混凝土弹性模量及温度变化对混凝土支撑轴力计算的影响

作者：张斌

作者机构：中铁十四局集团有限公司

来源：城市建设理论研究（电子版）

年：2012

卷：000

期：033

页码：1-5

页数：5

正文语种：chi

关键词：基坑监测;混凝土弹性模量;支撑轴力计算;修正

摘要：在施工监测过程中，混凝土支撑轴力对基坑安全性的判定非常直观也十分重要，但由于围护结构受力十分复杂导致支撑实测轴力和理论工况下的设计轴力相差较大。根据扬州市瘦西湖隧道工程湖东明挖段基坑混凝土支撑轴力的监测数据，综合现场工况，对混凝土支撑轴力监测计算结果进行了详细的分析，通过对混凝土弹性模量和监测温度进行相应的修正，可有效的提高混凝土支撑轴力计算准确性。

轴力计算公式

计算公式 3、钢板桩、H型钢应力计算公式： δ=E s·K（f i2-f02）○1应变传感器计算公式式中：δ—钢板桩（H型钢）应力变化值（KPa）； E s —钢的弹性模量（KPa）；碳钢：2.0—2.1×108 KPa 混凝土：0.14—×108 KPa K—应变传感器的标定系数（10-6/Hz2）； f i—应变传感器任一时刻观测值（Hz） f0—应变传感器的初始观测值（零值） δ= K（f i2-f02）○2测力传感器（钢筋计）计算公式式中：δ—钢板桩（H型钢）应力变化值（KPa）； K—测力传感器的标定系数（KPa /Hz2）； f i—测力传感器任一时刻观测值（Hz） f0—测力传感器的初始观测值（零值）（Hz） 4、钢筋砼支撑轴力计计算公式： 4.1 N= E c·A【K（f i2-f02）+b（T i-T0）】○1砼应变传感器的计算公式式中：N—钢筋砼支撑轴力变化值（KN）； E c—砼弹性膜量（KPa）； A—钢筋砼支撑截面积（mm2）; f i—应变传感器任一时刻的观测值（Hz）； f0—应变传感器的初始观测值（零值）（Hz）；

K — 应变传感器的标定系数（10-6/Hz 2）； b — 应变传感器的温度修正系数（10-6/Hz 2）； T i — 应变传感器任一时刻的温度观测值（℃）； T 0— 应变传感器的初始温度观测值（℃）； 4.2 N i = Es Fc （As A －1）【K （f i 2-f 02）+b （T i -T 0）】 ○ 2钢筋测力传感器计算公式（基坑施工监测规程中公式）式中：E s — 钢筋弹性膜量（KPa ）； A s — 钢筋的截面积（mm 2 ）； N i — 单根钢筋测力传感器的计算出的支撑轴力值（KN ）； b — 钢筋测力传感器的温度修正系数（KN/℃） K — 钢筋计的标定系数（KN /Hz 2） 4.3 根据相关规范、规程要求，每道钢筋砼支撑轴力测试，一般可分为4个测点，故该式为： N= （N 1＋N 2＋N 3＋N 4）/4 ○ 3 式中：N — 钢筋砼支撑轴力值（KN ）； N i —钢筋砼支撑某测点受力值（KN ）

水泥混凝土抗弯拉弹性模量试验方法

水泥混凝土抗弯拉弹性模量试验方法 1、目的、适用范围和引用标准本方法规定了测定水泥混凝土抗弯拉弹性模量的方法和步骤。抗弯拉弹性模量是以 1/2抗弯拉强度时的加荷为准。 2、每组6根同龄期同条件制作的试件，3根用于测定抗弯拉强度，3根则用作抗弯拉弹性模量试验。 3、试验步骤（1）至试验龄期时，自养护室取出试件，用湿布覆盖，避免其湿度变化。清除试件表面污垢，修平与装置接触的试件部分（对抗弯拉强度试件即可进行试验）。在试件上下面即成型时两侧面）戈U出中线和装置位置线，在千分表架共四个脚点处，用于毛巾先擦干水分，再用 502胶水粘牢小玻璃片，量出试件中部的宽度和高度，精确至 1mm。（2）将试件安放在支座上，使成型时的侧面朝天上，千分表架放在试件上，压头及支座线垂直于试件中线且无偏心加载情况，而后缓缓加上约1kN压力，停机检查支座等各接缝处有无空隙（必要时需加金属

