城東片區雨污分流改造工程結構計算書

城東片區雨污分流改造工程計算書目錄593目錄 計算書工程概況項目建設范圍包含江南組團城東片區（順江大道、順園路、順風路、興華東路、建涪路、宏聲大道），地處涪陵城市中心和主城東部。本項目改建重力流污水管線總長約5054米(不含接戶管），改建重力流雨水管線總長約272米。設計規范《建筑抗震設計規范》GB50011-2010（2016年版）《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）《混凝土結構設計規范》GB50010-2010（2015年版）《給水排水工程構筑物結構設計規范》（GB50069-2016）《工程結構通用規范》（GB55001-2021）《混凝土結構通用規范》(GB55008-2021)《建筑與市政工程抗震通用規范》（GB55002-2021）《建筑與市政地基基礎通用規范》（GB55003-2021）工程設計指標（1）建筑結構安全等級：二級；結構設計使用年限為50年。（2）抗震設計：抗震設防烈度6度，按抗震等級四級采取抗震構造措施。（3）混凝土結構構件的裂縫控制等級：三級，最大裂縫寬度限值：0.2mm。

跌水井分析執行規范:《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010),本文簡稱《混凝土規范》《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011),本文簡稱《地基規范》《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012),本文簡稱《荷載規范》《給水排水工程構筑物結構設計規范》(GB50069-2002),本文簡稱《給排水結構規范》《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規程》(CECS138-2002),本文簡稱《水池結構規程》鋼筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;P-HRBF335;Q-HRBF400;R-HRBF5001基本資料1.1幾何信息水池類型:有頂蓋全地下長度L=2.700m,寬度B=1.600m,高度H=3.450m,底板底標高=-5.450m池底厚h3=350mm,池壁厚t1=300mm,池頂板厚h1=300mm,底板外挑長度t2=100mm注：地面標高為±0.000。(平面圖)(剖面圖)1.2土水信息土天然重度18.00kN/m3,土飽和重度20.00kN/m3,土內摩擦角30度地基承載力特征值fak=150.0kPa,寬度修正系數ηb=0.00,埋深修正系數ηd=1.00地下水位標高-4.000m,池內水深1.500m,池內水重度10.00kN/m3,浮托力折減系數1.00,抗浮安全系數Kf=1.051.3荷載信息活荷載:地面15.00kN/m2,組合值系數0.90恒荷載分項系數:水池自重1.30,其它1.30活荷載分項系數:地下水壓1.50,其它1.50活載調整系數:其它1.00活荷載準永久值系數:頂板0.40,地面0.40,地下水1.00,溫濕度1.00考慮溫濕度作用:池內外溫差10.0度,內力折減系數0.65,砼線膨脹系數1.00(10-5/°C)1.4鋼筋砼信息混凝土:等級C30,重度25.00kN/m3,泊松比0.20縱筋保護層厚度(mm):頂板(上35,下35),池壁(內35,外35),底板(上35,下35)鋼筋級別:HRB400,裂縫寬度限值:0.20mm,配筋調整系數:1.00按裂縫控制配筋計算構造配筋采用混凝土規范GB50010-20102計算內容(1)地基承載力驗算(2)抗浮驗算(3)荷載計算(4)內力(考慮溫度作用)計算(5)配筋計算(6)裂縫驗算(7)混凝土工程量計算3計算過程及結果單位說明:彎矩:kN.m/m鋼筋面積:mm2裂縫寬度:mm計算說明：雙向板計算按查表恒荷載:水池結構自重,土的豎向及側向壓力,內部盛水壓力.活荷載:頂板活荷載,地面活荷載,地下水壓力,溫濕度變化作用.