锚定支护体系中腰梁的支承强度计算

来源：公众号 广州新时代咨询

在深基坑支护工程中，经常会用到“支护桩＋锚索锚定”的支护结构，但目前的深基坑支护计算软件一般都没有考虑腰梁的重力作用，但实际上腰梁的重量不小，需在施工时打入支承物以支撑其重量，确保腰梁安全。专家评审时一般也会针对此事要求设计人员补充支承强度计算结果。

现以英德市某基坑支护设计项目的腰梁支承强度计算为例演算，不足之处敬请指正。

▼  腰梁支承强度计算                                                       

       

1、腰梁设计：

C25混凝土，配筋10?20（Ⅲ级钢）主筋。接近梯形，尺寸底长500mm、顶长450mm、高200mm。腰梁体积约0.1立方米每米。腰梁重量0.1立方米×2.5吨∕立方米﹦2.5KN∕M。锚索间距1.4米，往土中打入2根直径48mm壁厚3.0mm、长度1.7米(总长2.0米)的钢管作支承。

2、锚索腰梁锚定体系综合平衡：

⑴ 对腰梁，作用力为：

 水平分力（向左）:  Fx=F×cosα

 垂直分力（向下）：Fy=F×cos（90°-α）

⑵ 对腰梁与墙面接触点：

 水平分力（向右）:  Fx=F×cosα

 垂直分力（向上）：Fy=F×cos（90°-α）

可见锚定体系是受力平衡的。

（不考虑腰梁重量时）。

3、钢管支承静力平衡计算：

钢管埋设深度2.0米，单根管上覆土压力为：0.048×1.7×2×18.5=3.02KN＞2.5×1.4∕2=1.75KN

(单管承担的腰梁重量)。满足。

4、钢管最大抗拔力：

 Fs=0.048×3.14×1.7×25=6.4KN,

相对于应承担的腰梁重量1.75KN数据较大，可看作是固定锚固端。

5、抗弯强度计算：

?48×3.0钢管的截面抵抗矩：

W=π×(D4－d4)／32D

=3.14×(4.84-4.24)／32×4.8  ×103

=4490  mm³

最大弯矩：M=1.75KN×0.2m=0.35KNm

抗弯强度值：σ=M／W=0.35×106／4490＝78MPa

σ=78MPa＜215MPa

（Q235钢允许抗弯强度），满足。

6、抗剪强度计算：

最大剪应力：τ＝P／A﹦1.75×103／π(242-22.52)

＝1750／219﹦8.0MPa＜120MPa

（Q235钢允许抗剪强度）满足。

▲   腰梁与网喷砼面板搭接大样图

▲   腰梁立面图

综上，在土中打入2根直径48×3.0的长度2米的钢管支承腰梁的重量是可行的，满足强度要求。

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