁，称为船体等值梁。该等值 梁满足刚固面假定和应力线性分布假定。
4.2深基坑支护类型与设计计算
2 2
0.5Dmin 0.33Dmin 0.5Dmin 0.33Dmin
25.83Dmin 1.55Dmin
2
3
14.28Dmin 6.45Dmin
2
3
主动区力矩合计： 1.55Dmin3+25.83Dmin2+143.35Dmin+265.2 被动区力矩合计： 6.46Dmin3+14.28Dmin2
沿桩排方向取1m长度计算土压力计算见表2-9,表2-10
2.求反弯点位置 2.求反弯点位置
反弯点位置可以用桩前后土压力为零点近似确定： 35.489+5.403D1=57.288D1 解出：D1=0.68m
表2-10 被动土压力计算表
参数 c=0 φ=32 γ=17.6 Kp=3.255 O
Kp =1.804
2）等反力布置
算例： 算例：某工程基坑支护拟采用悬臂桩结构，主要参数
如图2-3(a)所示。试计算桩的设计长度，桩身最大弯矩 及所在位置。
土压力计算
主动土压力计算表
计算 深度 Z c=10 φ=20 A γ=19 Ka=0.49 =0.7 B C 0 0.45 6.0 0 8.55 114 20 28.55 134 9.8 14 65.66 14 14 14 -4.2 0 51.66 σz=γ·Z σz+q 2C· (σz+q)Ka
因为摩擦力作用方向，墙前墙体摩擦力向下。摩擦力阻止 土体滑动，被动土压力增大。 表4.2中当为混凝土板桩时，40度（3.0）；35度（2.6）；30 度（2.3）；25度（2.1）；20度（1.8）；15度（1.5）；10度 （1.2）。
土压力强度等于零的位置的计算。 t 所需实际板桩的入土深度为： = (1.1 − 1.2)t 0 (用等值梁法计算板桩是偏于安全的，实际 计算时将最大弯矩予以折减，根据丹麦 的研究成果折减系数为0.6-0.8，一般为 0.74。) 对支撑反力，则发现有不够的安全度，实 际设计时，将支撑反力加大35%， R=1.35R0 例4-1
0.5Dmin 0.33Dmin 0.5Dmin 0.33Dmin
25.83Dmin 1.55Dmin
2
3
14.28Dmin 6.45Dmin
2
3
主动区力矩合计： 1.55Dmin3+25.83Dmin2+143.35Dmin+265.2 被动区力矩合计： 6.46Dmin3+14.28Dmin2
沿桩排方向取1m长度计算土压力计算见表2-9,表2-10
2.求反弯点位置 2.求反弯点位置
反弯点位置可以用桩前后土压力为零点近似确定： 35.489+5.403D1=57.288D1 解出：D1=0.68m
表2-10 被动土压力计算表
参数 c=0 φ=32 γ=17.6 Kp=3.255 O
Kp =1.804
2）等反力布置
算例： 算例：某工程基坑支护拟采用悬臂桩结构，主要参数
如图2-3(a)所示。试计算桩的设计长度，桩身最大弯矩 及所在位置。
土压力计算
主动土压力计算表
计算 深度 Z c=10 φ=20 A γ=19 Ka=0.49 =0.7 B C 0 0.45 6.0 0 8.55 114 20 28.55 134 9.8 14 65.66 14 14 14 -4.2 0 51.66 σz=γ·Z σz+q 2C· (σz+q)Ka
因为摩擦力作用方向，墙前墙体摩擦力向下。摩擦力阻止 土体滑动，被动土压力增大。 表4.2中当为混凝土板桩时，40度（3.0）；35度（2.6）；30 度（2.3）；25度（2.1）；20度（1.8）；15度（1.5）；10度 （1.2）。
土压力强度等于零的位置的计算。 t 所需实际板桩的入土深度为： = (1.1 − 1.2)t 0 (用等值梁法计算板桩是偏于安全的，实际 计算时将最大弯矩予以折减，根据丹麦 的研究成果折减系数为0.6-0.8，一般为 0.74。) 对支撑反力，则发现有不够的安全度，实 际设计时，将支撑反力加大35%， R=1.35R0 例4-1
基坑支护PPT课件
(一) 钢结构支撑