薄垫片），应确保试件不扭动，而后安装千分表，其触电及表架触点稳立在小玻璃片上。（3）取抗弯拉极限荷载平均值的 1/2 为抗弯拉弹性模量试验的荷载标准（即F0.5）进行5次加卸荷载循环，由 1kN 起，以 0.15Kn/s-0.25Kn/s 的速度加荷，至 3kN 刻度处停机（设为 Fo ），保持约 30s （在此段加荷时间中，千分表指针应能起动，否则应提高Fo至4kN等），记下千分表读数△ o, 而后继续加至F0.5,保持约30s,记下千分表读数△ 0.5；再以同样速度卸荷至 1kN，保持约30s,为第一次循环。（4）同第一次循环,共进行五次循环,取第五次循环的挠度值相差大于 0.5g时，须进行第六次循环，直到两次相邻循环挠度值之差符合上述要求为止,取最后一次挠度值为准。（ 5）当最后一次循环完毕,检查各读数无误后,立即去掉千分表,继续加荷直至试件折断,记下循环后抗弯拉强度f‘ f观察断裂面形状和位置。如 1 > 断面在三分点外侧，则此根试件结果无效；如有两根试件结果无效，则该组试验无效。

力学计算公式

? 常用力学计算公式统计一、材料力学： 1.轴力（轴向拉压杆的强度条件） σmax=N max/A≤[σ] 其中，N为轴力，A为截面面积 2.胡克定律（应力与应变的关系） σ=Eε或△L=NL/EA @ 其中σ为应力，E为材料的弹性模量，ε为轴向应变， EA为杆件的刚度（表示杆件抵抗拉、压弹性变形的能力） 3.剪应力（假定剪应力沿剪切面是均匀分布的） τ=Q/A Q 其中，Q为剪力，A Q为剪切面面积 4.静矩（是对一定的轴而言，同一图形对不同的坐标轴的静矩不同,如果参考轴通过图形的形心，则x c=0， y c=0，此时静矩等于零）对Z轴的静矩S z=∫A ydA=y c A 其中：S为静矩，A为图形面积，y c为形心到坐标轴的距离，单位为m3。 5.惯性矩 … 对y轴的惯性矩I y=∫A z2dA

其中：A为图形面积，z为形心到y轴的距离，单位为m4 常用简单图形的惯性矩矩形：I x=bh3/12，I y=hb3/12 圆形：I z=πd4/64 空心圆截面：I z=πD4（1-a4）/64，a=d/D （一）、求通过矩形形心的惯性矩 " 求矩形通过形心，的惯性矩I x=∫Ay2dA dA=b·dy，则I x=∫h/2-h/2y2（bdy）=[by3/3]h/2-h/2=bh3/12（二）、求过三角形一条边的惯性矩

I x=∫Ay2dA，dA=b x·dy，b x=b·（h-y）/h 》则I x=∫h0（y2b（h-y）/h）dy=∫h0（y2b –y3b/h）dy =[by3/3]h0-[by4/4h]h0=bh3/12 6.梁正应力强度条件（梁的强度通常由横截面上的正应力控制） σmax=M max/W z≤[σ] 其中：M为弯矩，W为抗弯截面系数。 7.超静定问题及其解法对一般超静定问题的解决办法是：（1）、根据静力学平衡条件列出应有的平衡方程；（2）、根据变形协调条件列出变形几何方程；（3）、根据力学与变形间的物理关系将变形几何方程改写成所需的补充方程。 8.抗弯截面模量

