带铰钢筋混凝土地下连续墙的计算及应用?
钢筋混凝土地下连续墙于20世纪50年代初期起源于意大利,最初用作土石坝坝基的防渗墙,以后发展用作挡土墙及地下结构的承重墙,广泛应用在水利水电工程、基础工程、地下工程中。钢筋混凝土地连墙的基本原理是:在地面上用一种特殊的挖槽设备,沿着工程的开挖线,在泥浆护壁的情况下,开挖一道狭长的深槽,在槽内放置钢筋笼并浇注水下混凝土,筑成一道连续墙,起截水防渗、挡土或承重作用。
1 一般钢筋混凝土地下连续墙的计算方法
用于地下连续墙结构计算的理论和方法,除了一些地方性法规外,至今还未制定全国性统一的设计计算规程或规范。通过研究,不少学者提出了许多有用的计算的理论和方法,其中工程中广泛采用的计算理论主要为以下4类:荷载结构法;修正的荷载结构法;弹性地基梁法;有限单元法。荷载结构法假定作用于地下连续墙上的水、土压力已知,且墙体和支撑的变形不会引起墙体上水、土压力的变化。计算时首先采用土压力的经典理论,确定作用于墙体上水、土压力的大小及分布,然后用结构力学方法计算墙体和支撑的内力。由于深基坑开挖过程中,作用于墙体上的水、土压力也是逐步增加的,因而荷载结构法无法反映施工过程中挡土结构受力的变化情况,为此产生了修正的荷载结构法。弹性地基梁法将地下连续墙视为一个竖放的弹性地基梁,地层对地下连续墙的约束作用可用一系列弹簧来模拟,在同样精度条件下,其工作量大大少于有限元法。有限单元法将地下连续墙与周围地层看作是有机联系的整体,墙体与周围介质相互共同作用,其适用性较广,但计算工作量较大。
2 带铰钢筋混凝土地下连续墙的计算方法
2.1 计算原理
带铰钢筋混凝土地下连续墙的计算方法是在上以工程中应用较广泛且实用的弹性地基梁法,对带铰钢筋混凝土地下连续墙的计算方法介绍如下:
地下连续墙工程在一侧开挖后,未开挖侧的土压力作为主动荷载,而在开挖侧开挖线以下土层为地下连续墙的弹性地基,用弹簧代替。弹簧的作用采用弹性地基梁的局部变形理论即文克尔假定,被动土抗力的大小和分布情况取决于墙体变位的结果,墙体哪一点的侧向位移越大,该点处弹簧支座压缩量就越大,相应土体对墙体的弹性抗力强度值也就越大。上部支承也为弹性支承,这样,地下连续墙按置于弹性地基上的梁进行计算。弹性地基梁的微分方程为
式中:EI(x)-弹性地基梁的抗弯刚度;
y-弹性地基梁的挠度;
q(x)-作用于弹性地基梁上的荷载;
k(x)-水平地基反力系数。
采用有限差分法将以上微分方程用相应的差分方程代替,化为一组线性代数方程,差分方程如下式所示:
墙体分上下两段计算,两段之间采用铰接。将此铰链节点处切开,切口处代以未知剪力Q,然后各段墙体分解为在外荷载P作用下铰点处为自由端及单独在Q作用下的情况相迭加,由上下段墙体在铰点处位移相等的条件可解出Q值,从而解出各节点的位移及内力。
2.2 边界条件的确定
a)上段墙体在P作用下:顶端为自由端,根据此点M=0,Q=0,可得
底端为自由端,根据此点M=0,Q=0,可得
b)上段墙体在Q作用下:顶端为自由端,根据此点M=0,Q=0,可得
底端M=0,Q=1(先假定为1,求出Q值后再乘以Q),可得
c)下段墙体在P作用下:顶端为自由端,根据此点M=0,Q=0,可得
d)下段墙体在Q作用下,顶端M=0,Q=1(先假定为1,求出Q值后再乘以Q),可得
另外,下段墙体底端边界条件根据墙体插入深度及土层类别尚可分为自由端、固接端等。
2.3 计算步骤
2.3.1 节点划分
将地下连续墙按等间距划分节点,节距大小取决于计算精度。
2.3.2 列出差分方程系数矩阵