2 型钢支撑 型钢支撑主要采用H型钢，用螺栓连接， 为工具式钢支撑，现场组装方便，可重 复使用。
同济大学浙江学院土木系 管林波
（二） 钢筋混凝土支撑
有角撑、对撑、桁架式支撑，还有圆形、 拱形和椭圆形等形状的支撑。
圆形支撑
同济大学浙江学院土木系 管林波
第二节 支护结构计算
一. 支护结构的破坏形式和计算内容 • 支护结构可分为两类：
同济大学浙江学院土木系 管林波
（一）非重力式支护结构挡墙的破坏
Ⅱ非重力式支护结构的稳定性破坏 2 挡墙倾覆 3 坑底隆起 如挖土深度大，由于 卸土过多，在墙后土 重及地面荷载作用下 引起坑底隆起。
同济大学浙江学院土木系 管林波
（一）非重力式支护结构挡墙的破坏
Ⅱ非重力式支护结构的稳定性破坏 4 管涌 在砂土区，当地下水 较高坑较深时，在动 水压力作用下，地下 水绕过支护墙连砂土 一同涌入基坑。
土压力分布
可计算此种情况下的临界高度Zc，进 而计算临界高度以下的主动土压力。
2c Ka
Zc
2c
ZC tg(45 )
H
2
Pa
(H
ZC )tg 2 (45
)
2
(H ZC )Ka
同济大学浙江学院土木系 管林波
Pa (H ZC )Ka
土压力表示
• 被动土压力强度
同济大学浙江学院土木系 管林波
（二）重力式支护结构的破坏
• 重力式支护结构的破坏包括
– 强度破坏 – 稳定性破坏
• 其强度破坏只是水 泥土抗剪强度不足， 产生剪切破坏，为 此需验算最大剪应力 处的墙身应力。
同济大学浙江学院土木系 管林波
土力学与地基基础第9章 基坑工程PPT课件
i1
i1
求最大的弯矩
按结构力学分析，最大弯矩应该在零剪应力截
面。根据计算简图，求得
处，即图 n
m
Eai
E pi
i 1
i 1
中的D点，也就是零剪应力点。于是最大弯矩
为：
n
m
Mmax Eaiyai Epiypi
i1
i1
我国规程的计算方法
由于在朗肯土压力条件下，忽略了支护结构与 土体的摩擦力作用，基坑开挖面以下荷载按三 角形分布计算。这与实际的工程经验不相符合， 弯矩的计算值也偏大。故我国《建筑基坑支护 技术规程》JGJ 120―99（以下简称规程）规定悬 臂式排桩支护结构的嵌固深度设计值宜按下式 确定：
第9章 深基坑支护
本章学习要求：
了解深基坑支护的特点及支护结构的类型； 熟悉悬臂式排桩和单层支点支护结构的计算方法； 了解基坑稳定分析的一般步骤。
伴随着近年来高层建筑的发展，我国出现了大量的深基坑 工程。如福州新世纪大厦的-25.6m基坑，首都国家大剧院 基坑深度更是达到了-32.5m。
基坑支护工程作为一项临时性工程，它的设计计算涉及结 构工程和岩土工程等多门学科，同时，由于支护结构通常 是边施工边支护分步形成的，因而其计算体系是不断变化 的。
槽 段 长 度 4～ 8
拱圈墙
支撑体系
钢支撑
钢筋混凝土支撑
自由段
锚固段
排桩：指的是以某种桩型按队列式布置组成的 基坑支护结构
排桩的有关计算方法： （一）极限平衡法 （二）弹性地基梁法 （三）有限元法
有限元法计算特别复杂，一般工程应用不够方便， 实际工程设计不多。
弹性地基梁法需要求解微分方程，尽管相对有限 元法计算工作量大为减少，但是仍然较为繁琐。
等值梁法在深基坑支护设计中的应用
c ( kPa)
即 : t0 = y +
6 Pd
γ( kN/ m3 )
19. 5 19. 9 20. 0 22. 0 25. 5 26. 0
γ( K p - Ka ) 桩体下端的实际埋深应位于 x 以下 , 所以桩体
t = Kt 0 ( 6)
的入土深度为 : 式中 : K 为经验系数 ,一般取 1. 1～1. 2 。 对于多支点桩 [ 3 ] ( 多锚情形) , 在应用等值梁法 进行设计计算时 ,其基本原理及计算步骤与单支点 的等值梁法相似 ,不同点在于多支点的等值梁法反 弯点以上的上段梁为多跨连续梁 , 在求解桩身弯矩 和支座反力时应按连续梁进行分析 , 可以应用结构 力学的方法进行求解 , 至于求解桩身入土深度同样 可利用单支点的等值梁法计算步骤进行 。
由以下公式计算 :