支撑轴力特点及支承轴力监测方案

第一部分轴力支持方案特点及发展随着高层建筑数量和高度的增加，基础埋深也随着增加。进入90年代后，我国经济的迅速发展，城市地价不断上涨，空间利用率随之提高，出现了众多的超高层建筑，使有些地下室埋深达20米以上，对基坑开挖技术提出更高、更严的要求，即不仅要确保边坡的稳定，而且要满足变形控制的要求，以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等安全。同时，为了适应建筑市场日趋激烈的竞争，还要考虑提高土方挖运的机械化程度、缩短土方工期、降低工程成本、提高经济效益等方面的因素。我公司自1994年以来，先后在佛山国际商业中心，中山六福广场、广州文化娱乐广场、广州博成大厦等基坑施工中，采用了大跨度钢筋混凝土内支撑梁或圆环拱形钢筋混凝土内支撑支护，由于它们具有在计算方面的正确性、土方施工的经济性和施工实践的安全可靠性，所以在施工中越来越多地应用，并通过广东省建筑工程总公司及有关专家的鉴定，获得科技进步奖三等奖，得到推广和应用。 1.特点 .发挥材料的优点。深基坑土方施工中，基坑深度往往较大，挡土结构的水平压力也较大，因此，钢筋混凝土支撑表现为水平受压为主，由于钢筋混凝土支撑与钢支撑不同，它具有变形小的特点，加上采用配筋和加大支撑截面的方法，可以提高钢筋混凝土支撑的强度，用以作为支撑的混凝土能充分发挥材料的刚度大和变形小的受力特性，它能确保地下室施工和基础施工以及周边邻近建筑物、道路和地下管线等公共设施的安全，因此，它是作为深基坑支护技术的新形式和新材料。 .加快土方挖运速度。在软地基深基坑施工时采用钢筋混凝土支撑，由于它的跨度大，尤其是采用圆环拱形钢筋混凝土内支撑形式，基坑内的平面形成大面积无支撑的空旷，空旷面积可达到整个基坑面积的65%~75%，形成开阔的工作面，满足挖土机械回转半径的要求，有利于多台大型挖土机械自如运转作业，在基坑内可以留坡道让运土车直接驶入基坑装土，并采用逐层开挖或留岛形式开挖，这样，最后剩余小量土方用吊土机吊起即可。挖土速度可以提高三倍以上，达到缩短土方施工工期的目的，同时有利于基坑挡土结构变形的时效控制和缩短基坑内的降水时间，保证邻近建筑物的安全。 .降低工程造价。采用了大跨度钢筋混凝土内支撑梁或圆环拱形钢筋混凝土内支撑形式，材料便宜，节省了其它支撑结构（如钢结构）一次性投入的大笔资金。

地铁站钢支撑轴力计算新

地铁站钢支撑轴力计算书庆丰路站：根据基坑施工方案图，考虑基坑两头45度处单根14.5米最长的钢支撑和对基坑垂直的钢支撑单根23.2米最长的钢支撑进行受力分析计算，已知单根钢支撑承受的最大轴心垂直压力设计值为1906KN,考虑基坑两头45度支撑处钢支撑所承受的轴向力N=1906√2=2695KN。钢材为：Q235-B型钢。取1.2的安全系数。一、单头活动端处受力计算：由单头活动端结构受力图可知，受力面积最小的截面为A-A处截面。

查表得，单根槽钢28c的几何特性为：截面面积A=51.234 cm2， Ix=268cm^4， Iy= 5500cm^4。该截面f取205N/mm2，截面属于b类截面。（一）、受力截面几何特性截面积：A=51.234×2+4×30=222.5 cm2 截面惯性矩： Ix=2×268+30×43/6=856 cm^4 Iy=2×5500+4×303/6=29000 cm^4 回转半径： ix=√Ix/A=√856/222.5=1.96cm iy=√Iy/A=√29000/222.5=11.42cm （二）、截面验算 1.强度 σ=1.2N/A=（1.2×2695×103）/（222.5×102） =145.4N/mm2

1.2N/φA=（1.2×2695×103）/（0.791×22 2.5×10 2）=183.7N/mm2

基坑钢支撑计算实例

基坑钢支撑计算实例本车站主体围护结构基坑内竖向设四道钢支撑斜撑。其中第三道、第四道的第四排和第五排为两根钢管并放。主要材料为φ=529、t=12mm（第四道为φ630、t=12mm）的钢管。本计算只对斜撑跨度最大的一跨(跨度取20m)进行了验算, 跨度为支撑两端钢围檩之间净距，其它各跨斜撑的截面尺寸和所用材料与该跨相同。 1、活动端肋板焊缝计算： .为保证φ529（630）钢管均匀受力且不在钢板上有丝毫位移，所以在钢管与钢板间用四块三角内肋板焊接（左右每边各二块），钢板厚度为20mm，钢支撑厚度为t=12mm，钢支撑活动端千斤顶承压肋板厚度20mm，焊缝厚度按规范1.5×t1/2≤h f≤1.2t（t=12mm）即5.2≤h f≤14.4，施工图纸上规定焊缝厚度为10mm 故焊缝厚度取10mm 按照设计最大轴力为3600KN，四块外肋板承担1/3 设计轴力（1200 KN），故分配到每块内肋板上的力为600KN 查表的直角焊缝的强度设计值f t w=160N/mm2 考虑到肋板上部焊缝承受一定轴力则有 N‘’=0.7×h f×∑L’w×βf×f t w=0.7×0.01×0.02×2×1.22×1.6×108=54656N N=N‘- N‘’=600-54.656=545.344KN l w=N/(2×0.7 ×h f×f t w)= 545.344 ×103/(2×0.7×0.01×1.6×108)+0.01=0.244m 故需要肋板的长度为25cm. 2、稳定性计、验算：主体结构西北角、东北角、东南角和盾构上方设有钢支撑，其中西北、东北、东南角采用φ529（630）钢管钢支撑，盾构上方采用双工28b工字钢支撑。钢材全部为A3钢应力σcr=200MPa;极限值为235MPa；标准值为215MPa 根据公式λp=(π2E/σp)1/2=100 首先根据公式：λ=μl/i 其中钢支撑的长度为20m, i为回转半径,查表得系数μ=1.0 钢支撑计算:

混凝土弹性模量及温度变化对混凝土支撑轴力计算的影响

混凝土弹性模量及温度变化对混凝土支撑轴力计算的影响摘要在施工监测过程中，混凝土支撑轴力对基坑安全性的判定非常直观也十分重要，但由于围护结构受力十分复杂导致支撑实测轴力和理论工况下的设计轴力相差较大。根据扬州市瘦西湖隧道工程湖东明挖段基坑混凝土支撑轴力的监测数据，综合现场工况，对混凝土支撑轴力监测计算结果进行了详细的分析，通过对混凝土弹性模量和监测温度进行相应的修正，可有效的提高混凝土支撑轴力计算准确性。关键词: 基坑监测；混凝土弹性模量；支撑轴力计算；修正 Abstract: In the construction monitoring process, the concrete supporting shaft force is very important and intuitive to judge the safety of foundation pit, However, there is a big difference in the supporting axial force between measured and designed; cause of the force of the retaining structure is very complex. According to the monitoring data of the Lake East open-cut segment Pit concrete supporting shaft force in Yangzhou Slender West Lake tunnel project, combining the on-site conditions, the monitoring result of the concrete supporting shaft force is analyzed in detail. By amending the modulus elasticity of the concrete and the monitoring temperature, the accuracy of the concrete supporting shaft force can be improved effectively. Key words: excavation monitoring; elastic modulus of concrete; support shaft force; amend 1引言随着社会经济与城市建设的快速发展，地下工程围护结构监控量测变得越来越重要。这这其中基坑支撑轴力的监测，其目的在于及时掌握施工过程支撑受力大小及变形情况，进而对整个基坑支护体系的安全与否做出科学的评价，指导现场安全施工。混凝土支撑轴力需在混凝土构件内埋设测力钢筋计来测试轴力[1],由于其轴力不能直接测得，而是通过模拟计算获得，在此基础上就需要提高计算的可靠性，才能对设计进行验证。结合扬州市瘦西湖隧道工程施工的实际情况，通过对其围护结构混凝土支撑轴力的整体分析，对计算混凝土支撑轴力的公式[2]加入混凝土弹性模量和温度变化相对应的修正，以提高混凝土支撑轴力计算准确性。 2影响因素理论分析扬州瘦西湖工程在基坑围护结构中的第一道支撑为混凝土支撑，其轴力大小若要通过应力传感器直接测得是很困难的，因此我们可以根据钢筋与混凝土的变形协调做一假定来求算，采用振弦式钢筋应力传感器进行监测。其工作原理为：

水泥混凝土抗弯拉弹性模量试验方法

水泥混凝土抗弯拉弹性模量试验方法 Revised at 2 pm on December 25, 2020.

水泥混凝土抗弯拉弹性模量试验方法 1、目的、适用范围和引用标准本方法规定了测定水泥混凝土抗弯拉弹性模量的方法和步骤。抗弯拉弹性模量是以1/2抗弯拉强度时的加荷为准。 2、每组6根同龄期同条件制作的试件，3根用于测定抗弯拉强度，3根则用作抗弯拉弹性模量试验。 3、试验步骤（1）至试验龄期时，自养护室取出试件，用湿布覆盖，避免其湿度变化。清除试件表面污垢，修平与装置接触的试件部分（对抗弯拉强度试件即可进行试验）。在试件上下面即成型时两侧面）划出中线和装置位置线，在千分表架共四个脚点处，用于毛巾先擦干水分，再用502胶水粘牢小玻璃片，量出试件中部的宽度和高度，精确至1mm。（2）将试件安放在支座上，使成型时的侧面朝天上，千分表架放在试件上，压头及支座线垂直于试件中线且无偏心加载情况，而后缓缓加上约1kN压力，停机检查支座等各接缝处有无空隙（必要时需加金属薄垫

