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理正软件学习指南1

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第二章单元计算

2.1使用手册

单元计算的总界面为:

1.单元计算的操作流程:

设定工作目录--> 进入单元计算--> 选择支护类型-->交互基坑侧壁重要性系数--> 交互原

始数据或读入数据--> 各种计算--> 施工图前处理--> 施工图--> 生成报表--> 数据文件存盘

--> 退出。

2.工作目录

本系统要求设定一个工作目录,计算中所生成的中间文件,原始数据文件,结果文件等均生成在此工作

目录下。

同一个工作目录下可做任意多个单元的计算,只要在系统提示存盘时起不同的文件名即可。

芃单元计算的支护类型有排桩、连续墙、水泥土墙、土钉墙、天然放坡五种。支护结构选型可参照《规
3.支护类型

范》3.3。可通过下列工具条切换,也可通过菜单切换。

4.基坑侧壁重要性系数

蒁可参照《规范》3.1,在下图所示的工具条中交互。

5.数据保存

单元计算的数据可以保存到磁盘上。

原始数据:系统规定文件名为*.DYD

计算结果数据:保存与原始数据同名的*.DYA文件中;

包括内力计算结果、选筋结果及其它计算结果。

数据文件的读、写通过“文件”菜单中的“读入数据...、“保存数据...功能实现。

6.显示控制

可通过“显示控制”菜单中的功能打开或关闭工具条、状态条;

也可调整图形窗口与交互窗口的大小;




还可调整图形窗口中图的显示状态。

1.排桩设计的操作流程:

基本数据交互-->嵌固深度计算-->结构计算-->截面计算-->锚杆计算-->抗倾覆验算-->整体稳

定性验算-->抗隆起验算-->抗管涌验算-->选筋-->锚杆选筋-->冠梁信息-->环梁信息-->生成施工图-->

查看施工图-->生成报表-->查看报表。

因为各个步骤的操作都非常简单,此处不再逐一说明,只将特别注意的几点说明如下。

2.结构计算操作流程。

点“结构计算”,系统自动切换到内力、位移等曲线显示界面,界面上共有四幅图形,分别为土压

力、弯矩、剪力、位移。每一幅图形上都有红蓝两种曲线,分别代表极限平衡法与弹性支点法的计算结果。

由于“极限平衡法”无法算出位移,所以位移曲线中的红色线的值全部为零。

图形下方的工具条如下:

其中,

选择显示结果”:选择显示“极限平衡法”或“弹性支点法”(红蓝)的计算结果;

罿

聿“重新计算”:将重新从第一步开挖开始计算;芁

点“查看土压力”按钮将弹出一个对话框,可在其上查看当时计算工况时的主动、被动土压力。

3.注意下列要点。

(1)当存在地下水时,要求用户在水位面将土分成两层,水位以上输入土的天然重度,水位以下输入土的

饱和重度。

(2)四幅图形中“土压力”所显示的值为桩间距范围内的土压力,而不是单位宽度的土压力;对“极限平

衡法”来说,此土压力为主动、被动土压力迭加后的结果。对“弹性支点法”来说,此土压力为主动土压

力与土弹性抗力迭加后的结果。

(3)四幅图形中“土压力”中所显示的支锚力为单根支锚的支反力,也就是说,如果调整锚杆的水平间距,

则支锚力将发生变化。

(4)点击“查看土压力”后,所查到的土压力为单位宽度的土压力。

4.其它规范。




点“其他规范”菜单项后,将弹出《规程》以外的计算方法界面,在此界面上,用户可以作多方面

的选择,以适应各地不同的情况,这些选择为:

(1)可以为“极限平衡法”、“弹性支点法”选择不同类型的土压力模型。

(2)作弹性分析时,除m法以外,用户还可选择CK法模型。

(3)用户可以通过“主动土压力修正系数”、“被动土压力修正系数”“水压力调整系数”对土压力进行调整。

(详见技术条件)

罿(4)作其他非规范计算时,用户拥有更加灵活的各种调整系数。

连续墙设计的操作流程与排桩完全相同。

1.水泥土墙设计的操作流程为:

基本数据交互-->嵌固深度计算-->墙厚计算-->结构计算-->截面计算-->抗倾覆验算-->滑移验

-->整体稳定性验算-->抗隆起验算-->抗管涌验算-->生成施工图-->查看施工图-->生成报表-->

看报表。

螆必须注意必须先算嵌固深度,再算墙厚,因为前者影响后者。

2.结构计算操作流程。

算结果。由于“极限平衡法”无法算出位移,所以位移曲线中的红色线的值全部为零。图形的下方的工具

条如下:

其中,“选择显示结果”:可选择显示“极限平衡法”、“弹性支点法”(红蓝两种)计算结果;点

击“重新计算”:将重新从第一步开挖开始计算;点击“查看土压力”:将弹出一个对话框,可在其上查

看当前计算工况时的主动、被动土压力。

3.注意下列要点。

(1)当存在地下水时,要求用户在水位面将土分成两层,水位以上输入土的天然重度,水位以下输入土的

饱和重度。

(2)四幅图形中“土压力”为单位宽度的土压力;对“极限平衡法”来说,此土压力为主动、被动土压力

迭加后的结果。对“弹性支点法”来说,此土压力为主动土压力与土弹性抗力迭加后的结果。

(3)点击“查看土压力”按钮后所查到的土压力为单位宽度的土压力。



(4)本系统可以考虑矩形与格栅两种截面型式,可点“截面选择”按钮选择。



4.其它规范。

点“其他规范”菜单项后,将弹出《规程》以外的计算方法界面,在此界面上,用户可以作多方面

的选择,以适应各地不同的情况,这些选择为:

(1)可以为“极限平衡法”“弹性支点法”选择不同类型的土压力模型。

(2)作弹性分析时,除m法以外,用户还可选择CK法模型。

(3)用户可以通过“主动土压力修正系数”、“被动土压力修正系数”“水压力调整系数”对土压力进行调整。

(4)作其他非规程计算时,用户拥有更加灵活的各种调整系数。

1.土钉墙设计的操作流程为:

基本数据交互-->局部抗拉设计-->整体稳定设计-->土钉选筋-->生成施工图-->查看施工图

-->生成报表-->查看报表。

2.局部抗拉设计操作流程。

开挖的破裂面位置,所需土钉长度。图形下方的工具条如下:
蚃点“局部抗拉设计”按扭后,系统自动切换到局部抗拉设计显示界面,界面上图形显示出每一步

3. 整体稳定设计操作流程。个施工工况。

点“整体稳定设计”按扭后,程序弹出对话框,提示输入基坑底面以下稳定计算截止的深度以及

土钉允许的最大长度,确定后,自动切换到整体稳定设计显示界面,界面上图形显示出每一步开挖的滑裂

面圆心、半径、滑裂面位置,所需土钉长度及土钉内力设计值。图形下方的工具条与局部抗拉设计相同。

4.注意下列要点。

(1)当存在地下水时,要求用户在水位面将土分成两层,水位以上输入土的天然重度,水位以下输入土的

饱和重度。

(2)无论是局部抗拉设计,还是整体稳定设计,在各个土层分界面处,均作为一个施工工况考虑。

(3)施工图的土钉长度程序自动取“局部抗拉计算”与“整体稳定计算”两种结果的较大值。

5.其它规范。

肃点“其他规范”菜单项后,将弹出非《规程》计算方法界面,在此界面上,用户可以随意改动土钉

的长度,系统将根据用户给定的土钉长度计算局部抗拉、整体稳定安全系数。界面显示及操作过程与前述
相同。



1.天然放坡设计的操作流程为:

基本数据交互--> 稳定计算-->生成施工图-->查看施工图-->生成报表-->查看报表。

2.稳定计算操作流程。

点“稳定计算”按扭后,系统先提示输入基坑底面以下稳定计算截止的深度,然后切换到稳定计算显示界面,界面上图形显示出每一个危险的滑动面位置、圆心、半径、安全系数。

2.2技术条件

1.弹性计算中采用的主动土压力与被动土压力:

“矩形分布模式”就是《规程》3.4所述之水平荷载标准值,这种土压力模式开挖面以下主动土压力计算方法与开挖面以上计算方法不同;“零分布模式”与“矩形分布模式”相比,只是在基坑开挖面以下取零;“一般分布模式”就是通常采用的土压力模式,开挖面以上土压力计算方法与“矩形分布模式”相同,而开挖面以下主动土压力计算方法与开挖面以上计算方法也完全相同。

另外,弹性计算时,土压力荷载中不包括被动土压力。

2.极限平衡法计算中采用的主动土压力与被动土压力:

2.超载对主动土压力的影响:螈
3.5所述之水平荷载、抗力标准值。

参见《规程》

3.放坡对主动土压力的影响:

《规程》中未具体规定放坡对主动土压力影响的计算方法,本系统中放坡对主动土压力的影响见下图。

其中q1为放坡坡脚标高处由于放坡引起的土自重压力。当为多级放坡时,每一级放坡按上述原则单独考虑,不考虑放坡之间的相互影响。因为放坡引起的土压力变化与超载引起的土压力变化算法不同,因此,当用超载模拟放坡时,将得不到相同的结果,采用超载模拟时的土压力结果偏小。

1.嵌固深度计算:

虿参见《规程》4.1。另外,在两道以上支锚时,可以考虑工程桩的影响,具体计算原理与土钉墙中整体稳定计算中超前花管完全相同。

2.结构计算



“极限平衡法”计算理论参见《规程》4.2

“弹性支点法”计算理论参见《规程》附录B

计算时还引入以下几个假定:

(1)支锚点的侧向位移不可逆转,即每一工况计算的支锚点位移不能小于前一阶段计算结果,也不能出现

反向位移。

(2)回填阶段,地下室楼层位置作为支点,其位移保持不变。

3.截面计算

(1)正截面受弯承载力计算:见<<规程>>附录D

注意:本程序未考虑集中配筋。

(2)斜截面抗剪承载力计算

将图形截面简化成内接正方形后,按矩形截面抗剪计算.

薀截面条件 V≤0.25fcbho/1000

V——截面组合剪力设计值(kN)

V=1.25Υ0Vc

0——基坑侧壁重要性系数;

Vc——计算得到的剪力标准值(kN)

fc——砼轴心抗压强度设计值(N/mm2)

b——截面宽(mm)

ho——截面有效高度(mm)ho=has

as——钢筋重心到桩外边缘的距离(mm)

4.锚杆计算

计算方法见<<规程>>4.4

5.抗倾覆验算





计算方法见<<规程>>4.1。抗倾覆安全系数k为:

Mp---- 被动土压力及锚杆力对桩底的弯矩;

Ma---- 主动土压力对桩底的弯矩。

6.整体稳定性验算

系统提供了瑞点条分法、简化Bishop法、Janbu法三种方法(Janbu法有时迭代不收敛是正常)。土条

重力取法有两种,即所谓总应力法、有效应力法。有效应力法扣除滑动面处的孔隙水压力。

(1).瑞典条分法(即《规范》简单条分法)

式中:

k——抗倾覆安全系数;

Mk——抗倾覆弯矩(kN-m/m),相对滑移中心弯矩;

n——滑动体分条数; Mq——倾覆弯矩(kN-m/m),相对滑移中心弯矩;

Wi——i土条重;Wi = ibi 莀——基坑侧壁重要性系数;

Ui----i土条所受浮力(既孔隙水压力),当采用总应力法时取零。

bi——i分条宽度(m)

i——i分条土加权平均重度(kN/m3)