Pa = γK pl H - 2 c y = K al + q K al - 2 c Pa K pl ( 7)
γ 计算得上部土层各断面的 <mi 、 cmi 、 mi 如表 4 。
( 8) γ( K p2 - Ka2 ) 式中 : q 为地面超载 ( kN/ m2 ) , 本设计取 40 ;γ为上 部土层重度 ( kN/ m3 ) ; c 为上部土层黏聚力 ( k Pa ) ; < ) ; H 为上部土层厚度 ; Kal 、 为上部土层内摩擦角 (° K pl 为上部土层的主动土压力系数和被动土压力系 数 ; Ka2 、 K p2 为下部土层的主动土压力系数和被动 土压力系数 。 在本设计中 ,偏于安全考虑 , 取 c = 0 k Pa , 计算 各断面的土压力并绘制土压力分布图 ,如图 5 。
2 等值梁法的基本原理和计算步骤
2. 1 基本原理
即 : t0 = y +
6 Pd
γ( kN/ m3 )
19. 5 19. 9 20. 0 22. 0 25. 5 26. 0
γ( K p - Ka ) 桩体下端的实际埋深应位于 x 以下 , 所以桩体
t = Kt 0 ( 6)
的入土深度为 : 式中 : K 为经验系数 ,一般取 1. 1～1. 2 。 对于多支点桩 [ 3 ] ( 多锚情形) , 在应用等值梁法 进行设计计算时 ,其基本原理及计算步骤与单支点 的等值梁法相似 ,不同点在于多支点的等值梁法反 弯点以上的上段梁为多跨连续梁 , 在求解桩身弯矩 和支座反力时应按连续梁进行分析 , 可以应用结构 力学的方法进行求解 , 至于求解桩身入土深度同样 可利用单支点的等值梁法计算步骤进行 。
由以下公式计算 :
Pa = γK pl H - 2 c y = K al + q K al - 2 c Pa K pl ( 7)
γ 计算得上部土层各断面的 <mi 、 cmi 、 mi 如表 4 。
( 8) γ( K p2 - Ka2 ) 式中 : q 为地面超载 ( kN/ m2 ) , 本设计取 40 ;γ为上 部土层重度 ( kN/ m3 ) ; c 为上部土层黏聚力 ( k Pa ) ; < ) ; H 为上部土层厚度 ; Kal 、 为上部土层内摩擦角 (° K pl 为上部土层的主动土压力系数和被动土压力系 数 ; Ka2 、 K p2 为下部土层的主动土压力系数和被动 土压力系数 。 在本设计中 ,偏于安全考虑 , 取 c = 0 k Pa , 计算 各断面的土压力并绘制土压力分布图 ,如图 5 。
2 等值梁法的基本原理和计算步骤
2. 1 基本原理
梁的受力分析ppt课件
阻尼振动
阻尼振动是指因物体受到摩擦力和空 气阻力等内阻力影响，使得振幅逐渐 减小的振动。阻尼振动系统通常具有 能量耗散性，其运动方程中包含阻尼 项。
梁的自由振动分析
无阻尼自由振动
无阻尼自由振动是指振幅不变的振动 ，即系统不消耗外界能量，其能量只 与初始条件有关。对于无阻尼自由振 动，其运动方程中不包含阻尼项。
弯曲内力的分布
梁的弯曲内力分布与载荷 的分布、梁的截面形状和 尺寸等因素有关。
梁的剪切内力
剪切内力的定义
当梁受到与轴线垂直的剪 切力时，会在梁内部产生 剪切内力。
剪切内力的计算
根据剪切应力公式和剪切 应变公式，可以计算出梁 的剪切内力。
剪切内力的分布
剪切内力的分布与剪切力 的分布、梁的材料和截面 形状等因素有关。
殊设计措施来保证结构安全。
支撑结构
大跨度梁通常需要设置支撑结构 来减小梁的跨度，提高承载能力
。
高强度材料梁设计
高强度材料
如高强度钢、铝合金等，具有较高的抗拉和抗压 强度。
设计原则
利用高强度材料的特性，优化梁的截面尺寸和形 状，以减小结构自重和材料用量。
疲劳性能
高强度材料对疲劳性能的要求较高，需要在设计 中考虑材料的疲劳极限和循环载荷的影响。
发生过大变形或失稳的能力。
整体稳定性与梁的长度、跨度、 截面尺寸等因素有关。
整体稳定性分析需要考虑梁的整 体弯曲、剪切、扭转等多种因素
。
提高梁稳定性的措施
选择合适的截面尺寸和材料