根据(2)、(3)、(4)式,可列出上段墙体在P作用下的系数矩阵;根据(2)、(5)、(6)式,可列出上段墙体在Q作用下的系数矩阵;根据(2)、(7)、(8)式,可列出下段墙体在P作用下的系数矩阵;根据(2)、(9)、(10)式,可列出下段墙体在Q作用下的系数矩阵。
其中水平地基反力系数的取值对计算结果的准确性有一定影响,因而应力求准确,有条件时可现场试验得出,或通过计算手册查得。
2.3.3 荷载P计算
计算作用于各节点的水压力及主动土压力。
2.3.4 支撑处理
在作为基坑挡土支护时,地下连续墙常加支撑,此时视支撑为弹性支承,其弹簧刚度为产生单位变形时所需之轴力,并将此系数加在相应节点主系数上。
2.3.5 求各段墙体在P,Q作用下各节点的位移
解(2)式,可分别求出上段墙体在P作用下、上段墙体在Q作用下、下段墙体在P作用下、下段墙体在Q作用下各节点的位移,其中在Q作用下求出的位移带有未知量Q.此步骤需编程计算。
根据上下墙体在铰点处位移相等的原则,可解出未知量Q,相应可得出各节点的位移。
2.3.6 内力(弯矩、剪力)计算
各节点的内力可由上两式计算所得。
3 带铰与不带铰地下连续墙受力状态比较
现举一例,以比较带铰钢筋混凝土地下连续墙与不带铰钢筋混凝土地下连续墙受力状态的差异。
某单铰式防渗心墙坝,墙高24 m,厚0.8 m,单铰距顶端9 m,承受均匀外载P=500 kN/m,墙顶端为自由端,底端视为铰接,反力系数k由顶部25 kN/c m3渐变至底部150kN/cm3.按本文解法,可解得各节点的位移和内力如表1所示。
对不带铰钢筋混凝土地下连续墙,按上例参数,只是将铰取消,同样采用弹性地基梁法,经计算,各节点的位移和内力如表1所示。
由表1可看出带铰与不带铰钢筋混凝土地下连续墙各节点的位移大小较为接近,但带铰钢筋混凝土地下连续墙的弯矩分布明显比不带铰钢筋混凝土地下连续墙的有利,且铰点以上部分墙体的弯矩减小较多。另外,本例是将下段墙体的底端作为铰接考虑,若土层对地下连续墙的约束较小,可将底端视作自由端考虑,此时,两例下段墙体的弯矩均减小,且带铰钢筋混凝土地连墙的弯矩减小比不带铰多。
更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:https://bid.lcyff.com/#/?source=bdzd
什么叫塑性铰?钢筋混凝土中的塑性铰与力学中的理想铰有何异同?
在M-φ曲线上接近水平的延长段即表示在M增加极少的情况下,截面相对转角剧增,截面产生很大的转动,好像出现一个铰一样,称之为“塑性铰”。它可以在弯矩几乎不增加的情况下继续转动。塑性铰与结构力学中的理想铰比较,两者有以下三点主要区别:1) 理想铰不能承受任何弯矩,塑性铰则能承受定值的弯矩Mu...
考虑塑性内力重分布计算钢筋混泥土连续梁的内力时,为什么要控制弯矩调 ...
考虑塑性内力重分布,是指在分析梁的内力时,考虑到了梁因为开裂形成塑性铰,而铰承担弯矩会减小的,所以梁跨中弯矩会减小,因此弯矩会比计算值偏小。这个时候弯矩乘以一个调幅系数,人为减少跨中弯矩,比较接近实际。看了楼下的提示,发现了错误,感谢,希望对你有所帮助。
钢筋砼结构中梁柱(墙)刚接还是铰接怎样判定
上部受拉,故上部钢筋锚固长度需满足受拉最小长度。2:当主次梁节点处次梁上部开裂后,此时就相当于一根简支梁(可认为次梁搭在主梁顶面上),参见混凝土规范10.2.2条的规定,带肋钢筋只要满足12d既可,光面钢筋满足15d。一般主要梁柱构件钢筋都是采用HRB335及以上,所以可认为满足12d既可 ...
