[发明专利]一种基于连续性倒塌设计的钢筋混凝土支撑轴力计算公式

说明书

一种基于连续性倒塌设计的钢筋混凝土支撑轴力计算公式。为了研究基坑在局部失效引发连续破坏作用机理，采用拆除构件法对典型基坑模型进行有限元分析，结合工程实例，发现当某道支撑因偶然因素局部失效，必会导致相邻支撑轴力迅速增加。将支撑失效传递分为水平传递和竖向传递两个方面分析，将相邻支撑轴力增大倍数定为荷载(轴力)水平传递系数K_h(horizontal)和荷载(轴力)竖向传递系数K_v(vertical)，得出考虑连续倒塌设计的支撑轴力计算公式。

技术领域

本发明设计基坑工程设计领域，在实际工程中对于基坑内支撑的设计通常按照受压构件设计，并未考虑偶然破坏后引发基坑连续倒塌效应情况。所以我们对此公式进行了改进，改进后的公式能满足基坑内支撑具有足够的轴力储备来抵抗连续破坏。

背景技术

相较于结构工程，基坑工程具有很强的区域性和不确定性，随所在地区或局部场地的工程地质和水文地质条件的不同，差异性很大。因此，其发生连续破坏事故的可能性、事故导致的损失、所造成的社会影响的广泛性甚至可超过上部结构工程的连续破坏。

目前基坑支撑在设计时按偏心受压构件计算，偏心距一般为按小偏心计算，不考虑连续倒塌设计时各层支撑轴力设计值为：

N_u＝α₁f_cbx+f′_yA′_s-σ_sA_s

N_u——构件轴力设计值；

f_c——混凝土轴心抗压设计值；

b——混凝土受压面宽度；

f′_y——钢筋抗压强度；

A′_s——混凝土受压区纵向普通钢筋的截面面积；

σ_s——在理论上可按应变的平截面假定确定ε_s，再由σ_s＝ε_sE_s确定；

A_s——混凝土受拉区纵向普通钢筋的截面面积。

发明内容

为了研究基坑在局部失效引发连续破坏作用机理，采用拆除构件法对典型基坑模型进行有限元分析，结合工程实例，发现当某道支撑因偶然因素局部失效，必会导致相邻支撑轴力迅速增加。将支撑失效传递分为水平传递和竖向传递两个方面分析，将相邻支撑轴力增大倍数定为荷载(轴力)水平传递系数K_h(horizontal)和荷载(轴力)竖向传递系数K_v(vertical)，则考虑连续倒塌设计后各层支撑轴力设计值为：

N_u＝max{K_h，K_v}(α₁f_cbx+f′_yA′_s-σ_sA_s)

K_h——荷载(轴力)水平传递系数；

K_v——荷载(轴力)竖向传递系数。

具体实施方式

本发明一种基于连续性倒塌设计的钢筋混凝土支撑轴力计算公式，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：按常规方法对基坑进行设计(基坑坑稳定性验算、支护结构强度计算和基坑变形计算)，得出内支撑轴力设计值；

步骤2：建立基坑计算模型，进行有限元分析；