根据梁的受力情况，选择合适的截面 尺寸和材料，以提高梁的刚度和稳定 性。
加强支撑条件
通过增加支撑点或改变支撑方式，减 小梁的跨度和弯矩，从而提高梁的稳 定性。
阻尼振动是指因物体受到摩擦力和空 气阻力等内阻力影响，使得振幅逐渐 减小的振动。阻尼振动系统通常具有 能量耗散性，其运动方程中包含阻尼 项。
梁的自由振动分析
无阻尼自由振动
无阻尼自由振动是指振幅不变的振动 ，即系统不消耗外界能量，其能量只 与初始条件有关。对于无阻尼自由振 动，其运动方程中不包含阻尼项。
弯曲内力的分布
梁的弯曲内力分布与载荷 的分布、梁的截面形状和 尺寸等因素有关。
梁的剪切内力
剪切内力的定义
当梁受到与轴线垂直的剪 切力时，会在梁内部产生 剪切内力。
剪切内力的计算
根据剪切应力公式和剪切 应变公式，可以计算出梁 的剪切内力。
剪切内力的分布
剪切内力的分布与剪切力 的分布、梁的材料和截面 形状等因素有关。
殊设计措施来保证结构安全。
支撑结构
大跨度梁通常需要设置支撑结构 来减小梁的跨度，提高承载能力
。
高强度材料梁设计
高强度材料
如高强度钢、铝合金等，具有较高的抗拉和抗压 强度。
设计原则
利用高强度材料的特性，优化梁的截面尺寸和形 状，以减小结构自重和材料用量。
疲劳性能
高强度材料对疲劳性能的要求较高，需要在设计 中考虑材料的疲劳极限和循环载荷的影响。
发生过大变形或失稳的能力。
整体稳定性与梁的长度、跨度、 截面尺寸等因素有关。
整体稳定性分析需要考虑梁的整 体弯曲、剪切、扭转等多种因素
。
提高梁稳定性的措施
选择合适的截面尺寸和材料
根据梁的受力情况，选择合适的截面 尺寸和材料，以提高梁的刚度和稳定 性。
加强支撑条件
通过增加支撑点或改变支撑方式，减 小梁的跨度和弯矩，从而提高梁的稳 定性。
等值梁法
?弹性地基梁法则能够考虑支挡结构的平衡条件和结构与土的变形协调并可有效地计入基坑开挖过程中的多种因素的影响如挡墙两侧土压力的变化支撑数量随开挖深度的增加支撑预加轴力和支撑架设前的挡墙位移对挡墙内力变形的影响等同时从支挡结构的水平位移也可以初步估计开挖对邻近建筑的影响程度因而它已经成为一种重要的基坑支挡工程设计方法展现了广阔的应用前景
q1 = qD = 116.2kN，q2 = 150.6 - 116.2 = 34.4kN，q3 = 150.6kN 。从《建筑结构静力计算手册》P162 、 P164 、 P166可以查得：
M DF qb q1 a 2 a 2 q2 a 2 a 12 a 3 b (2 ) [8 9 ( ) 2 ] 3 [1 ( ) 2 ] 8 l 24 l 5 l 6 5 l
6.19 RF 116 .2 5.5 5.5 5.5 34.4 2 5.5 0.69 150 .6 0.69 ( 5.5) 2 2 3 2 3
RF = 388kN
• 各支点反力为：
RB 94.8 114.5 209.3kN RB RB RC 281.4 153.6 435kN RC RC RD 430.5 476 906.5kN RD RD RF = 388kN
+96.8 -33.9 -52.7 +7.6 -3.0 -4.6
+193.5 +140.1 -26.4 +15.2 +11.1 -2.3 +1.3 +1.0
+485 -485
232.6 -232.6
通过以上计算，得到各支点的弯矩为： MB = -171.8 kN⋅m MC = -232.6 kN⋅m MD = -485 kN⋅m MF = 0
q1 = qD = 116.2kN，q2 = 150.6 - 116.2 = 34.4kN，q3 = 150.6kN 。从《建筑结构静力计算手册》P162 、 P164 、 P166可以查得：
M DF qb q1 a 2 a 2 q2 a 2 a 12 a 3 b (2 ) [8 9 ( ) 2 ] 3 [1 ( ) 2 ] 8 l 24 l 5 l 6 5 l
6.19 RF 116 .2 5.5 5.5 5.5 34.4 2 5.5 0.69 150 .6 0.69 ( 5.5) 2 2 3 2 3