裂縫寬度計算按長期效應的準永久組合.3.1地基承載力驗算3.1.1基底壓力計算(1)水池自重Gc計算頂板自重G1=32.40kN池壁自重G2=155.40kN底板自重G3=45.67kN水池結構自重Gc=G1+G2+G3=233.48kN(2)池內水重Gw計算池內水重Gw=31.50kN(3)覆土重量計算池頂覆土重量Gt1=155.52kN池頂地下水重量Gs1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=74.70kN底板外挑地下水重量Gs2=9.90kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=230.22kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=9.90kN(4)活荷載作用Gh池頂活荷載Gh=78.30kN(5)基底壓力Pk基底面積:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=2.900×1.800=5.22m2基底壓強:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(233.48+31.50+230.22+9.90+78.30)/5.220=111.76kN/m23.1.2修正地基承載力(1)計算基礎底面以上土的加權平均重度rmrm=[1.450×(20.00-10)+4.000×18.00]/5.450=15.87kN/m3(2)計算基礎底面以下土的重度r考慮地下水作用，取浮重度，r=20.00-10=10.00kN/m3(3)根據《地基規范》的要求，修正地基承載力:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=150.00+0.00×10.00×(3.000-3)+1.00×15.87×(5.450-0.5)=228.56kPa3.1.3結論:Pk=111.76<fa=228.56kPa,地基承載力滿足要求。3.2抗浮驗算抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=233.48+230.22+9.90=473.60kN浮力F=(2.700+2×0.100)×(1.600+2×0.100)×1.450×10.0×1.00=75.69kNGk/F=473.60/75.69=6.26>Kf=1.05,抗浮滿足要求。3.3荷載計算3.3.1頂板荷載計算:池頂的覆土壓力標準值:Pt=2.000×18.00=36.00kN/m2池頂板自重荷載標準值:P1=25.00×0.300=7.50kN/m2池頂活荷載標準值:Ph=15.00kN/m2池頂均布荷載基本組合:Qt=1.30×P1+1.30×Pt+1.50×1.00×Ph=79.05kN/m2池頂均布荷載準永久組合:Qte=P1+Pt+0.40×Ph=49.50kN/m23.3.2池壁荷載計算:(1)池外荷載:主動土壓力系數Ka=0.33側向土壓力荷載組合(kN/m2):部位(標高)土壓力標準值水壓力標準值活載標準值基本組合準永久組合地面(0.000)0.000.005.006.752.00池壁頂端(-2.300)13.800.005.0024.6915.80地下水位處(-4.000)24.000.005.0037.9526.00底板頂面(-5.100)27.6711.005.0059.2240.67(2)池內底部水壓力:標準值=15.00kN/m2,基本組合設計值=19.50kN/m23.3.3底板荷載計算(池內無水，池外填土):水池結構自重標準值Gc=233.48kN基礎底面以上土重標準值Gt=230.22kN基礎底面以上水重標準值Gs=9.90kN基礎底面以上活載標準值Gh=78.30kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(233.48×1.30+230.22×1.30+9.90×1.50+78.30×1.50×0.90×1.00)/5.220=138.57kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:Qbe=(233.48+230.22+9.90×1.00+15.00×5.220×0.40)/5.220=96.73kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=138.57-0.350×25.00×1.30=127.20kN/m2板底均布凈反力準永久組合:Qe=96.73-0.350×25.00=87.98kN/m23.3.4底板荷載計算(池內有水，池外無土):水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=[233.48×1.30+(2.100×1.000×1.500)×10.00×1.30]/5.220=65.99kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=65.99-(0.350×25.00×1.30+1.500×10.00×1.30)=35.11kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:Qbe=[233.48+(2.100×1.000×1.500)×10.00]/5.220=50.76kN/m2板底均布凈反力準永久組合:Qe=50.76-(0.350×25.00+1.500×10.00)=27.01kN/m23.4內力,配筋及裂縫計算彎矩正負號規則:頂板:下側受拉為正,上側受拉為負池壁:內側受拉為正,外側受拉為負底板:上側受拉為正,下側受拉為負荷載組合方式:1.