中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第21页
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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Mumax?1.0?14.3?1000?7052?0.55?(1?0.5?0.55)?10?6?2834.1kN?m?Mmax?2119.35kN?m
所以只需采用单筋即可满足要求。
2119.35?106?s??0.298 21.0?14.3?1000?705??1?1?2?0.298?0.349??b?0.55
????1fc1.0?14.3?0.349??1.67fy30000??min?max0.2?000.45ftfy?0.2100??0.2100
As?0.0167?1000?705?11774mm2
错误！未指定书签。受拉区选配Ф28@100钢筋，配筋面积为As?12306mm2错误！未指定书签。。 （2）墙背侧配筋：
经计算，最大负弯矩可忽略不计，按照构造配筋：选配Ф22@100。
As'?10?380.1?3801mm2
A?As?As`?12306?3801?16107mm2
5.9.2 水平钢筋设计
（1）验算截面尺寸
hw?h0?705mm hw705??0.75?4 b1000由此有：0.25?cfcbh0?0.25?1.0?14.3?1000?705?2520.375kN?502.56kN 其中hw为截面腹板高度；?c为混凝土强度影响系数，由于选择C30混凝土，所以?c取为1.0；b为矩形截面宽度，此处为1000mm。由以上计算可得不会产生斜压破坏。
（2）验算是否需要计算配置水平钢筋
Vc?0.7ftbh0 （5.19）
式中 Vc—混凝土能抵抗的最大剪力；
ft—混凝土抗拉强度。 代入各数值有：
Vc?0.7?1.43?1000?705?705705N?502560N
因此直接按构造配置水平分布钢筋，选用?18钢筋，间距250mm。
受压区构造钢筋Φ22@100 箍筋Φ18@250 主筋双排Φ28@ 100
图5.7 地下连续墙截面配筋图
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6 基坑主要技术经济指标
基坑结构类似与长方形，其长度为174.90m，总高度15m，总宽度20m。
6.1 开挖土方量
实体土方开挖量V为：
V?174.90?20?17.60?61564.8m3
根据工程经验，取松散系数为1.2。则松散体土方量V1为：
V1?61564.8.6?1.2?73877.76m3
6.2 混凝土浇筑量
墙体厚度为800mm，因此标准段混凝土浇筑量为：
V2?(174.90?20)?2?27?0.8?8419.68m3
6.3 钢筋用量
地下连续墙长度为174.9m，宽度为20m，厚度800mm。根据地下连续墙配筋计算内侧（临坑面）配筋积为As?12306mm2。纵向钢筋体积V3及其质量M3分别计算如下：
V3?16107?10?6?27?(174.90?20)?2?156.96m3
M3?156.96?7.85?103?1232.16t
6.4 人工费用
施工总人数按80人算，日工资按100元/人计算，总工期为369 80?100?369?10?4?295.2万元