钢筋混凝土屋架的设计简图铰接和固定哪个更好
铰接好当然是铰接更稳定一些,因为它的原理是采用反作用力。
钢筋混凝土结构和框架结构的区别有哪些
在建造房屋时,需要用到混凝土,但是也有人会做框架结构,认为框架结构装修时比较好设计。那么,接下来为大家介绍钢筋混凝土结构和框架结构的区别有哪些。一、钢筋混凝土结构和框架结构的区别有哪些 1、承重方式不同 钢筋混凝土结构是由梁、板、柱、墙共同承重。框架结构是由梁和柱承重,墙为填充材料不承重...
按塑性内力重分布考虑,钢筋混凝土连续梁的破坏标志是?
答案选B 解释:内力重分布,就是超静定结构中考虑塑性铰,进一步考虑结构承载能力。由于内力重分布,超静定钢筋混凝土结构的实际承载能力往往比按弹性方法分析的高,故按考虑内力重分布方法设计,可进一步发挥结构的承载力储备,节约材料,方便施工;混凝土开裂后,截面的应力分布发生了变化,称应力发生了重...
夲工程次梁端部按铰接进行锚固是怎么意思
次梁端部按铰接进行锚固,意思是此梁端部计算是没有考虑承受负弯矩的钢筋,所配置的是构造负筋。其上下纵筋的锚固按11G101-1图集86页非框架梁构造大样配置。钢筋混凝土结构中的锚固铰接:用铰链把两个物体连接起来建筑上的刚性连接与铰性连接钢结构中,梁与柱的连接通常采用3种形式,柔性连接(也称铰接...
按塑性内力重分布考虑,钢筋混凝土连续梁的破坏标志是
答案选B 解释:内力重分布,就是超静定结构中考虑塑性铰,进一步考虑结构承载能力。由于内力重分布,超静定钢筋混凝土结构的实际承载能力往往比按弹性方法分析的高,故按考虑内力重分布方法设计,可进一步发挥结构的承载力储备,节约材料,方便施工;混凝土开裂后,截面的应力分布发生了变化,称应力发生了重...
钢构与钢筋混凝土要如何连接
在混凝土上事先预埋铁件,然后与钢构焊接连接或者铰接连接(视节点受力情况而定)。但是注意两个地方:A.构件预留深度,必须符合设计和相关规范要求.B.预埋构件和钢构施焊过程中,要注意焊接质量并进行防护处理.钢结构柱与钢筋混凝土梁的连接结构,其包括有:一钢结构柱、一钢筋混凝土梁和一钢骨;所述...
结构材料系列—钢筋混凝土
1888年,预应力混凝土的概念提出,预应力技术的不断革新如E .Freyssinet的发明,极大地推动了混凝土的发展。混凝土结构形式多样,最初受限于材料特性,后随着技术进步,从拱壳体系发展到框架形式,甚至模仿木结构的灵活性。马亚尔和Freyssinet等工程师的创新设计,如马亚尔的混凝土三铰拱桥和Freyssinet的预应力...
淳包阿加: 1 结构形式 中隔堤为斜坡式,堤心堆填0~100 kg的块石,两侧坡度为11.5,采用栅栏板护面,中隔堤顶标高为6.4 m,顶宽约9 m.地下连续墙断面型式为变截面,顶标高3.0 m,顶宽0.3 m,标高-5.0 m及以下墙体宽0.6 m.在-5.0 m标高处分...
达日县18810654547: 地下连续墙成槽,砼工程量怎么计算 - ?