池外土壓力作用(池內無水，池外填土)2.池內水壓力作用(池內有水，池外無土)3.池壁溫濕度作用(池內外溫差=池內溫度-池外溫度)池壁水平彎矩按池壁水平線剛度比進行調整,線剛度比(L側/B側)=0.542(1)頂板內力:計算跨度:Lx=2.400m,Ly=1.300m,四邊簡支按雙向板計算.荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)部位基本組合準永久組合下側-L向跨中5.143.22B向跨中12.617.90上側-L向邊緣0.000.00B向邊緣0.000.00(2)L側池壁內力:計算跨度:Lx=2.400m,Ly=2.800m,三邊固定,頂邊自由池壁類型:普通池壁,按雙向板計算基本組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用基本組合彎矩調整內側-水平跨中7.92--7.9212.17水平邊緣-3.78-3.782.93豎直跨中3.81--3.813.81豎直上邊緣--0.00-0.000.00豎直下邊緣-4.25-4.254.25外側-水平跨中--1.73-21.85-23.58-24.43水平邊緣-16.95--25.33-42.28-38.03豎直跨中--1.02-21.00-22.02-22.02豎直上邊緣0.00--0.00-0.00-0.00豎直下邊緣-15.59--24.25-39.84-39.84準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用準永久組合彎矩調整內側-水平跨中5.31--5.318.19水平邊緣-2.91-2.912.26豎直跨中2.58--2.582.58豎直上邊緣--0.00-0.000.00豎直下邊緣-3.27-3.273.27外側-水平跨中--1.33-16.19-17.52-18.17水平邊緣-11.39--18.76-30.15-27.27豎直跨中--0.78-15.56-16.34-16.34豎直上邊緣0.00--0.00-0.00-0.00豎直下邊緣-10.58--17.97-28.54-28.54(3)B側池壁內力:計算跨度:Lx=1.300m,Ly=2.800m,三邊固定,頂邊自由池壁類型:深池壁計算方法:0<H<2L部分按照三邊固定,頂邊自由的雙向板計算:Lx=1.300,Ly=2.600H>2L部分按照水平向單向板計算H=2L處池外土壓力作用彎矩(kN.m/m):水平向跨中:基本組合:1.91,準永久組合:1.24水平向邊緣:基本組合:-3.82,準永久組合:-2.48H=2L處池內水壓力作用彎矩(kN.m/m):水平向跨中:基本組合:-0.00,準永久組合:-0.00水平向邊緣:基本組合:0.00,準永久組合:0.00跨中彎矩按H>2L段，和0<H<2L段較大值取.基本組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用基本組合彎矩調整內側-水平跨中3.00--3.000.00水平邊緣-1.37-1.372.93豎直跨中0.77--0.770.77豎直上邊緣--0.00-0.000.00豎直下邊緣-1.51-1.511.51外側-水平跨中--0.67-22.46-23.13-21.57水平邊緣-6.07--24.12-30.19-38.03豎直跨中--0.19-23.08-23.26-23.26豎直上邊緣0.00--0.00-0.00-0.00豎直下邊緣-5.09--23.10-28.19-28.19準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用準永久組合彎矩調整內側-水平跨中2.02--2.020.00水平邊緣-1.05-1.052.26豎直跨中0.52--0.520.52豎直上邊緣--0.00-0.000.00豎直下邊緣-1.16-1.161.16外側-水平跨中--0.52-16.64-17.16-15.95水平邊緣-4.09--17.87-21.96-27.27豎直跨中--0.14-17.09-17.24-17.24豎直上邊緣0.00--0.00-0.00-0.00豎直下邊緣-3.48--17.11-20.59-20.59(4)底板內力:計算跨度:Lx=2.400m,Ly=1.300m,四邊簡支+池壁傳遞彎矩按雙向板計算.1.