片），应确保试件不扭动，而后安装千分表，其触电及表架触点稳立在小玻璃片上。（3）取抗弯拉极限荷载平均值的1/2为抗弯拉弹性模量试验的荷载标准（即）进行5次加卸荷载循环，由1kN 起，以s的速度加荷，至3kN刻度处停机（设为 Fo），保持约30s（在此段加荷时间中，千分表指针应能起动，否则应提高Fo至4kN等），记下千分表读数△o，而后继续加至，保持约30s，记下千分表读数△；再以同样速度卸荷至1kN，保持约30s，为第一次循环。（4）同第一次循环，共进行五次循环，取第五次循环的挠度值相差大于μm时，须进行第六次循环，直到两次相邻循环挠度值之差符合上述要求为止，取最后一次挠度值为准。（5）当最后一次循环完毕，检查各读数无误后，立即去掉千分表，继续加荷直至试件折断，记下循环后抗弯拉强度f′f，观察断裂面形状和位置。如断面在三分点外侧，则此根试件结果无效；如有两根试件结果无效，则该组试验无效。 4、试验结果（1）混凝土抗弯拉弹性模量E f按支梁在三分点各加荷载2的跨中挠度公式反算求得：

钢支撑计算书

北京地铁5#雍和宫车站钢支撑施工计算书本车站主体围护结构基坑内竖向设四道钢支撑斜撑。其中第三道、第四道的第四排和第五排为两根钢管并放。主要材料为φ=529、t=12mm（第四道为φ630、t=12mm）的钢管。本计算只对斜撑跨度最大的一跨(跨度取20m)进行了验算, 跨度为支撑两端钢围檩之间净距，其它各跨斜撑的截面尺寸和所用材料与该跨相同。 1、活动端肋板焊缝计算： .为保证φ529（630）钢管均匀受力且不在钢板上有丝毫位移，所以在钢管与钢板间用四块三角内肋板焊接（左右每边各二块），钢板厚度为20mm，钢支撑厚度为t=12mm，钢支撑活动端千斤顶承压肋板厚度20mm，焊缝厚度按规范1.5×t1/2≤h f≤1.2t（t=12mm）即5.2≤h f≤14.4，施工图纸上规定焊缝厚度为10mm 故焊缝厚度取10mm 按照设计最大轴力为3600KN，四块外肋板承担1/3 设计轴力（1200 KN），故分配到每块内肋板上的力为600KN 查表的直角焊缝的强度设计值f t w=160N/mm2 考虑到肋板上部焊缝承受一定轴力则有 N‘’=0.7×h f×∑L’w×βf×f t w=0.7×0.01×0.02×2×1.22×1.6×108=54656N N=N‘- N‘’=600-54.656=545.344KN l w=N/(2×0.7 ×h f×f t w)= 545.344 ×103/(2×0.7×0.01×1.6×108)+0.01=0.244m 故需要肋板的长度为25cm. 2、稳定性计、验算：主体结构西北角、东北角、东南角和盾构上方设有钢支撑，其中西北、东北、东南角采用φ529（630）钢管钢支撑，盾构上方采用双工28b工字钢支撑。钢材全部为A3钢应力σcr=200MPa;极限值为235MPa；标准值为215MPa 根据公式λp=(π2E/σp)1/2=100 首先根据公式：λ=μl/i