RF = 388kN
• 各支点反力为：
RB 94.8 114.5 209.3kN RB RB RC 281.4 153.6 435kN RC RC RD 430.5 476 906.5kN RD RD RF = 388kN
+96.8 -33.9 -52.7 +7.6 -3.0 -4.6
+193.5 +140.1 -26.4 +15.2 +11.1 -2.3 +1.3 +1.0
+485 -485
232.6 -232.6
通过以上计算，得到各支点的弯矩为： MB = -171.8 kN⋅m MC = -232.6 kN⋅m MD = -485 kN⋅m MF = 0
地下空间PPT课件
(2). Taylor法exit
• 边坡的临界
高度由下式
确定：例
题.doc
Hc
Ns
c
第6页/共96页
采用陈惠发（美，肯塔基州大学， 1980
(3)．条分法exit
K
抗滑力 滑动力
Si Ti
{Cili [(Wi Qi ) cos i U ili ] tan i} (Wi Qi ) sin i
第7页/共96页
2.3 基坑边坡失稳的防止措施
• （1）边坡修坡图2-3 • （2）设置边坡护面图2－4 • （3）边坡坡脚抗滑加固图2－5 • (设置抗滑桩，旋喷桩，分层注浆法，深层搅拌桩)。con
第8页/共96页
图2-3 边坡修坡
（a）坡顶卸土； （b）坡度减小； (c) 台阶放坡exit
第9页/共96页
第22基坑侧壁安全等级及重要性系数安全等级破坏后果一级支护结构破坏土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重10二级支护结构破坏土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般00三级支护结构破坏土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重90第23结构方案及选择311结构类型支护结构类型及其适用范围稀疏排桩土质较好地下水位低或降水效果好连续排桩土质差地下水位高或降水效果差框架式排桩单排桩刚度不能满足变形要求排桩加挡板排桩桩距较大利用挡板传递土压并有一定防渗作用排桩加水泥搅拌桩以水泥搅拌桩互搭组成平面拱代替挡板传递土压力具有较好防涌效果排桩加水泥防地下水位较高的软土地区排桩或组合开挖深度较大排桩或组合排桩结构强度无法满足要求地下连续墙结构与地下室墙体合一防渗性强施工场地较小开挖深度大沉井结构软土地区重力式挡土墙结构具有一定施工空间软土地区第2432组合挡土壁第五级第2633单排与双排桩支护结构第五级第27第五级图34接头管接头的施工程序形成接头第28312支撑体系支撑体系是由支撑围檩立柱三部分组成
基坑工程课件
图1.3-1
14
15
16
2. 悬臂式围护结构
依靠足够的入土深度和结构的抗弯能
力来维持整体稳定和结构安全，由钻
孔灌注桩、沉管灌注桩、预制桩或钢
板桩组成桩排挡墙适用条件: 对开挖 深度敏感，开挖深度不宜超过4米，个 别情况需达到6米时要采用门架式结构；
优点: 便于挖土；
缺点: 桩入土深度大，桩身弯距大， 增加造价；土体位移大，对相邻建筑
10
渤海海域胜利油田作业3 号平 台首桩滑桩事故
2010 年9 月7 日, 渤海海域山东东营胜利油田作业3 号平 台突然发生45° 倾斜事故, 平台船首进水, 井架倒塌( 见图21) 。 平台上有36 人遇险, 其中有4 人落海, 32 人受困于平台。经紧 救助, 有34 人获救, 2人失踪。
据介绍, 该3 号平台在 海域作业过程中受到当时 热带风暴“玛瑙”的影响, 发 生事故时海上阵风达9 级, 浪高达4m。事故昭示了对 于海上平台此类特殊桩基 的设计, 必须充分考虑其抗 风暴、抗波浪、抗滑移和 抗地震的性能。
图1.3-5 水泥土重力式围护结构
19
垮塌的重力式挡墙
20
3. 拉锚式围护结构