池外填土,池內無水時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)基本組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側-L向跨中8.28--B向跨中20.30--下側-L向邊緣0.00-28.19-28.19B向邊緣0.00-39.84-39.84L向跨中--12.02-3.74B向跨中--26.23-5.94準永久組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側-L向跨中5.73--B向跨中14.04--下側-L向邊緣0.00-20.59-20.59B向邊緣0.00-28.54-28.54L向跨中--8.60-2.88B向跨中--18.85-4.822.池內有水,池外無土時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)基本組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側-L向跨中2.291.313.60B向跨中5.602.588.18L向邊緣0.001.511.51B向邊緣0.004.254.25準永久組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側-L向跨中1.761.012.77B向跨中4.311.986.29L向邊緣0.001.161.16B向邊緣0.003.273.27(5)配筋及裂縫:配筋計算方法:按單筋受彎構件計算板受拉鋼筋.裂縫計算根據《水池結構規程》附錄A公式計算.按基本組合彎矩計算配筋,按準永久組合彎矩計算裂縫,結果如下:①頂板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度下側-L向跨中5.14600E14@10015390.00B向跨中12.61600E14@10015390.01上側-L向邊緣0.00600E14@10015390.00B向邊緣0.00600E14@10015390.00②L側池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度內側-水平跨中12.17600E14@15010260.02水平邊緣2.93600E14@15010260.01豎直跨中3.81600E14@15010260.01豎直上邊緣0.00600E14@15010260.00豎直下邊緣4.25600E14@15010260.01外側-水平跨中-24.43600E14@15010260.05水平邊緣-38.03600E14@15010260.08豎直跨中-22.02600E14@15010260.05豎直上邊緣-0.00600E14@15010260.00豎直下邊緣-39.84600E14@15010260.09③B側池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度內側-水平跨中0.000E14@15010260.00水平邊緣2.93600E14@15010260.01豎直跨中0.77600E14@15010260.00豎直上邊緣0.00600E14@15010260.00豎直下邊緣1.51600E14@15010260.00外側-水平跨中-21.57600E14@15010260.05水平邊緣-38.03600E14@15010260.08豎直跨中-23.26600E14@15010260.05豎直上邊緣-0.00600E14@15010260.00豎直下邊緣-28.19600E14@15010260.06④底板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度上側-L向跨中3.60700E14@15010260.01B向跨中8.18700E14@15010260.02L向邊緣1.51700E14@15010260.00B向邊緣4.25700E14@15010260.01下側-L向跨中-3.74700E14@15010260.01B向跨中-5.94700E14@15010260.01L向邊緣-28.19700E14@15010260.06B向邊緣-39.84700E14@15010260.08裂縫驗算均滿足.3.5混凝土工程量計算:(1)頂板:L×B×h1=2.700×1.600×0.300=1.30m3(2)池壁:[(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2=[(2.700-0.300)+(1.600-0.300)]×2