混凝土支撑轴力计算方法

混凝土支撑轴力监测范本 1工程概况该工程包括盾构始发井兼轨排井及后明挖段，设计为1～3 跨的闭合框架结构，其中盾构始发井基坑开挖深度约为18.9 m，明挖段基坑开挖深度约17.5 m；基坑深度范围内大部分为砂层，以淤泥质粉细砂层为主，基坑底部几乎全部位于淤泥质粉细砂层。基坑设计采用800 mm 厚的地下连续墙+内支撑的围护结构体系。内支撑采用 3 道支撑体系，第一道为具有一定刚度的冠梁，第二、三道为Ф 600、t=14 的钢管，在灌梁和斜撑上共埋设13 个钢筋混凝土支撑轴力监测点。基坑监测点平面位置见图1。由于基坑开挖深度较大且附近有一级公路高架桥和铁路双线桥，属于一级基坑，必须通过监测随时掌握土层和支护结构的内力变化情况，将监测数据与设计预估值进行分析对比，以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期值，以确定优化下一步施工参数，以此达到信息化施工的目的，确保工程安全。 2轴力监测的原理对于混凝土支撑，目前实际工程采用较多的是钢弦式应力计方法测量钢筋的应力，其基本原理是利用振动频率与其应力之间的关系建立的。受力后，钢筋两端固定点的距离发生变化，钢弦的振动频率也发生变化，根据所测得的钢弦振动频率变化即可求得弦内应力的变化值。其计算公式如下： P g＝K ( ) + b ⑴ P g 平均= (P1+P2+P3+P4+…+P n) /n ⑵ δg=P g 平均/S g⑶ P混凝土=δg·S混凝土·E混凝土/E g ⑷ 式中P g———钢筋计轴力；P g 平均———钢筋计荷载平均值；δg———钢筋计应力值；S g———钢筋计截面积；P混凝土———混凝土桩荷载值；E混凝土———混凝土弹性模量；E g———钢筋弹性模量；S混凝土———混凝土桩横截面积。在监测中由于内外部温差变化以及混凝土徐变特性会使钢筋应力计产生一定的伸缩变形，引起其自振动频率变化，因此必须采取必要的修正参数进行温差改正，以提高监测结果的可靠性。 3 监测方案 3.1 测点的布置本工程混凝土支撑设计强度等级为C30，弯曲抗压强度为16 MPa，抗拉力为1.75 MPa，采用钢弦式钢筋计进行轴力监测。监测点位埋设在混凝土支撑中部位置，应力计安装位置如图2 所示，分别对应所在的支撑编号后加编1、2、3、4 予以区分。

水泥混凝土抗弯拉弹性模量试验

水泥混凝土抗弯拉弹性模量试验（T 0559-2005） 6.13.1目的、适用范围本方法规定了测定水泥混凝土抗弯拉弹性模量的方法和步骤。抗弯拉弹性模量是以1/2抗弯拉强度时的加荷模量为准。 6.13.2仪器设备压力机、抗弯拉试验装置千分表：一个。分度值为0.001mm 0级或1级。千分表架毛玻璃片（每片约1.0cm2）、502胶水、平口刮刀、丁字尺、直尺、钢卷尺和铅笔等。 6.13.3试件制备 6.13.3.1试件尺寸符合T 0551中规定，同时在试件长向中部1/3区段内表面不得有直径超过5mm深度超过2mm的空洞。 6.13.3.2每组6根同龄期条件制作的试件，3根用于测定抗弯拉强度，3 根则用作抗弯拉弹性模量试验。 6.13.4试验步骤 6.13.4.1至试验临期时，自养护室取出试件，用湿布覆盖，避免其湿度变化。清除试件表面污垢，修平与装置接触的试件部分（对抗弯拉强度试件即可进行试验）。在试件上下面（即成型时两侧面）划出中线和装置位置线，在千分表架共四个脚点处，用干毛巾先擦干水分，再用502胶水粘劳小玻璃片，量出试件中部的宽度和高度，精确至1mm 6.13.4.2将试件安放在支座上，使成型时的侧面朝上，千分表架放在试件上，压头及座线垂直于试件中线且无偏心加载情况，而后缓缓加上约1kN压力，停机检查支座等各接缝处有无空隙（必要时须加金属薄垫片），应确保试件不扭动，而后安装千分表，其触点及表架触点稳立在小玻璃片上。 6.13.4.3取抗弯拉极限荷载平均值的1/2为抗弯拉弹性模量试验的荷载标准（即F0.5），进行5次加卸荷载循环，由1kN起，以0.15kH/s~0.25kN/s的速

地铁站钢支撑轴力计算新

地铁站钢支撑轴力计算新 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

地铁站钢支撑轴力计算书庆丰路站：根据基坑施工方案图，考虑基坑两头45度处单根米最长的钢支撑和对基坑垂直的钢支撑单根米最长的钢支撑进行受力分析计算，已知单根钢支撑承受的最大轴心垂直压力设计值为1906KN,考虑基坑两头 45度支撑处钢支撑所承受的轴向力N=1906√2=2695KN。钢材为：Q235-B型钢。取的安全系数。一、单头活动端处受力计算：由单头活动端结构受力图可知，受力面积最小的截面为A-A处截面。查表得，单根槽钢28c的几何特性为：截面面积A= cm2， Ix=268cm^4， Iy= 5500cm^4。该截面f取205N/mm2，截面属于b类截面。（一）、受力截面几何特性截面积：A=×2+4×30= cm2 截面惯性矩： Ix=2×268+30×43/6=856 cm^4 Iy=2×5500+4×303/6=29000 cm^4 回转半径： ix=√Ix/A=√856/= iy=√Iy/A=√29000/= （二）、截面验算 1.强度