拉锚式围护结构由围护体系和锚固体系两部分组成, 围护结构体 系同于内撑式围护结构。 锚固体系: 锚杆式（单层、二层、多层）——需地基土提供较大锚固力； 地面拉锚式——需有足够场地设置锚固物；
(a) 地面拉锚式
(b) 双层锚杆式
图 1.3-7 拉锚式围护结构示意图 21
4. 内撑式围护结构
内撑式围护结构由围护结构体系和内撑体系两部分组成。 围护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型 式。内撑体系可采用水平支撑和斜支撑。根据不同开挖深 度可采用单层水平支撑、二层水平支撑及多层水平支撑, 分 别如图1.3-6（a）（b）及（d）所示。当基坑平面面积很 大, 而开挖深度不太大时, 可采用单层斜支撑如图1.3-6（c） 所示。
高三地理专题复习课件等值线解题思路和方法共31张PPT[可修改版ppt]
![高三地理专题复习课件等值线解题思路和方法共31张PPT[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/fb890dbaaf1ffc4fff47ac87.png)
过
海洋
等温线图
地理总复习
等值线图
⑴等温线的弯曲
冬季大陆
如果等温线向低纬弯曲→该地气温较同一纬度低 → 夏季海洋
寒流经过
地势较高
山地
12℃
10℃
8℃
平原
地理总复习 等温线图
⑴等温线的弯曲
⑵等温线弯曲的判读
等值线图
首先根据等温线数值判断是南半球/北半球
其次判断虚线部分的温度与同纬地区的温度的高低
示例七
画法：从等高线图上的剖面线与每条等高线相交的各点，分别向下 引垂线，按下图的垂直标尺将各点转绘到相应的高度位置上，然后连 成平滑的曲线，即得到该剖面线上的地形剖面图。
比例尺：垂直比例尺>水平比例尺
1）识别地形剖面图的水平、垂直比例大小； 2）根据题目条件和图像形态或区域位置信息，判断经纬度位置；
3）与相关的分布图、特征示意图的知识进行联系，分析作答。 各大洲的地形剖面图要基本掌握如：中国地势三级阶梯地形剖面图 我国西部沿87030′E的地形剖面图 、美国地形剖面图 、沿00纬线 所作的非洲地形剖面图 、沿南纬300某大陆附近地形剖面图、死海 地区地形剖面图
如果凸出部分指20向0 高处——山谷 如果没有数值注3记00，可根据示坡线来
判断：(示坡线——4垂00直于等高线的短 线,指向坡度降低的地方)
一般来讲，相邻的两条等高线要么相
实际应用
差一个等高距，要么相等。
示例二
地理总复习 等值线图
等高线图
判读规律
①根据数值大 小判读地形类型 ②根据疏密程 度判读坡度陡缓 ③根据等高线 重合判读陡崖 的相对高度 ④根据等高线 形状特征判断 地形起伏
冬季大陆
-4℃
地铁工程施工技术课件PPT共149页
工程上常采用的土压力计算方法有： ➢朗肯土压力； ➢库仑土压力； ➢各种经验土压力确定方法。
2024/6/3
11
第一章 地下工程基础知识
3、地下水 3.1 地下水的赋存及其对工程的影响
地下水按其埋藏条件，可分为: ➢上层滞水; ➢潜水； ➢承压水。
地下水的赋存、变化对工程影响主要体现在以下几个方面: ➢ 对建筑材料的腐蚀性；促使岩土体产生变形、崩塌，滑移等 ➢降低了地基土的力学强度； ➢使基础上浮，使建筑物失稳； ➢使膨胀岩土产生不均匀胀缩变形； ➢水的冻胀性易导致建筑物开裂失稳； ➢土质不均或地下水位突然下降，也可能使建筑物发生变形、破坏； ➢支护结构的侧向压力与地下水密切相关。
2．土压力 2.2土压力影响因素
影响土压力的因素
（1）土的性质，包括土的重度、含水量、内摩擦角和内聚力 的大小及填土表面的形状（水平、向上倾斜、向下倾斜）等； （2）挡土结构的形状、墙背的光滑程度和结构形式； （3） 挡土结构的位移方向和位移量。
2024/6/3
10
第一章 地下工程基础知识
2．土压力 2.3 土压力计算方法
土建风道
结
构
围
护
桩
明挖顺作法现场图
2024/6/3
28
盖挖顺作法
除临时路面系统外，其作业程序、结构方案与明挖法完全一致。 优点：封闭道路时间短，一旦路面先期恢复，后续施工对地面 交通几乎无影响。 缺点：造价较高、工期较明挖法长。 适用条件： ① 城市繁华地段； ② 关键交通区段 。
