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            内支撑结构设计

            2018-02-05

            一、内支撑结构可选用钢支撑、混凝土支撑、钢与混凝土的混合支撑。

            二、内支撑结构选型应符合下列原则:

            1、宜采用受力明确、连接可靠、施工方便的结构形式;

            2、宜采用对称平衡性、整体性强结构形式;

            3、应与主体地下结构的结构形式、施工顺序协调,应便于主体结构施工;4、应利于基坑方开挖和运输;

            5、需要时,可考虑内摘除结构作为施工平台。

            三、内支撑结构应综合考虑基坑平面形状及尺寸、开挖深度、周边环境条件、主体结构形式等因素,选用有立柱或无立柱的下列内支撑形式:

            1、水平对支撑或斜撑,可采用单杆、桁架、八字形支撑;

            2、正交或斜交的平面杆系支撑;

            3、环形杆或环形板系支撑;4、坚向斜撑。

            四、内支撑结构宜采用超静定结构。对个别次要构件失效会引起结构整体破坏的部位宜设置冗余约束。内支撑结构的设计应考虑地质和环境条件的复杂性、基坑开挖步序的偶然变化的影响。

             

            五、内支撑结构分析应符合下列原则:

            1、水平对撑与水平斜撑,应按偏心压力国建进行计算;支撑的轴向压力其支撑间距N倍挡土构件的支点力之和;腰梁或冠梁应按宜支撑我支座的多跨连续梁计算,计算跨度可取相邻支撑点的中距;

            2、矩形基坑支护的正交平面杆系支撑,可分解为纵横两个方向的结构单元,并分按偏心受压构件进行计算;

            3、平面杆系支撑、环形杆系支撑,可按平面杆系结构采用平面有限元法进行计算;计算时应考虑基坑不同方向上的荷载不均匀性;建立的计算模型中,约束支座的设置应与支护结构实际位移状态相符,内支撑结构边界向基坑外应设置弹性约束支座,向基坑内位移处不应设置支座,与边界平行方向应根据支护结构实际位移状态设置支座;

            4、内支撑结构应进行坚向荷载作用下的结构分析;设有立柱时,在坚向荷载作用下内支撑结构宜按空间框架计算,当作用在内支撑结构上的坚向荷载 较小时,内支撑结构的水平构件和按连续梁计算,计算跨度可取相邻立柱的中法,对支撑、腰梁与冠梁、挡土构件进行整体分析。

            六、内支撑结构分析时,应同时考虑下列作用:

            1、有挡土都建传至内支撑结构的水平荷载;

            2、支撑结构自重;当支撑作为施工平台时,尚应考虑施工荷载;

            3、当温度改变引起的支撑结构内力不可忽略不计时,应考虑温度应力;4、当支撑立柱下沉或隆起量较大时,应考虑支撑立柱与挡土构件之间差异沉降产生的作用。

            七、混凝土支撑构件及其连接的受压、受弯、受剪承载力计算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010水位规定;钢支撑结构构件及其连接受压、受弯、受剪承载力及各类稳定性计算应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。支撑的承载力计算应考虑施工偏心误差的影响,偏心距取值不宜小于支撑计算长度的1/1000,且对混凝土办职称不宜小于20mm,对钢支撑不宜小于40mm。

            八、支撑构件的受压计算长度应按下列规定确定:

            1、水平支撑在坚向平面内的受压计算长度,不设置立柱时,应取支撑的实际长度;设置立柱时,应取相邻立柱的中心距;

            2、水平支撑在水平平面内的受压计算长度,对无水平支撑杆件交汇的支撑,应取与支撑相交的相邻水平支撑杆件的中心距;当水平支撑杆件的交汇点不子啊同一水平面内时,水平平面内的受压计算长度宜取与支撑相交的相邻水平支撑杆件中心距的1.5倍;

            3、对坚向斜撑,应按条第1、2款的规定确定受压计算长度。

            九、预加轴向压力的支撑,预加力值宜取支撑轴向压力标准值的(0.5~0.8)倍,且应与本规程中的支撑预加轴向压力一致。

             

            十、立柱的受压承载力金额按下列规定计算:

            1、在坚向荷载作用下,内支撑结构按框架计算时,立柱应按偏心受压构件计算;内支撑结构的水平构件按连续梁计算时,立柱可按轴心受压构件计算;