Ci——i分条滑裂面处土体固结快剪粘聚力标准值(kPa)

i——i分条滑裂面处土体固结快剪内摩擦角标准值()

i——i分条滑裂面处中点切线与水平面夹角()

Li——i分条滑裂面处弧长(m)

q0----i 分条上部的超载。



莈注意:一般情况,安全系数K≥1.3。具体K 值,可根据当地的具体情况确定。



另外,当有工程桩时,可以考虑工程桩的影响,具体计算原理与土钉墙中整体稳定计算中超前花管

完全相同。

(2).简化Bishop

罿Bishop1995年提出一个考虑土条侧面力的土坡稳定分析方法。

假定条件:土是匀质而各向同性的;滑移土体是一个刚体;按平面问题考虑;条块间既有水平作用力又

有切向力。计算表达式:

其中,

---- I块土条两侧切向力的合力;

在求解过程中,由于未知,故假定其为0,即为简化的Bishop法。

(3).Janbu

计算表达式:

(1)、根据同济大学汪炳鉴先生的建议公式:蒃7.抗隆起验算

ks——抗隆起稳定性计算的安全系数,一般情况,安全系数为[ks]=1.5;蚆式中:

Υ1——基坑底面到桩()底面处土层的加权平均重度(kN/m3);地下水位以上取土的天然重度(kN/m3);地下

水位以下取土的浮重度(kN/m3)

Υ2——()顶面到桩()底面处土层的加权平均重度(kN/m3);地下水位以上取土的天然重度(kN/m3);

下水位以下取土的浮重度(kN/m3)

D——()的入土深度(m)

H——基坑的开挖深度(m)

q——未开挖侧顶面的地面超载(kPa)

Nq,Nc——地基极限承载力系数.根据不同地基承载力公式.选用不同的计算方法。

本系统采用普朗德尔和太沙基两种公式分别计算。



膃根据普朗德尔(Prandt1)地基承载力公式:



对于特殊情况:

c0时,仍采用上式。

当=0时:

Nq=1.0

Nc=5.14

根据太沙基(Terzaghi)地基承载力公式:

对于特殊情况:

c0时,仍采用上式。

当=0时:

Nq=1.0

蒄——桩()底面处土的内摩擦角() Nc=5.71

(2)、基坑隆起计算芃c——()底面处土的粘聚力(kPa)

δ——基坑底面向上位移(mm)

n——从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;

ri——i层土的重度(kN/m3);地下水位以上取土的天然重度(kN/m3);地下水位以下取土的饱和重度

(kN/m3)

hi——i层土的厚度(m)

q——基坑顶面的地面超载(kPa)

D——()的嵌入长度(m)

H——基坑的开挖深度(m)

c——()底面处土层的粘聚力(kPa)

——桩()底面处土层的内摩擦角()





r——()顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3)

注:

对于c=0或=0或同时为0时不计算基坑降起。

基坑允许的位移量,一般取[δ]=5/1000H

一般工程:[δ]=5~100mm

重要工程:[δ]=0~50mm

8.抗管涌验算

计算表达式:

式中:

ks——抗管涌的安全系数;

r'——土在Dhw范围的加权平均浮重度(kN/m3);袇——地下水位到桩()底面处第i层土的浮重度(kN/m3)

hi——i层土的厚度(m)

hw——从基坑底面到地下水位的距离(m)

D——()的嵌入长度(m)

同时,ks应满足下式:

rw——水的重度(kN/m3)

取上两式中较小的ks为抗管涌的最小安全系数,一般情况取[Ks]1.5

配筋按单位宽度(每米)矩形梁计算,采用的是钢筋砼结构设计规范方法。其它计算完全与排桩相同。

1.嵌固深度计算

计算方法见<<规程>>5.1。另外,当有工程桩时,可以考虑工程桩的影响,具体计算原理与土钉墙中整

体稳定计算中超前花管完全相同。 2.墙厚计算



计算方法见<<规程>>5.2。需要注意必须先算嵌固深度,再算墙厚,因为前者影响后者。

3.结构计算(完全与排桩相同)

4.截面验算

对截面的压应力和拉应力进行验算,计算方法见<<规程>>5.3

5.抗倾覆验算(完全与排桩相同)

6.滑移验算

抗滑移安全系数ks为:

F——墙底与土之间的抗滑力(kN)

F=(W-u)×μ

W——水泥土墙重量(kN)

μ——水泥土墙底面与土的摩擦系数。莄u——水的浮力(kN)

7. 整体稳定性验算(完全与排桩相同)Ea,Ep——分别为水泥土墙的主动、被动水平压力的合力(kN)

8.抗隆起验算(完全与排桩相同)

9.抗管涌验算(完全与排桩相同)

10.墙体位移计算时,假定墙底面作用有土的抗力,利用“m法计算其土的抗力的大小。

注意:水泥土墙计算时,先计算墙的嵌固段长度,再计算墙宽。

1.整体稳定计算

参照规程土钉墙,另外考虑有超前花管的土钉计算问题:

计算公式

式中除第三项处,符号意义同规程土钉墙。



-----设置竖向花管的种类数;



坡顶面为一种

坡面为一种

基坑底面为一种

-----k种花管类型中的花管个数;

------k种花管的强度发挥系数

------k种花管类型中,第j1根花管的滑移面外部的抗拉强度标准值(kN)。

------k种花管类型中,第j1根花管与水平面夹角(度)。

------滑面中点切线与水平面的夹角。

-------kj1花管处的土体固结快剪内摩角标准值(度)。

------k种花管类型中,第j1根花管的水平间距(m)。

薂对于本土钉竖向间距的范围内:一种土取,二种土在土钉上下0.3m范围内有多层土时,取低值。否
膈关于与的确定

2.局部抗拉计算

荿基本与规程方法相同,请参照规程土钉墙。另外存在放坡时,土压力的计算遵循下列原则:则,取土钉所在的土层的值。

第一根拉杆的水平土压力:积分

S0S K= 0.0

S0S K= 1.0

第二根土钉受的拉力为:积分

稳定计算采用“简单条分法”(瑞典条分法)。也可考虑工程桩的作用。

第三章整体计算

3.1使用手册

莂协同计算的操作流程为:


衿设定工作目录 -->方案选择-->网线布置 -->岩土信息-->基坑布置 -->冠梁支撑-->协同计算 -->施工图



-->统计标书。

注意:其中岩土信息是可选的步骤,如不进行三维的场区土分析,则不做此步骤。

本系统要求设定一个工作目录,计算中所生成的中间文件,原始数据文件,结果文件等均生成在此工作

目录下。一个工作目录下只能作一个工程,但一个工程可包括多个方案,各个方案数据都存放在此工作目

录下的子目录中。但要注意:岩土信息文件为各个方案公用,存放在工作目录下。如工作目录为

C:\WORK\,则第一个方案存放在C:\WORK\FA-1\,第二方案存放在C:\WORK\FA-2\,岩土信息文件存放

C:\WORK\,等等。

方案选择的界面如下图:

1.当前方案:

在此列表框中选择当前所要计算的方案,选定后,后续所有操作均针对当前方案进行。

2.增加方案:

采用此功能新增一个方案,新增的方案自动变成当前方案。

蚇采用此功能删除当前方案。 3.删除方案:

4.复制方案:

5.当前方案备注:

每一个方案的简短说明,输入后,将出现在方案列表里,供用户选择方案时参考。

6.支撑道数:

注意,支撑道数不包括冠梁。

“网线布置”的目的是将基坑边线用分段的网线绘制出来,供“基坑布置”使用。此网线可布置在墙的

内边线上或排桩的内侧,也可布置在墙和排桩的中心线上,布置在哪个位置对计算结果都影响不大,用户

可根据实际情况具体决定。“网线布置”的操作流程参见附录1

用于录入地质勘察报告所提供的的岩土物理力学综合指标,确定每个钻孔位置及土层,连接地剖线,

查看空间任意点的土层分布。由控制、土层参数、钻孔编辑、地剖线编辑、辅助、帮助多项功能组成。操

作步骤如下: (1)点“交互土层参数”按钮,在对话框中交互场地内所有土层的参数。



(2)点“布置钻孔”按钮,在界面中布置钻孔。

(3)点“交互或修改钻孔柱状”按钮,在对话框中交互各个钻孔的土层及厚度。

(4)点“布置地剖线”按钮,在界面中连接地剖线。

(5)点“查看已知地剖线”按钮,查看已知地剖线的地剖图。

(6)点“查看任意地剖线”按钮,查看任意地剖线的地剖图。

(7)退出”前,根据系统提示决定是否保存数据。

各项操作详细步骤如下:

1、控制

用于打印控制,退出等,包括打印、打印预览、打印设置、退出4个子项。

1.1、打印

蚃用左键选择菜单项,在对话框中选择设置后,点【确认】发送信息。葿用于打印当前屏幕全部内容。

薈用于打印前对全图进行浏览查看。羁1.2、打印预览

用左键选择菜单项后,屏幕出现一张“白纸”,白纸上显示要打印的简图,可点【放大】、【缩小】进行查

看,也可直接点【打印】出图。不打印的话,点【关闭】退出。

1.3、打印机设置

用于设置打印机(或绘图仪)的型号、打印范围、打印纸类型等。

用左键选择菜单项,在对话框中选择设置后,点【确认】结束。

1.4、退出

用于返回总控界面。

用左键选择菜单项即可。

2、土层参数


莆用于交互本场区所有土层的物理力学指标和参数。用左键选择菜单项,在对话框中录入土层并交互



土层物理参数;最后点【确认】结束。注意土层主、亚层编号不能重复。

3、钻孔编辑

用于钻孔的定位及土层的输入,布置钻孔、删除钻孔、移动钻孔、修改孔号、钻孔柱状、钻孔整体

平移、钻孔整体旋转多个子项。

3.1、布置钻孔

用于布置一个新钻孔。

选择菜单项,然后用左键确定钻孔所在位置即可。布置时,可采用单点定位工具条上所提供的多种方式

精确定位。

3.2、删除钻孔

用于删除一个已有钻孔。

选择菜单项,然后用左键选择钻孔,然后系统提示是否真要删除此钻孔,选则【是】或【否】后,操作

结束。

3.3、移动钻孔 肁用于移动一个已有钻孔。

移动时,可采用单点定位工具条上所提供的多种方式精确定位。蚇3.4、修改孔号

用于修改一个已有钻孔的编号。

选择菜单项,然后用左键选择钻孔,在对话框中输入孔号,最后点【确认】结束。

3.5、钻孔柱状

用于输入已有钻孔的土层柱状信息。

选择菜单项,在对话框中对照示意图,输入土层柱状,最后点【确认】结束。要注意土层编号必须满足

从上到下递增,否则在退出此对话框时,将提示输入有误。

3.6、钻孔整体平移

螈用于将所有钻孔位置平行移动。

肈选择菜单项,然后点两点确定移动的矢量即可。此命令操作时,所输入的地剖线也一同移动。



3.7、钻孔整体旋转。

用于将所有钻孔位置绕某点做旋转。

选择菜单项,点一点确定旋转的基点,然后在对话框中交互旋转的角度,点【确认】结束。此命令操作

时,所输入的地剖线也一同旋转。

4、地剖线编辑

用于编辑地剖线,查看剖面图,包括布置地剖线、删除地剖线、修改地剖线编号、查看已知地剖面、

查看任意地剖面多个子项。

4.1、布置地剖线

用于连接地剖线。

选择菜单项,按顺序选择地剖线上的钻孔,最后点右键结束。

注意,地剖线不能任意交叉,及交叉点上必须有一个钻孔。

4.2、删除地剖线

操作结束。莀

4.3、修改地剖线编号

用于修改一条已有地剖线的编号。

选择菜单项,然后用左键选择地剖线,在对话框中输入线号,最后点【确认】结束。

4.4、查看已知地剖面

用于查看已有地剖线上的地剖面。

选择菜单项,然后用左键选择地剖线,在对话框中即可查看地剖图,最后点【确认】结束。

4.5、查看任意地剖面

薆用于查看任意两点之间连线上的地剖面。

莅选择菜单项,然后用左键点两点,确定剖面位置,在对话框中即可查看地剖图,最后点【确认】结

束。



5、辅助

只包括指北针定向一个功能。

用左键选择菜单项后,交互转角后,点确认即可。

“基坑布置”完成基坑支护结构的布置。协同计算时考虑的支护类型有排桩和连续墙;水泥土墙、土钉

墙、天然放坡三种不参与协同计算。本系统中,要求支护构件分区布置,即要求将基坑边线按计算条件的

不同分成不同的区,每一个计算分区取相同的支护形式和参数,包括岩土信息、嵌入深度等。

“基坑布置”的操作步骤主要为:选择当前计算分区号-->指定计算分区-->分区数据定义。除此之外,

还提供了删除计算分区、指定单元岩土数据等功能。

1.选择当前计算分区号

在下图所示的列表框中选择当前计算分区号。

2.指定计算分区

螁操作方法为:首先选择要指定为一个区的网线(边界网线),选定后,点鼠标右键确认,则所选网线的区

“指定计算分区”将基坑边线划分成不同的计算区;

示示意图。号被设定为当前的计算分区号,屏幕将重画,动态显示基坑布置情况。

选择网线可采用单选、矩形窗口选、多边形选,操作方法与AutoCAD基本相同。详细的操作方法可参见

附录1中有关的描述。

注意:基坑边线的分区需要封闭,即每一段基坑边线都需要指定支护形式,否则后续计算将不能进行。

3.分区数据定义

“分区数据定义”的作用是定义每一个计算分区的数据。点菜单或按钮或均可。分区数据定义的操作与

单元计算完全相同。此处不再重复。操作时,请注意下列问题:

(1)可通过下列工具条切换当前计算分区。

(2)协同计算时的支锚信息取内支撑的具体位置,并且不考虑拆除锚杆与建地下室的情况。因此,“

蕿分区数据定义”中的支锚信息、地下室信息,冠梁信息对后续计算不起作用。另外,水泥土墙、土钉墙、
天然放坡三种不参与协同计算,其数据只影响工程量统计,施工图等。


(3)如果需要在后面作“施工图”、“工程量统计”,则在分区数据定义时,对每一个区作下列步骤操作,生



成支护结构构件的施工图、标书中所要插入Word文档中的图形。

当为桩墙时:结构计算-->包络图-->截面计算-->锚杆计算 -->选筋-->锚杆选筋-->冠梁信息-->环梁信

-->生成施工图;

当为水泥土墙时:结构计算-->截面计算-->生成施工图;

当为土钉墙时:局部抗拉设计-->整体稳定设计-->土钉选筋-->生成施工图;

当为天然放坡时:稳定计算-->生成施工图;

4.删除计算分区

“删除计算分区”将删除基坑边线计算区的划分,操作方法为:首先选择网线,选定后,点鼠标右键确

认,则所选网线的区号被删除。

5.指定单元岩土数据

“指定单元岩土数据”可得到任意点的岩土柱状信息,并将岩土参数自动向用户指定的计算分区传递。

后弹出的对话框中,再点“确认”后,选择所要替换岩土信息的计算分区号,则所指定的计算分区岩土数

据被替换。
羂操作方法为:首先用“左键”确定能代表某一计算分区岩土信息的位置点,则此点的岩土信息显示于随

辅助等功能。详细操作过程参见附录1。莁“冠梁支撑”完成冠梁和各道内支撑的布置。

1.可通过下列工具条切换内支撑和冠梁层,并且可进行层间复制。

2.一般情况下不需要布置约束,约束用于模拟一些特殊情况,如模拟墙的侧向摩擦刚度等,有关这方面

的描述参见技术条件。

3.一般情况下不需要施加荷载,荷载主要用于模拟预应力,以及通常计算模型不能模拟的情况,有关这

方面的描述参见技术条件。

4.当所分析的工程有冠梁时,请将冠梁布置在冠梁层上;当无冠梁时,冠梁层不要布置任何构件即可。

冠梁层的网线就是基坑布置时所用网线,因此,当布置冠梁时改变网线布局时,必须重新做基坑布置。

5.协同计算时力的传递过程:

膅土压力 --> 桩或墙--> 腰梁 -->支撑。因此,当支撑直接支于墙或桩上时,二者之间将不能传力(如下图)

袂注意:布置内支撑时,必须在桩墙与支撑之间布置腰梁。



6.本系统不要求各层内支撑布置完全对应,但要求基坑边缘线不变。否则,上述所说的传力关系将不能

实现。

如,下列情况是容许的:

协同计算的总界面为:

“协同计算”完成支护体系的内力、配筋等计算。操作步骤主要为:计算-->计算结果查询-->计算书。

1.界面特征

(1)设置“计算”、“查询计算结果”和“计算书”三种状态,进入时为“计算”状态(见下图)

(2)分别点“计算”、“查询计算结果”和“计算书”按扭可切换状态。

(3)在“计算”状态下完成计算工作。

(4)在“查询计算结果”状态下对计算或验算结果进行查询。

2.查询有关问题 (5)在“计算书”状态下完成计算书的生成和编辑工作。

薃结果,这五项选择分别是:工况、层、主项、分项、显示内容选择。蚅(1)在各种查询状态下,有五项选择影响到图形和文字查询窗口的显示

工况包括:控制情况,每一次开挖。

层包括:支护构件,冠梁层,每一层内支撑。

主项包括:内力、位移、配筋、超筋超限、构件编号,构件尺寸。

分项包括:

控制情况可以查询:

腰梁支撑:

内力:弯矩、剪力、轴力


位移:X 向、Y

配筋:纵筋、箍筋





超筋:

支护构件:

内力:桩弯矩、桩剪力、墙弯矩、墙剪力

位移:桩位移、墙位移

配筋:桩纵筋、桩箍筋、墙纵筋、墙抗剪筋

超筋:桩超筋、墙超筋

每一步开挖可以查询:

腰梁支撑:

内力:弯矩、剪力、轴力

位移:X 向、Y 向、矢量方向

配筋:纵筋、箍筋

超筋:


支护构件:
其中,内力位移曲线包括如下子项(在显示内容选择中选择)
计算单元的法线方向
冠梁位置处位移
k 层内支撑位置处位移
冠梁位置处支反力
k 层内支撑位置处支反力
冠梁位置处刚度

k 层内支撑位置处刚度


位移:桩位移、墙位移





配筋:桩纵筋、桩箍筋、墙纵筋、墙抗剪筋

超筋:桩超筋、墙超筋

(2)快速查询

在各种查询状态下,可在图形窗口中双击某个构件,文字窗口将自动滚动到选中构件的相关信息位置;也可在文本窗口中双击某一行文字,图形窗口自动将选中文字信息所代表的构件平移到图形窗口。

(3)图文混排的计算书

编辑计算书时,可在文件中插入各种简图,操作方法同中文WORD的相应方法,计算书文件的扩展名为“RTF,在中文WORD及其它编辑器中都可进行编辑。

(4)DXF图形文件

利用“显示图形存为DXF文件”功能,可将当前屏幕上的简图存为DXF格式的图形文件,该文件可在AutoCAD12.0以上的版本中进行编辑。

(6)可以通过菜单命令“查看桩墙内力位移土压力曲线”查看指定桩墙单元在某一步开挖时的桩身、墙身
(5)内力正方向请参考技术条件。

内力、位移、土压力曲线。此曲线的查询状态为:n次开挖-->支护构件-->内力-->内力位移曲线。在其它

查看界面如下:

芇另外,在此查询状态时,可查看平面上各支点的支反力、位移、支撑刚度等,可通过下列对话查询状态时此菜单项变灰。

框选择。

3.菜单命令操作说明

(1)计算操作

(1-1)深基坑支护体系协同计算

用于协同计算。点此命令后,弹出计算参数输入对话框,要注意其上的内力调整系数只对配筋计算起作用。如果此工程的支护构件中有连续墙,则随后又弹出一对话框如下图显示。

膃通过此对话框,用户可以选择协同计算时墙的分析精度,即墙的剖分单元长度。此长度将影响计算速度和墙的计算精度,当基坑规模较小时对墙和内支撑结果影响很大,当基坑规模较大时只对墙的结果影响较大。一般情况下取1--2米,太大将造成误差,太小将增大计算工作量。当只关心内支撑时,可取较大的值,以加快计算速度。有关这方面内容,请参见技术条件-连续墙的有关问题。

另外,在总计算界面上,还有一个立面图显示窗口,通过此窗口,可以查看各个计算分区的支撑布
置情况,还可以交互各个区的单元侧向刚度调整系数。单元侧向刚度调整系数的使用是一个非常关键的问