×0.300×2.800=6.22m3(3)底板:(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3=(2.700+2×0.100)×(1.600+2×0.100)×0.350=1.83m3(4)水池混凝土總方量=1.30+6.22+1.83=9.34m3垂直開挖支護分析H=3m[支護方案]排樁支護[基本信息]規范與規程《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012內力計算方法增量法支護結構安全等級二級支護結構重要性系數γ01.00基坑深度h(m)3.000嵌固深度(m)3.600樁頂標高(m)0.000樁材料類型型鋼├鋼材牌號Q235└截面參數無縫鋼管φ219×6.0└抗拉、抗壓和抗彎f(Mpa)215└抗剪fv(Mpa)125└截面塑性發展系數1.15樁間距(m)0.500有無冠梁無防水帷幕無放坡級數0超載個數1支護結構上的水平集中力0[超載信息]超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)130.000[附加水平力信息]水平力作用類型水平力值作用深度是否參與是否參與序號(kN)(m)傾覆穩定整體穩定[土層信息]土層數1坑內加固土否內側降水最終深度(m)20.000外側水位深度(m)20.000內側水位是否隨開挖過程變化否內側水位距開挖面距離(m)彈性計算方法按土層指定ㄨ彈性法計算方法m法內力計算時坑外土壓力計算方法靜止靜止土壓力是否考慮局部荷載是[土層參數]層號土類名稱層厚重度浮重度黏聚力內摩擦角與錨固體摩(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)1雜填土12.0021.05.0030.00100.0層號黏聚力內摩擦角水土計算方法m,c,K值不排水抗剪水下(kPa)水下(度)強度(kPa)1m法8.50層號有效內摩靜止土壓力靜止土壓擦角φ'(度)系數估算公式力系數Ko130.00K0=1-sin(φk')0.500[支錨信息]支錨道數1支錨支錨類型水平間距豎向間距入射角總長錨固段道號(m)(m)(°)(m)長度(m)1內撐3.0001.000支錨預加力支錨剛度錨固體工況錨固力材料抗力材料抗力道號(kN)(MN/m)直徑(mm)號調整系數(kN)調整系數10.00659.202～350.001.00[土壓力模型及系數調整] 彈性法土壓力模型: 經典法土壓力模型: 層號土類水土水壓力外側土壓力外側土壓力內側土壓力內側土壓力名稱調整系數調整系數1調整系數2調整系數最大值(kPa)1雜填土分算1.0001.0001.0001.00010000.000[工況信息]工況工況深度支錨號類型(m)道號1開挖1.5002加撐1.內撐3開挖3.000[設計參數]整體穩定計算方法簡化Bishop法穩定計算采用應力狀態有效應力法穩定計算是否考慮內支撐√穩定計算合算地層考慮孔隙水壓力√條分法中的土條寬度(m)1.00剛度折減系數K0.850考慮圓弧滑動模式的抗隆起穩定√對支護底取矩傾覆穩定√以最下道支錨為軸心的傾覆穩定√[設計結果][結構計算]各工況：內力位移包絡圖：地表沉降圖：[截面計算][截面參數]彎矩折減系數1.00剪力折減系數1.00荷載分項系數1.25[內力取值]段內力類型彈性法經典法內力內力號計算值計算值設計值實用值基坑內側最大彎矩(kN.m)10.4812.5913.1013.101基坑外側最大彎矩(kN.m)25.9829.9932.4832.48最大剪力(kN)21.4022.9426.7626.76[截面驗算]基坑內側抗彎驗算(不考慮軸力)σnei=Mn/(γ*Wx)=13.098/(1.150*208.100*10-6)=54.729(MPa)<f=215.000(MPa)滿足基坑外側抗彎驗算(不考慮軸力)σwai=Mw/(γ*Wx)=32.478/(1.150*208.100*10-6)=135.711(MPa)<f=215.000(MPa)滿足式中: σwai———基坑外側最大彎矩處的正應力(Mpa); σnei———基坑內側最大彎矩處的正應力(Mpa); Mw———基坑外側最大彎矩設計值(kN.m); Mn———基坑內側最大彎矩設計值(kN.m); Wx———鋼材對x軸的凈截面模量(m3); f———鋼材的抗彎強度設計值(Mpa); γ———型鋼截面塑性發展系數;[整體穩定驗算]計算方法：Bishop法應力狀態：有效應力法條分法中的土條寬度:1.00m滑裂面數據圓弧半徑(m)R=9.534圓心坐標X(m)X=-0.872圓心坐標Y(m)Y=5.871整體穩定安全系數Ks=3.218>1.30,滿足規范要求。