2024/6/3
2.基坑深度不宜大于12m 3.当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施
1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级 2.淤泥和淤泥质土场地不宜采用 3.拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8
2024/6/3
11
第一章 地下工程基础知识
3、地下水 3.1 地下水的赋存及其对工程的影响
地下水按其埋藏条件，可分为: ➢上层滞水; ➢潜水； ➢承压水。
地下水的赋存、变化对工程影响主要体现在以下几个方面: ➢ 对建筑材料的腐蚀性；促使岩土体产生变形、崩塌，滑移等 ➢降低了地基土的力学强度； ➢使基础上浮，使建筑物失稳； ➢使膨胀岩土产生不均匀胀缩变形； ➢水的冻胀性易导致建筑物开裂失稳； ➢土质不均或地下水位突然下降，也可能使建筑物发生变形、破坏； ➢支护结构的侧向压力与地下水密切相关。
2．土压力 2.2土压力影响因素
影响土压力的因素
（1）土的性质，包括土的重度、含水量、内摩擦角和内聚力 的大小及填土表面的形状（水平、向上倾斜、向下倾斜）等； （2）挡土结构的形状、墙背的光滑程度和结构形式； （3） 挡土结构的位移方向和位移量。
2024/6/3
10
第一章 地下工程基础知识
2．土压力 2.3 土压力计算方法
土建风道
结
构
围
护
桩
明挖顺作法现场图
2024/6/3
28
盖挖顺作法
除临时路面系统外，其作业程序、结构方案与明挖法完全一致。 优点：封闭道路时间短，一旦路面先期恢复，后续施工对地面 交通几乎无影响。 缺点：造价较高、工期较明挖法长。 适用条件： ① 城市繁华地段； ② 关键交通区段 。
2024/6/3
2.基坑深度不宜大于12m 3.当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施
1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级 2.淤泥和淤泥质土场地不宜采用 3.拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
等值梁法在深基坑中的应用
.
1
一、序言
• 建造埋置深度大的基础或地下工程时，往 往需要进行深度大的土方开挖。这个由地 面向下开挖的地下空间称为基坑。
• 在建筑物的地下室或深基础、地铁、市政 工程、地下空间开发利用等工程均涉及深 基坑的开挖。
.
2
.
3
.
4
.
5
二、等值梁法的基本原理
• 桩入坑底土内有弹性嵌固与固定两种，现 假定桩插入坚硬土祸砾石比较深，作为固 定端，单锚点则为铰接点。
• 对i点取矩，令ΣMi=0，则有：
.
10
• 式中及图中： • Hi——设置第i+1层支撑（锚杆）时的开挖深度（m） • Di——所计算阶段满足力矩平衡的计算入土深度（m） • Ea1i， Ea2i——分别为Hi深度下的开挖底面上下主动土压力合力
（kN ） • Epi——Di深度范围内的被动土压力合力（kN） • MEa1i， MEa2i， MEpi——各项土压力对Ⅰ点的力矩（kN.m） • ——第i至第i-1层支撑（锚杆）力对i点的力矩（kN.m） • 在上式（3-16）中，含有Di，解出后从（3-17）式中可算出第i层支撑
.
6
图3-11 单支点排桩支护等值梁法计 算简图
.
7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 当基坑比较深、土质较差 时，单支点支护结构不能 满足基坑支挡的强度和稳 定性要求时，可以采用多 层支撑的多支点支护结构。 支撑层数及位置应根据土 质、基坑深度、支护结构、 支撑结构和施工要求等因 素确定。如图3-12为多支
点支撑（锚杆）计算模型。
.