淳包阿加: 1、地下连续墙成槽的砼量按连续墙设计长度、宽度、槽深(加超深0.5m)计算.2、混凝土浇注量同连续墙成槽土方量,如果不确定,可直接按照土方量计算.3、一般地下连续墙均有导墙,地下连续墙顶标高位于导墙中部.4、如果你还有不...
达日县18810654547: 计算地下连续墙的钢筋工程量和措施钢筋工程量需要依照什么规范,如果是用软件计算的话用什么软件好? - ?
淳包阿加: 首先是按照图纸,锚固长度、搭接长度等需要按照03G101或是11G101图集计算,用软件的话目前广联达、斯维尔等比较不错
达日县18810654547: 如何计算地下连续墙的混凝土浇筑工程量 - ?
淳包阿加: 可按清单规则按设计图示墙中心线长乘以厚度乘以槽深以体积计算
达日县18810654547: 地下连续墙结构包括哪些设计内容 - ?
淳包阿加: “筑讯中国”网为你解答:地下连续墙结构包括的设计内容有:1、确定荷载,包括土压力、水压力等.2、确定地下连续墙的入土深度.3、槽壁稳定验算.根据已选定的地下连续墙入土深度,假定槽段长度,即可进行验算.4、地下连续墙静力计算.5、配筋计算,构件强度验算,裂缝开展验算,垂直接头计算.
达日县18810654547: 各位专家,地下连续墙下钢筋笼子后可以隔夜浇混凝土吗 - ?
淳包阿加: 会下沉的.只要是钢筋混凝土结构都会沉降,但是一般这种地下连续墙沉降很小,不会对于上部主体结构有很大的影响.不用太担心.不放心的话,可以设置一个沉降观测点.观测沉降的位置.如果有帮助,请采纳,谢谢!
达日县18810654547: 基坑支护地下连续墙的钢筋根数、长度应该如何计算?一般有什么规定吗? - ?
淳包阿加: 地下连续墙的配筋,应根据墙后作用的主动土压力计算.构造要求见规范
达日县18810654547: 地下连续墙施工规范要求有哪些 - ?
淳包阿加: 地下连续墙施工规范要求有哪些 1 单层地下连续墙不应直接用于防水等级为一级的地下工程墙体.单墙用于地下工程墙体时,应使用高分子聚合物泥浆护壁材料. 2 墙的厚度宜大于600mm. 3 应根据地质条件选择护壁泥浆及配合比,遇有地下水含盐或受化学污染时,泥浆配合比应进行调整. 4 单元槽段整修后墙面平整度的允许偏差不宜大于50mm. 5 浇筑混凝土前应清槽、置换泥浆和清除沉渣,沉渣厚度不应大于lOOmm,并应将接缝面的泥皮、杂物清理干净. 6 钢筋笼浸泡泥浆时间不应超过lOh,钢筋保护层厚度不应小于70mm.
达日县18810654547: 地下连续墙的施工重点及方法是什么 - ?
淳包阿加: 近年应用广泛的一项施工技术.一些重大的地下工程和深基础工程都是利用地下连续墙完成的.原理是在开挖基坑土方之前,用特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下在基坑外围开挖沟槽,每次开挖一定长度,待挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后,将在地面上加工好的钢筋骨架用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内,用导管向沟槽内浇筑混凝土,从下向上,泥浆换出,待浇筑设计标高初凝,拔出接头管,一个单元完毕.主要是修筑导墙,泥浆护壁,挖槽,钢筋笼的制作和吊放,地下连续墙的接头,地下连续墙混凝土浇筑
达日县18810654547: 地下连续墙的施工要求有那些? - ?
淳包阿加: 要求: 1 施工前要进行地下连续墙成槽试验,并根据试验结果确定施工工艺和技术参数. 2 槽段的长度、厚度、深度、倾斜度偏差符合下列要求:1)槽段长度(沿轴线方面)允许偏差±50mm;2)槽段厚度允许偏差±10mm;3)槽段倾斜度≤1/150; 3 地下连续墙施工的其它要求应符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的有关规定.