中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第20页
N3??1?11.89?14.242?11.89?14.24?8.52?195.9?381.48?50.587?8.5221?28.49?8.5222?598.76kN
第三道支撑处墙的弯矩为：
1M3??11.89?(14.24?3.8)3?[195.9?(11.6?3.8)?381.48?3.8]6
??722.72kN?mm（4）第四道支撑内力计算：
继续开挖至基坑底板，此时，k=4，h0k=14.24+1.9=16.14m，h1k=13.5m，h2k=9.5m，h3k=5.7m，h4k=1.9m，代入式（5.12）得：
1132?28.49xm??(11.89?16.14?50.587?28.49?1.9)xm?(11.89?16.14?50.587)?1.9xm321?[195.9?13.5?381.48?9.5?598.76?5.7?1.9?(195.9?381.48?598.76)??11.8921?16.142?(1.9??16.14)]?03
32简化得：9.49xm32.1975xm381.56xm1967.96=0
解得： xm=9.72
将xm代入式（5.11）中得出轴力N4为：
1N4=×11.89×16.142+11.89×16.14×9.72195.9381.48598.7650.587×9.7221 ×28.49×9.7222=400.29kN第四道支撑处墙的弯矩为：
1M4=×11.89×(16.141.9)3[195.9×(13.51.9)+381.48×(9.51.9)+598.76×(5.71.9)]6=1724.81kNm
基坑底部弯矩为：
413M底=ηh0k∑Nihik611=×11.89×16.143(195.9×13.5+381.489×9.5+598.76×5.7+400.29×1.9) 6=2110.35kNm（5）求连续墙墙体的最大弯矩：
设最大弯矩点为距基坑底x高度，则有
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413M?x????h0k?x???Ni?hik?x?，令dM(x)?0，解得 x=-0.06m
61所以墙体的最大弯矩在墙体底面。： Mmax?M底?-2110.35kN?m
连续墙的最大剪力Vmax经过计算比较，确定在第三道支撑下端，紧邻第三道支撑。为：
Vmax12=η(h0kh3k)2N∑13i=0.5×11.89×(16.141.9)2(195.9+381.48+598.76+400.29)
Vmax??502.56kN
图5.5围护结构弯矩/ 支撑轴力图
5.8 支撑强度验算
5.8.1 强度验算
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）,采用钢管内支撑时，支撑的截面承载力按偏心受压构件验算。截面的偏心弯矩除由竖向荷载（支撑自重和施工活荷载，施工活载一般可取4kPa）产生的弯矩外，还应考虑由于安装误差对构件产生的偏心距，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012），偏心距可取支撑计算长度的1/1000。支撑未考虑温度变化引起的影响，本工程中支撑轴向力乘以1.1的增大系数。
轴力最大处为第三道支撑N?598.76kN，进行验算。支撑水平间距为4m，则支撑的验算轴力为：
N?1.1?598.76?4?2636.54kN
基坑宽度为20m，根据规范要求设置中间临时立柱，实际跨度为10m，则计算长度为：l0??l?1.0?10?10m。假定为简支梁计算模型，如图5.6。
MaN3AqMbN3Bl=10m
图5.6 支撑计算简图
根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003），有：
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NMx??fA?xWx
（5.13）
式中 A—净截面面积；
Wx—错误！未指定书签。对x轴的净截面模量； Mx—截面承受的最大弯矩；
N—所计算构件段范围内轴向压力值，N?2636.54kN错误！未指定书签。；
f错误！未指定书签。—钢材的设计抗压强度设计值，Q235钢按f?215N/mm2；
?x—截面的塑性发展系数，圆形截面，取?x?1.15。 Ф609×16钢管的截面性能计算：
?面积：A??(6092?5772)?29792.3mm2
4?惯性矩：I??(6094?5774)?1311.5?106mm4
641311.5?106?4.3?106mm3 截面模量：W??6092?1311.5?106?210mm 回转半径：r?29792.3每米重量：g?77.08?29792.3?106?2.3kN/m
由竖向荷载（支撑自重及施工活荷载）引起的最大弯矩为：
1M1??(4?4?2.3)?102?178.75kN?m
8由于安装偏心产生的弯矩，偏心值为：
11?10e?l0??0.01m，故取e?0.01m
10001000M2?N3e?2636.54?0.01?26.36kN?m 截面最大弯矩：M?M1?M2?171.67?26.36?198.03kN?m 所以有：
MxN2636.54?103198.03?10622????128.54Nmm?[f]?215NmmA?xWx29792.31.15?4.3?106
故支撑强度满足设计要求。 5.8.2 弯矩作用平面内的稳定性验算
根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）压弯构件平面内的稳定性验算用下式进行。
?mxMxN??f （5.14） ?xA?N??xWx?1?0.8'??NEx?式中 N—所计算构件段范围内轴向压力的设计值；
Mx—所计算构件段范围内最大弯矩的设计值；
Wx—弯矩作用平面内的截面模量，Wx?4.3?106mm3；
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l?10000210?47.60?[?]?75； r?EA3.142?2.1?105?29792.3`7'??2.475?10N NEx—参数，NEx?221.1?x1.1?47.6?x—弯矩作用平面内的轴心受压构件的稳定系数，根据?x的值，查表得?x?0.922?x—长细比，?x?2（a类截面）；
?mx—等效弯矩系数，?mx?1.0；
所以有：
2636.54?103?0.922?29792.31.0?198.03?1061.15?4.3?10?(1?0.8?62636.54?1032.475?107?125.01Nmm2?[f]?215Nmm2)支撑弯矩平面内的稳定性符合设计要求。
5.9 地下连续墙配筋验算
混凝土采用C30，fc?14.3Nmm2，ft?1.43Nmm2错误！未指定书签。，根据《建
2筑地基基础设计规范》， 主筋采用HRB335，钢筋强度设计值fy?300Nmm，错误！未
指定书签。主筋保护层厚度取70mm，构造筋采用HPB235，选取单位宽度地下连续墙进行配筋验算。最大正弯矩Mmax?2034.58kN?m错误！未指定书签。，最大负弯矩
Mmin?36.46kN?m。 5.9.1 纵向通长钢筋设计
（1）开挖面墙体配筋：
按最大配筋率，单筋矩形截面所能承受的最大弯矩为：
2?0b??b （5.15） Mumax??f?1?0.51cbh?s?Mmax （5.16）
?1fcbh02?f???1c （5.17）
fyAs??bh0 （5.18）
式中 ?1—与混凝土强度相关的常数，混凝土等级小于C50时取?1?1.0；
fc—混凝土抗压强度值，fc?14.3Nmm2；
b—地连墙的宽度，b?1.0m；
h0—混凝土截面有效高度，h0?800?70?25?705mm；
?b—界限相对受压区高度，与钢材和混凝土二者的等级有关，查规范取?b?0.55； ?s—截面抵抗弯矩系数；
?—相对受压区高度，??1?1?2?s；
2fy—钢筋抗拉强度设计值，fy?300Nmm；
?—截面配筋率；
?min—截面最小配筋率。
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