            2、立柱的受压计算长度应按下列规定确定:1)单层支撑的立柱、多层支撑底层立柱的受压计算长度应取底层支撑至基坑底面的净高度与立柱直径或边长的5倍之和;2)相邻两层水平支撑间的立柱受压计算长度应取此两层水平支撑的中心距;

            3、立柱的基础应满足抗压和抗拔的要求。

            十一、内支撑的平面布置应符合下列规定:

            1、内支撑的布置应满足主体结构的施工要求,宜避开地下主体结构的墙、柱;

            2、相邻支撑的水平间距应满足开挖的施工要求;采用机械挖土时,应满足挖土机械作业的空间要求,且不宜小于4m;

            3、基坑支护形状支撑时,阳角处的支撑应在两边同时设置;

            4、当采用环形支撑时,环梁宜采用圆形、椭圆形等封闭曲线形式,并应按使环梁弯矩、剪力最小的原则布置辐射支撑;环形支撑宜采用与腰梁或冠梁相切的布置形式;

            5、水平支撑与挡土构件之间应设置连接腰梁;当支撑设置在挡土构件顶部时,水平支撑应与冠梁连接;在腰梁或冠梁上支撑点的间距,对钢腰梁不宜大于4mm,对混凝土梁不宜大于9m;

            6、当需要采用较大水平间距的支撑时,宜根据支撑冠梁、腰梁的受力和承载力要求,在支撑端部两侧设置八字斜撑杆与冠梁、腰梁连接,八字斜撑杆宜在主撑两侧对称布置,且斜撑杆的长度不宜大于9m,斜撑杆与冠梁、腰梁之间的夹角宜取45°~60°;

            7、当设置支撑立柱时,临时立柱应避开立柱结构的梁、柱及承重墙;对纵横双向交叉的支撑结构,立柱宜设置在支撑的交汇处;对用作主体结构柱的立柱,立柱在基坑支护阶段的负荷不得超过主体结构的设计要求;立柱与支撑端部及立柱之间的间距应根据支撑构件的稳定要求和坚向荷载的大小确定,且对混凝土支撑不宜大于15m,对钢支撑不宜大于20m;

            8、当采用坚向斜撑时,应设置斜撑基础,且应考虑与主体结构底板施工的关系。

            十二、支撑的坚向布置应符合下列规定:

            1、支撑预挡土构件连接处不应出现拉力;

            2、支撑应避开主体地下结构底板和楼板的位置,并应满足主体地下结构施工对墙、柱钢筋连接长度的要求;当支撑下方的主体结构楼板在支撑拆除前施工时,支撑地面与下方主体结构楼板坚的净距不宜小于700mm;

            3、支撑至坑底的净高3m;

            4、采用多层水平支撑时,各层水平支撑宜布置在同一坚向平面内,层间净高不宜小于3m。

            十三、混凝土支撑的构造应符合下列规定:

            1、混凝土的强度等级不应低于C25;

            2、支撑构件的截面高度不宜小于其坚向平面内计算长度的1/20;腰梁的截面高度(水平尺寸)不宜小于其水平方向计算跨度的1/10;截面宽度(坚向尺寸)不应小于支撑的截面高度;

            3、支撑构件的纵向钢筋直径不宜小于16mm,沿截面周边的间距不宜大于200mm;箍筋的直径不宜小于8mm,间距不宜大于250mm。

            十四、钢支撑的构造应符合下列规定:

            1、钢支撑构件可采用钢管、型钢及组合截面;

            2、钢支撑受压力杆件的细比不应大于150,受拉杆件长细比不应大于200;

            3、钢支撑连接宜采用螺栓连接,必要时采用焊接连接;

            4、当水平支撑预腰梁斜交时,腰梁上应设置牛腿或采用其他够承受剪力的连接措施;

            5、采用坚向斜撑时,腰梁和支撑基础上应设置牛腿或采用其他能够承受剪力的连接措施;腰梁与挡土构件之间采用能够承受剪力的连接措施,斜撑基础应满足坚向承载力和水平承载力要求。

            十五、立柱的构造应符合下列规定:

            1、立柱可采用钢格构、钢管、型钢或钢管混凝土等形式;

            2、当采用灌注桩作为立柱基础时,钢立柱锚入桩内的长度不宜小于立柱长边或直径的4倍;

            3、立柱长细比不宜大于25;

            4、立柱与水平支撑的连接可采用铰接;

            5、立柱穿过主体结构底板的部位,应有效的止水措施。

            十六、混凝土支撑构件的构造,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。钢支撑构件的构造,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定。


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