9
• 多层锚杆支护结构是超静定问题，根据实际支护 中的实测资料可按下列假定将超静定问题简化为 静定问题进行计算： （1）各层锚杆所在点均为不动支点； （2）支护桩的下端按简支端考虑； （3）在自上至下逐层计算过程中，某一层锚 固力一旦确定，在后续的计算中保持不变。
• 如图3-12所示，对于第i层支撑（锚杆）计算如下：
.
8
• 图3-13 多层锚杆支护工况图
• 多层锚杆的设置是随着开挖不 同工况逐层向下开挖而分次设 置的，见图3-13。
• 根据实测资料这样设置的多层 锚杆有如下一些现象：
• （1）下道锚杆设置之后，上道 锚杆的轴向力只有微小的变化， 锚杆所在点可以看作是不动点； （2）下道锚杆支点以上的 墙体变位，大部分是在下道横 撑设置前产生的。
（锚杆）力Ti（kN）。 • 对最下一层支撑（锚杆）计算得出的Di值可作为桩的最小入土深度
Dmin。 • 支护桩的设计长度D按下式确定： • D=H+Kd·Dmin （土质好时Kd=1.2，反之Kd=1.4）
按此设计的入土深度，尚应满足整体稳定性验算要求
.
11
.
1
一、序言
• 建造埋置深度大的基础或地下工程时，往 往需要进行深度大的土方开挖。这个由地 面向下开挖的地下空间称为基坑。
• 在建筑物的地下室或深基础、地铁、市政 工程、地下空间开发利用等工程均涉及深 基坑的开挖。
.
2
.
3
.
4
.
5
二、等值梁法的基本原理
• 桩入坑底土内有弹性嵌固与固定两种，现 假定桩插入坚硬土祸砾石比较深，作为固 定端，单锚点则为铰接点。
• 对i点取矩，令ΣMi=0，则有：
.
10
• 式中及图中： • Hi——设置第i+1层支撑（锚杆）时的开挖深度（m） • Di——所计算阶段满足力矩平衡的计算入土深度（m） • Ea1i， Ea2i——分别为Hi深度下的开挖底面上下主动土压力合力
（kN ） • Epi——Di深度范围内的被动土压力合力（kN） • MEa1i， MEa2i， MEpi——各项土压力对Ⅰ点的力矩（kN.m） • ——第i至第i-1层支撑（锚杆）力对i点的力矩（kN.m） • 在上式（3-16）中，含有Di，解出后从（3-17）式中可算出第i层支撑
.
6
图3-11 单支点排桩支护等值梁法计 算简图
.
7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 当基坑比较深、土质较差 时，单支点支护结构不能 满足基坑支挡的强度和稳 定性要求时，可以采用多 层支撑的多支点支护结构。 支撑层数及位置应根据土 质、基坑深度、支护结构、 支撑结构和施工要求等因 素确定。如图3-12为多支
点支撑（锚杆）计算模型。
.
9
• 多层锚杆支护结构是超静定问题，根据实际支护 中的实测资料可按下列假定将超静定问题简化为 静定问题进行计算： （1）各层锚杆所在点均为不动支点； （2）支护桩的下端按简支端考虑； （3）在自上至下逐层计算过程中，某一层锚 固力一旦确定，在后续的计算中保持不变。
• 如图3-12所示，对于第i层支撑（锚杆）计算如下：
.
8
• 图3-13 多层锚杆支护工况图
• 多层锚杆的设置是随着开挖不 同工况逐层向下开挖而分次设 置的，见图3-13。
• 根据实测资料这样设置的多层 锚杆有如下一些现象：
• （1）下道锚杆设置之后，上道 锚杆的轴向力只有微小的变化， 锚杆所在点可以看作是不动点； （2）下道锚杆支点以上的 墙体变位，大部分是在下道横 撑设置前产生的。
（锚杆）力Ti（kN）。 • 对最下一层支撑（锚杆）计算得出的Di值可作为桩的最小入土深度
Dmin。 • 支护桩的设计长度D按下式确定： • D=H+Kd·Dmin （土质好时Kd=1.2，反之Kd=1.4）
按此设计的入土深度，尚应满足整体稳定性验算要求
.
11