基坑与边坡工程第5章-框架预应力锚杆支护技术PPT课件
68页1、基坑与边坡工程,第5章 框架预应力锚杆支护技术,制 作 人 :周 勇,图5-1 框架预应力锚杆支护结构立面图,框架预应力锚杆边坡支护结构由钢筋混凝土框架、挡土板、小吨位预应力锚杆、锚下承载结构、坡面排水系统和墙后土体组成,属于轻型柔性支护结构,其立面和剖面分别如图5-1、图5-2所示。,图5-2 框架预应力锚杆支护结构剖面图,在框架预应力锚杆边坡支护结构中,由于锚杆的作用从根本上改善了土体的力学性能和受力状态,变传统支护结构的被动挡护为充分利用土体本身自稳能力的主动挡护,有效地控制了土体位移,随边坡向外破坏力的增大,锚杆支护力随之增大,直至超出极限平衡而破坏,支护力随锚杆的被拔出而逐步减弱,形成柔性支护结构。,(a)东侧边坡加固照片,(b)西侧边坡加固照片,图5-3 兰州某高校后家属院边坡加固照片,框架预应力锚杆柔性支护结构与传统的桩锚支护结构或锚杆肋梁支护结构相比有以下优点:,图5-4 兰州某加油站毛石挡 墙边坡加固照片,对基坑和边坡工程而言,常见的支护结构类型有三类,即:,5.2.2 立柱和横梁计算,框架预应力锚杆柔性支护结构的立柱和横梁是一个密不可分的整体,在进行构件设计时,可以
2、对其进行合理的单元划分(图5-5)。由于考虑了荷载等效的原理,图5-5中计算单元宽度系数 1、2 的取值情况如下:当计算锚杆的轴力时,1、2均取0.25;当计算立柱和横梁的内力时,1、 2均取0.375。,图5-5 立柱和横梁的计算单元划分,(1)立柱的设计,1) 当 0 y 0.25Hs0 时: (5-1),立柱的计算模型见图5-6,其支座反力求解同样采用力法。但是由于1、2 的取值不同于锚杆,因此P 应按式(5-1)和(5-2)计算。,图5-6 立柱计算模型,2) 当 0.25Hs0 y Hs0 时: (5-2),(2)横梁的设计,图5-7 横梁计算模型图,横梁可视为以立柱为铰支座的多跨连续梁,因此根据多跨连续梁的计算原理可将横梁的计算简化为等跨的五跨连续梁进行计算,中间各跨的内力和配筋都按第三跨来考虑,计算模型如图5-7所示。图5-7中为作用在横梁上的均布土压力荷载,且,5.2.3 锚杆计算,(1)锚杆轴向拉力计算 锚杆所承受的拉力为立柱和横梁在锚杆作用位置处的水平支座反力的合力所传来的支反力。 (5-3) 式中: Tj 第j排锚杆所承受的轴向拉力(kN);,Rj 立柱和横梁在第
3、j排锚杆作用位置处水平支座反力的合力(kN); j 第j排锚杆与水平面的倾角()。,锚杆设计的关键在于确定其立面布置,然后求解其轴向拉力、验算框架预应力锚杆支护结构的稳定性。锚杆设计的内容有确定立面布置、求解轴向拉力、计算锚杆长度和直径。,式(5-3)中Rj可以表示为下式: ( 5-4) 式中 Rjb 第j排锚杆作用位置处所对应的横梁的水平支座反力(kN),理论上讲作用于横梁的是均布线荷载,根据所选取的土压力模型的特点,Rjb = 0.25ehk shsv ; Rjc 第j排锚杆作用位置处所对应的立柱的水平支座反力(kN)。,由于框架预应力锚杆支护结构的受力状态类似于楼盖设计中的梁板结构体系,根据各构件之间的传力特点和所选取的土压力模型,采用荷载等效的原理取每根立柱所承受的荷载为相邻两跨锚杆各0.25宽度之间的土压力。考虑到锚杆施加了预应力,这样假定在锚杆位置处支护结构的位移为零,因此可以假定立柱与锚杆的连接处为一铰支座,从而把立柱视为支承在锚杆和地基上的多跨连续梁,其计算模型如图5-6所示。,图5-6 立柱计算模型,立柱的具体计算采用力法求解,基本思想是:首先建立一组力法典型方程,即