题,当取0时为不考虑单元侧向刚度,当取1.0时则按程序内部计算结果所得的单元侧向刚度,用户也可

根据经验调整此数,对侧向刚度进行调整。在无经验的情况下取默认值1.0即可。请参见技术条件--单元

侧向刚度。

(1-2)显示简图存为DXF文件

用于将当前屏幕显示的计算简图按DXF图形文件格式保存。该文件可以在AutoCAD等图形编辑系

统中查看。

用左键选择菜单项,在输入框中输入要保存的DXF图形文件名称,点【保存】结束。

(2)图形查询

(2-1)查找指定编号构件

用于在计算简图上迅速查到指定编号的构件。

用左键选择菜单项,在对话框中输入构件编号,点【确认】后,指定编号的构件被一个白框包围显

示在屏幕上。

袀用于设置计算简图上的显示内容、字符高度及构件显示的亮度。莂 (2-2)设置显示结果

编辑字符的高度。

(2-3) 查看桩墙内力位移土压力曲线

查看指定桩墙单元在某一步开挖时的桩身墙身内力、位移、土压力曲线。此曲线查询状态为:n

开挖-->支护构件-->内力-->内力位移曲线。在其它查询状态时此菜单项变灰。

(3)文字查询

用于在文字查询窗口中查阅构件等信息及保存文本文件,包括查找指定编号构件、查找指定行号信

息、查找指定字符串、显示文字存为文本文件4个子项。用左键点一下右(或下)方的文字查询窗口,使其

激活。只有在文字窗口被激活时,才能进行相应的操作。在某个构件编号上双击左键,简图中该构件周围

立即出现一个白框。

(3-1)查找指定编号构件

用于在显示屏上迅速查到指定编号的构件信息。

蝿用左键选择菜单项,在对话框中输入构件编号,点【确认】后,指定的构件信息立即移到显示屏的

最上方。



(3-2)查找指定行号信息

用于在显示屏上迅速查到指定行号的信息。

用左键选择菜单项,在对话框中输入文字行号,点【确认】后,指定行的信息立即移到显示屏的最

上方。

(3-3)查找指定字符串

用于在显示屏上迅速查到指定的字符串。

用左键选择菜单项,在对话框中输入要查找的一组字符(汉字),点【查找下一个】后,立即开始从当

前光标位置向后检索,当检索到指定的字符串后,该字符串变黑显示。继续点【查找下一个】,不断检索

出新的指定字符串。

(3-4)显示文字存为文本文件

用于将当前屏幕显示的文字信息按指定的文件名保存,文件格式(扩展名)TXT

用左键选择菜单项,在输入框中输入文本文件名,点【保存】结束。

(4) 显示控制

示开关9个子项。

(4-1) 双窗口并列显示

用于选择图形和文字查询两个窗口并列显示状态,该状态是查询接口结果的默认状态,在图形查询

窗口标题行上标出查询内容,在文字查询窗口标题行上标出文本文件名。

用左键选择菜单项即可。

(4-2)左右切分窗口显示

用于选择将查询窗口一分为二,图形查询在左,文字查询在右的显示状态。

用左键选择菜单项即可。

(4-3)上下切分窗口显示

芀用于选择将查询窗口一分为二,图形查询在上,文字查询在下的显示状态。

蒈用左键选择菜单项即可。



(4-4)工具条开关

用于恢复屏幕上方工具条的显示,在工具条上分别列有选择显示主项和分项的下拉列表框。除非用

户进行了某些操作,在缺省状态下工具条不会消失。

用左键选择菜单项即可。

(4-5)状态行开关

用于选择屏幕下方状态提示行的显示与否。

用左键选择菜单项即可。

(4-6)图形查询窗口开关

用于图形查询窗口的动、静态转换。在静止状态下,计算简图上的显示结果不随查询选项的改变而

更新,这样可以缩短文字显示结果更新的时间;在活动状态下,显示结果将即时更新。

用左键选择菜单项即可。

羃用于文字查询窗口的动、静态转换。在静止状态下,文本上的显示结果不随查询选项的改变而更新,
(4-7)文字查询窗口开关

(4-8)计算信息窗口开关这样可以缩短图形显示结果更新的时间;在活动状态下,显示结果将即时更新。

用于调出或关闭计算信息窗口。计算的中间过程和提示信息将随着计算的进展动态显示。

用左键选择菜单项即可。

(4-9)浏览器开关

用调出或关闭浏览器窗口,只要在浏览器中的全景计算简图中某一位置点一下,该位置随即出现一

个白色小方框,在图形显示窗口中,计算简图以相应位置为中心放大显示。

用左键选择菜单项即可。

(5)计算书

(5-1) 生成计算书



肇用于生成计算书。



用左键选择菜单项,在对话框中选择计算书中要包括的内容,点【确认】后自动生成。

(5-2)打开计算书

用于打开和编辑计算书。

用左键选择菜单项即可。

在“施工图”模块中,可以生成、查看各种施工草图,用户可在草图的基础上,作少量修改而成为

正式的施工图。包括以下内容:

生成施工图:

生成基坑平面布置图,

生成冠梁施工图,

生成内支撑施工图,

生成支护结构施工图,

蚈查看施工图: 蚆查看基坑平面布置图,

查看冠梁施工图,

膂查看内支撑施工图,

查看支护结构施工图,

因为操作都十分简单,此处不再详述。需要说明的是,支护结构施工图在“基坑布置”中的“分区

数据定义”操作时生成,此处只是将其调出查看。

在“统计标书”模块中,用户可以对当前方案的工程量和造价作一快速预测,也可快速生成一份投标书,

此投标书是在Word中生成的。基本操作步骤为:

交互材料单价--> 统计工程量-->生成标书。

1.交互材料单价

界面如下图所示。需要说明的是,内支撑和冠梁中钢材的用量未按实际计算结果,而是让用户给出一

个配筋百分率。 2.统计工程量



点“统计工程量”按钮后,工程量数据显示于右侧窗口中,如下图所示。

3.生成标书

点统计“生成标书”按钮后,将弹出对话框:

本系统中,“生成标书”是以开放的模板方式进行的,也就是说,用户可以根据自己的需求,定义自己的格式,将格式存为模板文件,则可在以后的操作中重复利用。系统默认的模板文件在系统目录中,名字叫nomorl.tpl,如果用户用自己定义的模板替换掉此文件,则以后每次系统进入时,默认模板就是用户自己定义的模板。

(3-1)保存模板

可以将当前定义的模板保存到文件中,以供重复利用。

(3-2)读入模板

可以将模板文件读入,成为当前模板。

(3-3)生成标书

蚁 点此功能后,将按当前模板定义的格式,在Word中自动生成标书。要求在点此功能前,先启动Word
(3-4)段落定义

此处不再赘述。

(3-5)子项定义

可以用此功能定义、修改当前模板、当前段落中的子项的定义,一个段落就是由多个子项组成的。包括增加一项、删除一项、插入一项、拷贝一项到剪贴板、从剪贴板粘贴一项、定义编辑当前子项内容等功能。其中,前五项因为操作非常简单,此处不再赘述。当点“定义编辑当前子项内容”后,弹出对话框:

首先选择子项类型,然后选择子项字体,再交互各个子项的内容。对不同类型的子项操作各不相同:

(3-5-1)字符串

蚄 在“子项当前内容”的编辑框中输入字符串的值,点按钮可将子项当前内容存放于“子项的选择值或提示内容”列表框中,列表框中可存放多个选择,点可删除列表框中的当前项。在列表框中双击鼠标,就可将所击中的项目内容自动填于“子项当前内容”的编辑框中。因此,此列表框是起一个素材库的作用。

(3-5-2) 图形文件



表示需要插入图形文件,用户必须在“子项当前内容”的编辑框中输入图形文件的名字,或点按

钮直接选择。图形文件必须是Word能够认识的文件类型(详见系统提示)。

(3-5-3)预定义图形

(A)单元剖面图

文件名为POU-n.WMF,在“基坑布置”中的“分区数据定义”操作时生成。

(B)单元计算内力图

文件名为NL-n.WMF,在“基坑布置”中的“分区数据定义”操作时生成。

(C)单元施工图

文件名为SGT-n.WMF,在“基坑布置”中的“分区数据定义”操作时生成。

(D)内支撑布置图

文件名为NZC-n.WMF,在“冠梁支撑”中自动生成。

(E)基坑平面布置图 蒀文件名为BuZhi.WMF,在“基坑布置”中自动生成。

(3-5-4)预定义表格

(A) 岩土参数表,不需交互参数

(B)土方量,不需交互参数

(C)单元材料统计表,不需交互参数

(D)内支撑材料统计表,不需交互参数

(E)工程造价表,不需交互参数

4.特别注意:

