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基坑支护三维分析及计算资料第1页/共89页会计学第2页/共89页基坑工程的原则1.正确的设计理论是工程成功的基础2.经验丰富的施工单位是工程成功的关键3.信息化施工是工程成功的保证（1）监测资料是信息化施工的依据（2）预测分析是信息化施工的指导（3）经验与判断是信息化施工的决策4.经济分析5.总结经验教训(岩土工程 半理论半经验)第3页/共89页PKPM基坑支护三维分析中国建筑科学研究院PKPM软件所第4页/共89页基坑支护三维分析概要对象是桩墙、内支撑、立柱、锚杆所组成的空间结构体系基坑支护三维分析的优点基坑支护三维分析的理论基础PKPM基坑三维分析的特点影响基坑三维分析结果的主要因素基坑支护三维分析的过程第5页/共89页基坑支护三维分析的优点在二维分析中，支护体系被人为地拆成水平面分析（内支撑）和竖直面分析（桩、墙），只能作到点上的位移协调；基坑支护体系本质上是一空间结构，三维分析具备理论上的先进性，可实现真正的位移协调； 得到更符合实际的内力和位移计算结果，真正反映支护体系的空间效应；构件计算更合理，可以节省工程造价。第6页/共89页基坑支护三维分析的理论基础结构：桩、地下连续墙，钢筋砼或钢支撑梁，锚杆，钢或砼支撑立柱形成的空间体系。荷载：土、水压力，地面附加荷载。约束：被动区土体。弹性支点法基本计算模型 计算简图第7页/共89页PKPM基坑支护三维分析的荷载土压力：粘性土由于透水性差，一般水土合算；而无粘性土由于透水性好，一般水土分算。合算与分算的差别演示见黑板。附加荷载：无限宽度均布荷载按荷载大小*Kai传递（可以理解为增加等效的土层 ）；有限宽度局部荷载按应力45度扩散方法处理，但与上海规范、浙江规范、福建规范有差别。三种水压力：静止水压力，渗流水压力1、渗流水压力2(上海规范特有)，见黑板。第8页/共89页水的工程问题无粘性土中水形成连续的分布，产生静水压力，加大了作用在支护结构上的侧压力。改变土的物理力学性质，如边坡浸水后，土的凝聚力C和内摩擦角Fai值降低。降水后导致土粒间有效应力加大，土骨架压缩量增加，引起周边环境不均匀沉降。第9页/共89页PKPM基坑支护三维分析的约束常用的有“m”法，“K”法，“C”法，本质上是假定被动区土体弹性约束的刚度曲线不同 “m“法基床系数图 “K”法基床系数图 “C”法基床系数图 C=mH C=K C=c*sqrt(H)图中H为从开挖面算起的深度。第10页/共89页PKPM基坑支护三维分析的特点采用弹性支点法，即m法；三维计算核心模块已在PKPM的高层建筑结构计算中广泛运用并通过验证；模拟支护结构实际施工过程的分步开挖和分步加撑和支撑拆除；在下一步开挖中考虑上一步所加支点的已有变形，从而得到符合实际的支点力；计算结果可靠合理，前后处理完全图形化。第11页/共89页影响基坑三维分析结果的主要因素土压力模型 朗肯土压力 规程土压力土抗力模型 m法 k法土的特殊性质，如软土的流变性第12页/共89页基坑支护三维分析的架构体系 第13页/共89页基坑支护三维分析的过程 前处理 划分节点和单元，计算单元上的荷载，归并截面的几何类型和材料类型，计算单元上的约束信息，形成PMSAP数据文件；计算 调用PKPM成熟的三维计算模块PMSAP； 后处理 形成各杆件的内力、位移图 桩、墙、钢砼构件的配筋计算等第14页/共89页与国内其它基坑软件的比较(1)PKPM基坑支护软件是真三维分析，三维分析模块的正确性已经被多项结构工程的设计所验证，而国内其它主流软件的三维分析是拟三维，6个空间位移中只计算出了Ux,Uy,，不能反映内支撑体系出平面外的稳定问题，如下图所示：第15页/共89页与国内其它基坑软件的比较(2)PKPM在图形平台和三维建模、显示方面有自己的特点，既直观形象，又全面方便，可以最大限度地节省用户在三维分析方面的投资。第16页/共89页上海101层环球金融中心基坑第17页/共89页江苏中成建设公司基坑第18页/共89页上海世博会某工程地连墙基坑第19页/共89页浙江台州某基坑(支撑梁出基坑边线)第20页/共89页宁波坤和中心地连墙加内支撑基坑第21页/共89页坤和中心实景第22页/共89页PKPM排桩支护三维分析例题第23页/共89页排桩体系三维位移图第24页/共89页排桩最大内力,水平位移图第25页/共89页第 1道内支撑弯矩剪力轴力位移图第26页/共89页第 2道内支撑弯矩剪力轴力位移图第27页/共89页第 3道内支撑弯矩剪力轴力位移图第28页/共89页排桩和三道支撑梁的配筋图第29页/共89页PKPM地连墙支护三维分析