預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁和土釘墻復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的模擬研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁和土釘墻復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)是把預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁支護(hù)結(jié)構(gòu)和土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合使用的新興的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的支護(hù)方式，缺乏使用的理論依據(jù)和合適的設(shè)計(jì)方法。本文依據(jù)實(shí)際的基坑支護(hù)，總結(jié)出了切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方法。 本文總結(jié)當(dāng)前流行的支護(hù)結(jié)構(gòu)，并以此為基礎(chǔ)，重點(diǎn)分析了預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁支護(hù)結(jié)構(gòu)。用有限元軟件sap對(duì)用預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁方法支護(hù)的基坑進(jìn)行計(jì)算。并把這種支護(hù)方式和傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)錨樁支護(hù)、土釘支護(hù)進(jìn)行了比較，相

2、同基坑用預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁支護(hù)，基坑的最大水平位移是6.49mm，縱橫肋梁的最大彎矩發(fā)生在縱梁上，值是26.19kN·m，錨桿的最大抗拔力205.26kN；錨樁支護(hù)的樁體最大彎矩204.23kN·m，錨樁支護(hù)不能計(jì)算除樁體之外的位移，兩種支護(hù)用材比較，預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁支護(hù)結(jié)構(gòu)相對(duì)于錨樁結(jié)構(gòu)大約可以節(jié)省20％混凝土和40％鋼筋。預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁支護(hù)和土釘墻支護(hù)比較，預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁支護(hù)主動(dòng)控制變形，支護(hù)結(jié)構(gòu)整體性好；土釘支護(hù)被動(dòng)控制變形，用大力神軟

3、件計(jì)算的土釘?shù)淖畲笪灰剖?mm，土釘支護(hù)的土體的位移不能計(jì)算。這說(shuō)明預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁支護(hù)結(jié)構(gòu)在主動(dòng)控制變形，減小基坑變形量，平衡受力等方面優(yōu)于傳統(tǒng)的錨樁支護(hù)和土釘墻支護(hù)。 經(jīng)過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理、變形特點(diǎn)、縱橫肋梁在支護(hù)中起的作用的了解。并充分考慮土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)試驗(yàn)，依據(jù)實(shí)際施工的基坑，用測(cè)斜管測(cè)的基坑的深層水平位移、鋼筋計(jì)測(cè)的縱橫肋梁中鋼筋的應(yīng)力，應(yīng)變片測(cè)的錨桿應(yīng)變，處理得出預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁和土釘墻復(fù)合

4、支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際工作時(shí)的縱橫肋梁承受的彎矩、錨桿承受的軸力、基坑開(kāi)挖面的變形情況，并以此為依據(jù)尋找合適的設(shè)計(jì)方法。 在廣泛了解基坑設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)比較，選擇用數(shù)值方法作為預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁和土釘墻復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。用大型有限元程序ANSYS作為解決這個(gè)問(wèn)題的手段。對(duì)于涉及的材料：土體采用理想彈塑性本構(gòu)關(guān)系；混凝土、鋼筋采用線性彈塑性本構(gòu)關(guān)系。為土體、混凝土、錨桿、縱橫肋梁選擇恰當(dāng)?shù)膯卧?lèi)型，建立合適的計(jì)算模型，實(shí)際模擬預(yù)應(yīng)力

5、錨桿肋梁和土釘墻復(fù)合支護(hù)的基坑在自重作用下的性狀。在基坑的-7m、-10m、-15m處測(cè)出的預(yù)應(yīng)力錨桿的最大軸力分別為40.55kN、82.024kN、70.204kN；相對(duì)應(yīng)的模擬值為41.514kN、79.018kN、68.046kN?；又ёo(hù)的縱橫肋梁的最大彎矩實(shí)測(cè)值，縱梁24.19kN·m、橫梁12.78kN·m；模擬值縱粱25.36kN·m、橫梁14.35kN·m。測(cè)量基坑水平位移的測(cè)斜管是從-3m處開(kāi)始測(cè)量的，測(cè)的-3m處的

6、位移25.03mm，模擬的結(jié)果是26.01mm。通過(guò)模擬數(shù)值和實(shí)際測(cè)的數(shù)據(jù)的對(duì)比，可以的出下結(jié)論，數(shù)值模擬可以準(zhǔn)確的計(jì)算出預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁和土釘墻復(fù)合支護(hù)基坑的受力、變形情況，并容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不足和缺陷，直觀的進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，達(dá)到設(shè)計(jì)的最佳效果。 本文的研究工作體現(xiàn)了理論研究與實(shí)際應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，對(duì)基坑的沒(méi)計(jì)方法進(jìn)行了嘗試性的拓展，為預(yù)應(yīng)力錨桿肋梁和土釘墻復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)提供了方便可行的設(shè)計(jì)方法，并用實(shí)際測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí)也為