当采用Word97时,请用户在生成标书前,将“插入”“图片”“来自文件”对话框中的“浮于文字上

方”的选项选为“不浮于文字上方”,然后确认。否则,图片将不能正确定位。

3.2.技术条件 袆采用考虑支护结构、内支撑结构及土空间整体协同作用有限元的计算方法。



有限元方程如下:

([Kn]+[Kz]+[Kt]){W}={F}

式中:

[Kn]----内支撑结构的刚度矩阵;

[Kz]----支护结构的刚度矩阵;

[Kt]----开挖面以下桩侧土抗力的刚度矩阵;

{W}-----位移矩阵;

{F}-----荷载矩阵。

桩墙内支撑体系内力计算显然是个三维分析问题。这一问题的求解是比较复杂的,因为涉及到结构

与土的相互作用概念。如果采用一般的处理方法,即采用三维分析,则存在计算复杂,计算工作量十分巨

大的问题(对每一个桩墙均要剖分很小的单元),因此必须将模型简化,在满足精度的前提下,尽可能减少

计算工作量,使程序更加实用。具体简化的办法如下:

(1)将基坑周边分成几个计算区域,同一计算区域的支护信息相同,地质条件相同.

点上,这是一个一维梁计算问题。(3)单独求解(2) 中的子结构,莇

土压力。

(4)单独求解内支撑系统,将(3)中所得子结构刚度,荷载迭加到内支撑系统,求解后即为最终结果,

这是一个二维梁计算问题。

运用上述方法,可将计算工作量减少几十倍,但丝毫不会丧失计算精度。本程序就是采用此种计算方

法。

1)位移:与总体坐标系同向,单位mm

2)弯矩:从始端到末端,下部受拉为正,上部受拉为负,单位kN-m

3)剪力:从始端到末端,左上右下为正,单位kN

4)轴力:受拉为正,单位kN


支护构件的配筋计算同单元计算;腰梁支撑构件的配筋计算参见《钢筋混凝土设计规范》中的方法,

本系统是按偏拉、压构件的对称配筋计算的,超筋超限与构造条件也参照此规范。



本程序中提供了两种约束条件,一般情况下不需要施加。但在下列情况时,可以酌情施加,使计算条件更加符合实际情况。

(1)当所分析的基坑两侧土压力相差悬殊,则计算结果会产生向土压力小一侧的整体位移偏移。实际上,在这种情况下,土压力较小一侧的土压力已经由主动土压力变为被动土压力,并且桩后原来不需考虑的土也产生了抵抗作用,所以计算的假定条件已经发生偏差。在这种情况下,可以在土压力较小的一侧施加弹性支座,以模拟这种情况。

(2)当所分析的基坑支护结构为连续墙时,由于其侧向刚度非常大,几乎不会发生侧移。但实际计算时,由于两侧土压力相差悬殊,墙的侧向刚度考虑不周,则计算结果会产生向压力小一侧的整体位移偏移。在这种情况下,可以在土压力较小的一侧施加链杆支座,阻止侧移,以模拟这种情况。

(3)当所分析的基坑采用锚杆、内支撑混合支护,或冠梁、内支撑混合支护时,可以运用弹簧模拟锚杆的作用。

(4)当采用非完整的内支撑体系,如一半采用内支撑的桩墙、一半采用土钉墙的基坑,为了消除偏移,可以施加链杆支座,阻止侧移。

本系统中提供了预应力内支撑的分析方法。将预加应力作为节点力施加在内支撑上,就可精确模拟预应力的作用。

莈 协同计算时,对桩或墙来说,不仅存在法向刚度,而且存在切向刚度,而且往往切向刚度还很大,在以往的分析程序中都不考虑这个切向刚度的作用。在对称的情况下,这种假定除在个别情况下造成不稳

到,一般情况下,对于桩,此系数可为1-5,对于墙,此系数可取1-100。下图显示了单桩法向和切向刚度偏差,使计算失真。参见下列情况。

的有关因素。因此在本系统中,可以近似地把切向刚度值求出来,同时容许用户输入切向刚度调整系数,使用户能很方便地考虑切向刚度的作用,程序默认值为1.0

在本系统中,切向刚度就是按照上图的分析计算得出的,计算时开挖面以上土的刚度按一半考虑。当计算墙的侧向刚度时,还考虑了墙底面土的弹性支撑作用。

罿1.横向联系问题:

协同计算时,对墙来说,仅仅将墙沿竖向剖分成一个个单位长度的支护结构,然后按桩的方法考虑,则会存在很多问题。因为忽略了墙的纵向之间的联系。例如,下图所示的采用连续墙的支护结构,一片墙中不同部位的位移、内力都不相同。

蒇 因此,需要考虑连续墙的横向联系,系统中考虑这种联系的方法为:假设在每一道内支撑和冠梁位置处,存在有横向的梁,梁的宽度为墙厚,高度取支撑上下间距各一半,并且不超过2米,对于冠梁位置不超过1米。实践证明,这种方法较好地模拟了墙的横向作用。

2.分析精度问题:
连续墙需要沿纵向分成墙单元,然后参与协同分析,但剖分的长度将影响计算速度和墙的计算精度,当基



坑规模较小时对墙和内支撑结果影响很大,当基坑规模较大时只对墙的结果影响较大。一般情况下取1--2米,太大将造成误差,太小将增大计算工作量。当只关心内支撑时,可取较大的值,以加快计算速度。







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