悬臂支护结构设计计算书

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

条形局部荷载 3.5 4 4 / 0 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 突涌稳定安全系数K h 1.1

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(45-12/2)=0.656；

K a2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-12/2)=0.656；

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

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

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：0-0.8m

H1'=[∑γ0h0+∑q1]/γi=[0+3]/19=0.158m

P ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=19×0.158×0.656-2×10×0.6560.5=-14.229kN/m2

P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=19×(0.8+0.158)×0.656-2×10×0.6560.5=-4.258kN/m2 第2层土：0.8-2m

H2'=[∑γ1h1+∑q1]/γsati=[15.2+3]/20=0.91m

P ak2上=γsat2H2'K a2-2c2K a20.5=20×0.91×0.656-2×10×0.6560.5=-4.26kN/m2

P ak2下=γsat2(h2+H2')K a2-2c2K a20.5=20×(1.2+0.91)×0.656-2×10×0.6560.5=11.484kN/m2 第3层土：2-4m

H3'=[∑γ2h2+∑q1]/γsati=[39.2+3]/22=1.918m

P ak3上

=[γsat3H3'-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[22×1.918-10×(2-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+ 10×(2-0.8)=6.144kN/m2

P ak3下

=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[22×(1.918+2)-10×(4-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+10×(4-0.8)=38.816kN/m2

第4层土：4-5.5m

H4'=[∑γ3h3+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)]/γsati=[83.2+3+1.167]/22=3.971m

P ak4上

=[γsat4H4'-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[22×3.971-10×(4-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+ 10×(4-0.8)=39.432kN/m2

P ak4下

=[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[22×(3.971+1.5)-10×(5.5-0.8)]×0.528-2×15×0.5280.5+10×(5.5-0.8)=63.936kN/m2

3）水平荷载

临界深度：Z0=P ak2下h2/(P ak2上+ P ak2下)=11.484×1.2/(4.26+11.484)=0.875m；

第1层土

E ak1=0kN；

第2层土

E ak2=0.5P ak2下Z0b a=0.5×11.484×0.875×0.5=2.512kN；

a a2=Z0/3+∑h3=0.875/3+3.5=3.792m；

第3层土

E ak3=h3(P a3上+P a3下)b a/2=2×(6.144+38.816)×0.5/2=22.48kN；

a a3=h3(2P a3上+P a3下)/(3P a3上+3P a3

)+∑h4=2×(2×6.144+38.816)/(3×6.144+3×38.816)+1.5=2.258m；

下

第4层土

E ak4=h4(P a4上+P a4下)b a/2=1.5×(39.432+63.936)×0.5/2=38.763kN；

a a4=h4(2P a4上+P a4下)/(3P a4上+3P a4

)=1.5×(2×39.432+63.936)/(3×39.432+3×63.936)=0.691m；

下

土压力合力：

E ak=ΣE aki=0+2.512+22.48+38.763=63.755kN；

合力作用点：

a a= Σ(a ai E aki)/E ak=(0×0+3.792×2.512+2.258×22.48+0.691×38.763)/63.755=1.366m；

2、被动土压力计算

1）被动土压力系数

K p1=tan2(45°+ φ1/2）= tan2(45+18/2)=1.894；

K p2=tan2(45°+ φ2/2）= tan2(45+18/2)=1.894；

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：2.5-3.7m

H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/21=0m

P pk1上=γ1H1'K p1+2c1K p10.5=21×0×1.894+2×15×1.8940.5=41.287kN/m2

P pk1下=γ1(h1+H1')K p1+2c1K p10.5=21×(1.2+0)×1.894+2×15×1.8940.5=89.016kN/m2

第2层土：3.7-5.5m

H2'=[∑γ1h1]/γsati=[25.2]/22=1.145m

P pk2上

=[γsat2H2'-γw(∑h1-h p)]K p2+2c2K p20.5+γw(∑h1-h p)=[22×1.145-10×(1.2-1.2)]×1.894+2×15×1.894 0.5+10×(1.2-1.2)=88.997kN/m2

P pk2下

=[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h1-h p)]K p2+2c2K p20.5+γw(∑h1-h p)=[22×(1.145+1.8)-10×(3-1.2)]×1.894+2×15×1.8940.5+10×(3-1.2)=147.907kN/m2

3）水平荷载

第1层土

E pk1=b a h1(P p1上+P p1下)/2=0.5×1.2×(41.287+89.016)/2=39.091kN；

a p1=h1(2P p1上+P p1下)/(3P p1上+3P p1

)+∑h2=1.2×(2×41.287+89.016)/(3×41.287+3×89.016)+1.8=2.327m；

下

第2层土

E pk2=b a h2(P p2上+P p2下)/2=0.5×1.8×(88.997+147.907)/2=106.607kN；

a p2=h2(2P p2上+P p2下)/(3P p2上+3P p2

)=1.8×(2×88.997+147.907)/(3×88.997+3×147.907)=0.825m；

下

土压力合力：

E pk=ΣE pki=39.091+106.607=145.698kN；

合力作用点：