4、,再根据锚杆间距构造要求和边坡高度确定锚杆的层数,进一步根据MATLAB的知识截取方程矩阵中指定的维数求解。,式中: 、 、 分别代表 Rjc=1、 Rjb=1 和土压力荷载qc单独作用时立柱基本结构中的弯矩,分别按式(5-6)(5-8)计算。,(5-6),(5-7),(5-8),(2)锚杆长度和直径设计,土层锚杆长度由自由段和锚固段组成。非锚固段不提供抗拔力,其长度Lf应根据边坡滑裂面的实际距离确定,对于倾斜锚杆,自由段长度应超过破裂面1.0m以上。锚固段提供锚固力,其长度La应按锚杆承载力的要求,根据锚固段地层和锚杆类型确定。 1)锚固段长度计算(图5-8中BC段) (5-9) 式中: Laj 第j排锚杆锚固段长度(m); 土层界面粘结强度; 2)自由段长度的计算 图5-8中 为破裂面,AB段长度即为锚杆自由段长度Lfj可以表示为:,(5-10) 式中: Hj 基础埋深(m) Hd 第j排锚杆离边坡顶部的距离(m) 3)锚杆直径计算 当求得锚杆轴向拉力后,锚杆直径可 由容许应力法按下式计算: (5-11) 式中: dj 第j排锚杆的直径(mm) fy 锚杆钢筋的抗拉强度设计值(kP
5、a),图5-8 锚杆长度计算简图,5.2.4 基础埋深设计,框架预应力锚杆柔性支护结构属于多支点支护结构,计算其基础埋深的方法有二分之一分割法、分段等值梁法、静力平衡法和布鲁姆(Blum)法。其中,二分之一分割法是将各道支撑之间的距离等分,假定每道支撑承担相邻两个半跨的侧压力,这种办法缺乏精确性;分段等值梁法考虑了多支撑支护结构的内力与变形随开挖过程而变化的情况,计算结果与实际情况吻合较好,但是计算过程复杂;布鲁姆法是将支护结构嵌入部分的被动土压力以一个集中力代替。这三种方法在计算过程中都需要求解锚杆支点反力,即设定一个埋置深度Hd (如图5-9所示),求出相应的被动土压力,即可求得Hd 。,图5-9 基础埋深计算简图,由 MO 0 得:,经整理化简得:,式中: Ep 嵌入部分被动土压力(kN),且Ep= 0.25 Kp Sh Hd2,0 支护结构的重要性系数; Ea1主动土压力三角形荷载的合力(kN),且Ea1=0.0625ehkHSh; Ha1 主动土压力三角形荷载的合力作用点至嵌入底端的距离(m),且Ha1 =(5H+6H)/6; Ea2 主动土压力矩形荷载的合力(kN),且Ea
《基坑与边坡工程第5章-框架预应力锚杆支护技术PPT课件》由会员新****分享,可在线阅读,更多相关《基坑与边坡工程第5章-框架预应力锚杆支护技术PPT课件》请在金锄头文库上搜索。
2012年江西省中小学教师招聘考试 小学英语
2012年安岳县教师公开招聘考试 教育基础知识
2012年江西省中小学教师招聘考试 高中数学
2012年福建省中小学新任教师公开招聘考试 教育综合知识
教师招聘考试之结构化面试“沟通协调类”答题思路及试题解析
2012年武汉市事业单位公开招聘工作人员考试 中学地理
2019年教师招聘考试 教育教学知识与能力(小学)讲义
2018年上半年教师资格证考试科目三初中音乐真题&答案
教师招聘考试之结构化面试“各学科专业知识”试题及解析
2012年江西省中小学教师招聘考试 高中语文
2019年教师招聘考试教育教学知识与能力理论(小学)精讲讲义1-2
教师资格证面试备考指导手册
2019年全国教师资格考试《中学教育知识与能力》精讲班讲义
2016下半年教师资格证考试《幼儿综合素质》考试真题及答案
2019年教师招聘考试教育教学知识与能力理论(小学)精讲讲义3-4
教师招聘考试之结构化面试“综合分析类”答题思路及试题解析
教师招聘考试之结构化面试“教育理论知识”试题及解析
2018年上半年教师资格证考试科目三初中体育真题&答案
2016年全国教师资格统考模拟卷(高中)-地理
2012年武汉市事业单位公开招聘工作人员考试 中学历史
2023-02-21 37页
2021-11-22 63页
2021-11-22 53页
2021-11-22 50页
2021-11-22 61页
2021-11-22 99页
2021-11-22 63页
2021-11-22 61页
2021-11-22 55页
2021-11-22 54页