σ=A=（×2695×103）/（×102）=mm2

基坑轴力监测

基坑工程混凝土支撑轴力监测方法的讨论 2014-01-18 13:52 来源：中国岩土网阅读：1060 通过现场试验，探讨混凝土支撑轴力监测过程中的问题及解决方法。基坑工程混凝土支撑轴力监测方法的讨论 1.混凝土支撑轴力监测的问题及现状国内明挖基坑工程的监测中,混凝土支撑系统的轴力监测结果异常(轴力监测值过大，但实际工程结构中并非内力过大或不稳定；如：一根C35 1m×1m截面的钢筋混凝土支撑，有时轴力监测值会达到20000~30000kN，而依然处于正常工作状态)问题普遍地存在着，时常会对监测结果分析及工程施工的进行造成不必要的阻碍。如苏州轨道交通一号线广济路站基坑混凝土支撑轴力监测数据，在实际监测过程中发现随着基坑开挖深度的加深，基坑支撑的监测轴力值变化较快并远大于设计值，有的甚至好几倍，以标准段8-2道混凝土支撑轴力为例，最大监测轴力值接近15000kN，远远超过该段8700kN的设计值。广州地铁五号线员村站基坑工程,在D101监测点处支撑横断面下表面钢筋所测应力为负值，即为拉应力，说明斜撑在土压力的作用下已向下弯曲，且下表面混凝土拉应力为 2.51 MPa，超过了混凝土的设计抗拉强度，就现场观看支撑上表面有细微裂缝，而轴力平均值才达到1440.44 kN，还远未达到轴力设计报警值3000 kN。广州某地铁基坑工程混凝土支撑系统的轴力监测结果起初均为负值，随着基坑的开挖轴力值持续增大，一直到基坑开挖结束，最大值达到设计允许值的6倍，而支撑系统一直处于正常工作的状态。天津某轨道换乘中心⑩轴～⑩轴工程截至2009年8月6日，⑦轴轴力值为18247 kN，占设计值204％；⑦轴轴力值为18994 kN，占设计值213％；已大大超过支撑的安全报警值，但支撑一直安全工作，未出现裂缝等不安全、失稳迹象。上海虹桥国际商城基坑开挖深度13.70m，3道混凝土支撑，第2道支撑(C351200mm×l000mm)轴力监测值最大处曾达到30500kN，已大大超过支撑的安全报警值，但支撑一直安全工作，未出现裂缝等不安全、失稳迹象，直至支撑拆除；南京地铁指挥中心基坑开挖深度15.40m，4道钢筋混凝土支撑，施工过程中第3道支撑(C35 1200mm×1000mm)轴力监测值最大处达到21000kN，已超出轴力安全报警值，但并未出现不安全工作的迹象，直至支撑拆除。南京鼓楼峨眉路北侧某基坑工程混凝土轴力的设计值为2000kN，但是实际监测值基本上都超过2000kN，最大值5139kN，超过了设计值的2.5倍。青岛地铁一期工程火车北站A区基坑第一层混凝土支撑轴力采用混凝土应变计进行监测，期间日变化量波动很大，范围在-1140kN~1560kN之间，甚至一天内上下午监测数据变化达800kN。可以看出，国内各基坑工程混凝土支撑轴力监测过程中，该监测异常的现象比较普遍。本人参建扬州某大型市政工程，其基坑工程第一层多为混凝土支撑，现场监测采用钢筋应力计进行混凝土支撑轴力的量测，自2012年3月6日，大部分混凝土支撑轴力监测值超过5000kN，有的甚至超过10000kN，远大于设计轴力及设计所提控制值，现场就此事讨论激烈。 2.混凝土支撑轴力的主要监测方法

水泥混凝土棱柱体抗压弹性模量-要点

日期：2018年3月12日星期一主题：水泥混凝土棱柱体抗压弹性模量试验主讲人：李淑平记录人：王丽内容：一、目的、适用范围测定水泥混凝土在静力作用下的受压弹性模量。（水泥混凝土的受压弹性模量取轴心抗压强度1/3时对应的弹性模量）适用于各类水泥混凝土的直角棱柱体试件。二、试件制备试件尺寸：150*150*300 mm 每组为同龄期同条件制作和养护的试件6根，其中3个根用于测定轴心抗压强度，3根做弹性模量试验。三、试验步骤详见JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》103-105页。其中注意事项： 1.加荷/卸荷速率：0.6MPa/s±0.4MPa/s（13.5kN/s±9kN/s） 2.弹性模量加荷方法：