[抗傾覆穩定性驗算]抗傾覆(對支護底取矩)穩定性驗算: Mp——被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩,對于內支撐支點力由內支撐抗壓力 決定;對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。 Ma——主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。工況1： 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內撐 0.000 Kov=3.785>=1.200,滿足規范要求。工況2： 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內撐 116.667 Kov=5.314>=1.200,滿足規范要求。工況3： 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內撐 116.667 Kov=2.937>=1.200,滿足規范要求。安全系數最小的工況號：工況3。 最小安全Kov=2.937>=1.200,滿足規范要求。抗傾覆(踢腳破壞)穩定性驗算:繞最下道支撐或錨拉點的抗傾覆穩定性驗算,多支點參考《建筑地基基礎設計規范GB50007-2011》附錄V單支點參考《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-20124.2.2節 ∑MEp——被動區抗傾覆作用力矩總和(kN.m/m); ∑MEa——主動區傾覆作用力矩總和(kN.m/m); Kt——帶支撐樁、墻式支護抗傾覆穩定安全系數，取Kt≥1.200。工況1：此工況不進行抗傾覆穩定性驗算!工況2： Kt=5.948>=1.200,滿足規范要求。工況3： Kt=3.490>=1.200,滿足規范要求。安全系數最小的工況號：工況3。 最小安全Kt=3.490>=1.200,滿足規范抗傾覆要求。[抗隆起驗算]1)從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩定性，結果如下： 支護底部，驗算抗隆起：Ks=(21.000×3.600×18.401+5.000×30.140)/(21.000×(3.000+3.600)+30.000)=9.145 Ks=9.145≥1.600，抗隆起穩定性滿足。2)坑底抗隆起按以最下層支點為轉動軸心的圓弧條分法計算，結果如下： Ks=2.366≥1.900，坑底抗隆起穩定性滿足。[嵌固深度構造驗算]根據公式:嵌固構造深度=嵌固構造深度系數×基坑深度=0.300×3.000=0.900m嵌固深度采用值3.600m>=0.900m,滿足構造要求。[嵌固段基坑內側土反力驗算]工況1： Ps=163.845≤Ep=453.825，土反力滿足要求。工況2： Ps=163.845≤Ep=453.825，土反力滿足要求。工況3： Ps=132.315≤Ep=235.297，土反力滿足要求。 式中： Ps為作用在擋土構件嵌固段上的基坑內側土反力合力（kN）； Ep為作用在擋土構件嵌固段上的被動土壓力合力（kN）。[內撐剛度驗算]執行規范:《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012),本文簡稱《荷載規范》《鋼結構設計標準》(GB50017-2017),本文簡稱《鋼結構標準》1輸入數據1.1基本信息截面類型焊接鋼管:d=219(mm)鋼材牌號Q235寬厚比等級S1級d(mm)219t(mm)6構件長度(m)2.000βx1.00βy1.001.2荷載信息恒載分項系數1.30活載分項系數1.50活載調整系數1.00是否考慮自重是軸向恒載標準值(kN)350.000軸向活載標準值(kN)0.000偏心距Ex(cm)4.0偏心距Ey(cm)0.01.3端部約束信息X-Z平面內頂部約束類型:簡支X-Z平面內底部約束類型:簡支X-Z平面內計算長度系數:1.00Y-Z平面內頂部約束類型:簡支Y-Z平面內底部約束類型:簡支Y-Z平面內計算長度系數:1.002計算結果2.1截面幾何特性根據《鋼結構設計手冊（上冊）》（第三版）“16鋼材的規格及截面特性”，查表得：全截面：面積(cm2)40.150慣性矩Ix(cm4)2278.737慣性矩Iy(cm4)2278.737抵抗矩Wx1(cm3)208.104抵抗矩Wy1(cm3)208.104抵抗矩Wx2(cm3)208.104抵抗矩Wy2(cm3)208.104回轉半徑ix(cm)7.53回轉半徑iy(cm)7.53根據《鋼結構標準》第8.1.1條，得：塑性發展系數γx1:1.15塑性發展系數γx2:1.15塑性發展系數γy1:1.15塑性發展系數γy2:1.152.2材料特性構件截面的最大厚度:6.00(mm)抗拉強度:215.00(N/mm2)抗壓強度:215.00(N/mm2)抗彎強度:215.00(N/mm2)抗剪強度:125.00(N/mm2)屈服強度:235.00(N/mm2)抗拉強度最小值:375.00(N/mm2)密度:7850.00(kg/m3)2.3荷載設計值全柱自重G：1.30×0.004015×2.000×7850.000×9.81=803.882N=0.804kN2.4強度信息σmin/f=0.881截面到構件頂端的距離:0.000(m)σmax/f=0.882截面到構件頂端的距離:2.000(m)最不利位置強度應力按《鋼結構標準》公式(8.1.1-2)到構件頂端的距離:2.000(m)計算荷載N:455.804kNMy:18.200kN.m|σ|/f=|189.575|/215=0.882≤1.00，滿足。2.5穩定信息2.5.1繞X軸彎曲穩定性驗算：根據《鋼結構標準》第7.2.2條，得：長細比λ=l0/i=2.000/0.0753=26.547軸心受壓構件截面分類（按受壓特性）:b類軸心受壓整體穩定系數，根據《鋼結構標準》附錄D.0.5計算得：φx=0.948σmin/f=0.922截面到構件頂端的距離:0.000(m)σmax/f=0.923截面到構件頂端的距離:2.000(m)繞X軸最不利位置穩定應力按《鋼結構標準》公式(8.2.4-1)σ/f=198.532/215=0.923≤1.00，滿足。2.5.2繞Y軸彎曲穩定性驗算：根據《鋼結構標準》第7.2.2條，得：長細比λy=l0y/iy=2.000/0.0753=26.547軸心受壓構件截面分類（按受壓特性）:b類軸心受壓整體穩定系數，根據《鋼結構標準》附錄D.0.5計算得：φy=0.948σmin/f=0.922截面到構件頂端的距離:0.000(m)σmax/f=0.923截面到構件頂端的距離:2.000(m)繞X軸最不利位置穩定應力按《鋼結構標準》公式(8.2.4-1)σ/f=198.532/215=0.923≤1.00，滿足。3分析結果構件安全狀態:強度滿足要求，穩定滿足要求。5.2H=3~5m[支護方案]排樁支護[基本信息]規范與規程《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012內力計算方法增量法支護結構安全等級二級支護結構重要性系數γ01.00基坑深度h(m)5.000嵌固深度(m)6.000樁頂標高(m)0.000樁材料類型型鋼├鋼材牌號Q235└截面參數無縫鋼管φ219×10.0└抗拉、抗壓和抗彎f(Mpa)215└抗剪fv(Mpa)125└截面塑性發展系數1.15樁間距(m)0.500有無冠梁無防水帷幕無放坡級數0超載個數1支護結構上的水平集中力0[超載信息]超載類型超載值作用深度作用寬度距坑邊距形式長度序號(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)130.000[附加水平力信息]水平力作用類型水平力值作用深度是否參與是否參與序號(kN)(m)傾覆穩定整體穩定[土層信息]土層數1坑內加固土否內側降水最終深度(m)20.000外側水位深度(m)20.000內側水位是否隨開挖過程變化否內側水位距開挖面距離(m)彈性計算方法按土層指定ㄨ彈性法計算方法m法內力計算時坑外土壓力計算方法靜止靜止土壓力是否考慮局部荷載是[土層參數]層號土類名稱層厚重度浮重度黏聚力內摩擦角與錨固體摩(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)1雜填土12.0021.05.0030.00100.0層號黏聚力內摩擦角水土計算方法m,c,K值不排水抗剪水下(kPa)水下(度)強度(kPa)1m法8.50層號有效內摩靜止土壓力靜止土壓擦角φ'(度)系數估算公式力系數Ko130.00K0=1-sin(φk')0.500[支錨信息]支錨道數1支錨支錨類型水平間距豎向間距入射角總長錨固段道號(m)(m)(°)(m)長度(m)1內撐2.5001.000支錨預加力支錨剛度錨固體工況錨固力材料抗力材料抗力道號(kN)(MN/m)直徑(mm)號調整系數(kN)調整系數10.001351.362～375.001.00[土壓力模型及系數調整] 彈性法土壓力模型: 經典法土壓力模型: 層號土類水土水壓力外側土壓力外側土壓力內側土壓力內側土壓力名稱調整系數調整系數1調整系數2調整系數最大值(kPa)1雜填土分算1.0001.0001.0001.00010000.000[工況信息]工況工況深度支錨號類型(m)道號1開挖1.5002加撐1.內撐3開挖5.000[設計參數]整體穩定計算方法簡化Bishop法穩定計算采用應力狀態有效應力法穩定計算是否考慮內支撐√穩定計算合算地層考慮孔隙水壓力√條分法中的土條寬度(m)1.00剛度折減系數K0.850考慮圓弧滑動模式的抗隆起穩定√對支護底取矩傾覆穩定√以最下道支錨為軸心的傾覆穩定√[設計結果][結構計算]各工況：內力位移包絡圖：地表沉降圖：[截面計算][截面參數]彎矩折減系數1.00剪力折減系數1.00荷載分項系數1.25[內力取值]段內力類型彈性法經典法內力內力號計算值計算值設計值實用值基坑內側最大彎矩(kN.m)57.8672.8072.3372.331基坑外側最大彎矩(kN.m)37.5470.3546.9246.92最大剪力(kN)51.3752.6964.2164.21[截面驗算]基坑內側抗彎驗算(不考慮軸力)σnei=Mn/(γ*Wx)=72.330/(1.150*328.150*10-6)=191.668(MPa)<f=215.000(MPa)滿足基坑外側抗彎驗算(不考慮軸力)σwai=Mw/(γ*Wx)=46.921/(1.150*328.150*10-6)=124.336(MPa)<f=215.000(MPa)滿足式中: σwai———基坑外側最大彎矩處的正應力(Mpa); σnei———基坑內側最大彎矩處的正應力(Mpa); Mw———基坑外側最大彎矩設計值(kN.m); Mn———基坑內側最大彎矩設計值(kN.m); Wx———鋼材對x軸的凈截面模量(m3); f———鋼材的抗彎強度設計值(Mpa); γ———型鋼截面塑性發展系數;[整體穩定驗算]計算方法：Bishop法應力狀態：有效應力法條分法中的土條寬度:1.00m滑裂面數據圓弧半徑(m)R=14.500圓心坐標X(m)X=-1.890圓心坐標Y(m)Y=8.346整體穩定安全系數Ks=3.251>1.30,滿足規范要求。[抗傾覆穩定性驗算]抗傾覆(對支護底取矩)穩定性驗算: Mp——被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩,對于內支撐支點力由內支撐抗壓力 決定;對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。 Ma——主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。工況1： 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內撐 0.000 Kov=5.410>=1.200,滿足規范要求。工況2： 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內撐 150.000 Kov=6.239>=1.200,滿足規范要求。工況3： 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內撐 150.000 Kov=2.256>=1.200,滿足規范要求。安全系數最小的工況號：工況3。 最小安全Kov=2.256>=1.200,滿足規范要求。抗傾覆(踢腳破壞)穩定性驗算:繞最下道支撐或錨拉點的抗傾覆穩定性驗算,多支點參考《建筑地基基礎設計規范GB50007-2011》附錄V單支點參考《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-20124.2.2節 ∑MEp——被動區抗傾覆作用力矩總和(kN.m/m); ∑MEa——主動區傾覆作用力矩總和(kN.m/m); Kt——帶支撐樁、墻式支護抗傾覆穩定安全系數，取Kt≥1.200。工況1：此工況不進行抗傾覆穩定性驗算!工況2： Kt=7.017>=1.200,滿足規范要求。工況3： Kt=3.389>=1.200,滿足規范要求。安全系數最小的工況號：工況3。 最小安全Kt=3.389>=1.200,滿足規范抗傾覆要求。[抗隆起驗算]1)從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩定性，結果如下： 支護底部，驗算抗隆起：Ks=(21.000×6.000×18.401+5.000×30.140)/(21.000×(5.000+6.000)+30.000)=9.461 Ks=9.461≥1.600，抗隆起穩定性滿足。2)坑底抗隆起按以最下層支點為轉動軸心的圓弧條分法計算，結果如下： Ks=2.477≥1.900，坑底抗隆起穩定性滿足。[嵌固深度構造驗算]根據公式:嵌固構造深度=嵌固構造深度系數×基坑深度=0.300×5.000=1.500m嵌固深度采用值6.000m>=1.500m,滿足構造要求。[嵌固段基坑內側土反力驗算]工況1： Ps=400.125≤Ep=1503.710，土反力滿足要求。工況2： Ps=400.125≤Ep=1