F0=0.5MPa； Fa=1/3棱柱体轴心抗压强度值。四、试验结果 1.混凝土抗压弹性模量Ec：式中：Ec--混凝土抗压弹性模量（MPa），精确至100MPa； Fa--终荷载（N）（1/3轴心抗压强度对应的荷载值）； F0--初荷载（N）（0.5MPa对应的荷载值，即11.25kN）； L--测量标距（mm）（即150mm）； A--试件承压面积（mm2）（即22500mm2）； Δn--最后一次加荷时，试件两侧在Fa及F0作用下变形差平均值（mm）： ?a--Fa时标距间试件变形（mm）； ?b--F0时标距间试件变形（mm）。 2.以3根试件试验结果的算术平均值为测定值。如果其循环后的任一根与循环前轴心抗压强度之差超过后者的20%，则弹性模量值按另两根试件试验结果的算术平均值计算；如有两根试件试验结果超出循环前轴心抗压强度的20%，则试验结果无效。

力学计算公式

力学计算公式 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

常用力学计算公式统计一、材料力学： 1.轴力（轴向拉压杆的强度条件） σmax=N max/A≤[σ] 其中，N为轴力，A为截面面积 2.胡克定律（应力与应变的关系） σ=Eε或△L=NL/EA 其中σ为应力，E为材料的弹性模量，ε为轴向应变，EA 为杆件的刚度（表示杆件抵抗拉、压弹性变形的能力） 3.剪应力（假定剪应力沿剪切面是均匀分布的） τ=Q/A Q 其中，Q为剪力，A Q为剪切面面积 4.静矩（是对一定的轴而言，同一图形对不同的坐标轴的静矩不同,如果参考轴通过图形的形心，则 x c=0，y c=0，此时静矩等于零）对Z轴的静矩S z=∫A ydA=y c A 其中：S为静矩，A为图形面积，y c为形心到坐标轴的距离，单位为m3。 5.惯性矩对y轴的惯性矩I y=∫A z2dA 其中：A为图形面积，z为形心到y轴的距离，单位为 m4

常用简单图形的惯性矩矩形：I x=bh3/12，I y=hb3/12 圆形：I z=πd4/64 空心圆截面：I z=πD4（1-a4）/64，a=d/D （一）、求通过矩形形心的惯性矩求矩形通过形心，的惯性矩I x=∫Ay2dA dA=b·dy，则I x=∫h/2-h/2y2（bdy）=[by3/3]h/2-h/2=bh3/12 （二）、求过三角形一条边的惯性矩 I x=∫Ay2dA，dA=b x·dy，b x=b·（h-y）/h 则I x=∫h0（y2b（h-y）/h）dy=∫h0（y2b –y3b/h）dy =[by3/3]h0-[by4/4h]h0=bh3/12 6.梁正应力强度条件（梁的强度通常由横截面上的正应力控制） σmax=M max/W z≤[σ] 其中：M为弯矩，W为抗弯截面系数。 7.超静定问题及其解法对一般超静定问题的解决办法是：（1）、根据静力学平衡条件列出应有的平衡方程；（2）、根据变形协调条件列出变形几何方程；（3）、根据力学与变形间的物理关系将变形几何方程改写成所需的补充方程。8.抗弯截面模量 W x=I x/y c

混凝土支撑轴力监测分析

混凝土支撑轴力监测分析摘要：结合广州地铁某基坑工程的设计和施工方案，对混凝土支撑轴力监测的原理进行介绍。在对基坑施工过程中轴力监测数据变化进行分析的基础上，对其形成原因进行了探讨，得到一些经验性规律，供类似工程参考。关键词：钢筋混凝土；支撑轴力；监测；分析引言我国基础建设的快速发展，深基坑工程的建设也越来越多，在深基坑施工过程中，深基坑的支护起着举足轻重的作用。只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度有全面的了解，支撑结构轴力的监测是基坑工程现场监测的主要内容之一。通过对轴力的监测，可准确掌握支护结构的受力状况，从而对基坑的安全性状进行分析，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计方案，从而保证基坑本身和周围建筑物、构筑物的安全，以确保工程的顺利进行。结合广州地铁某基坑工程的设计方案和监测数据，对基坑的混凝土支撑轴力变化进行初步分析。 1工程概况该工程包括盾构始发井兼轨排井及后明挖段，设计为 1～3 跨的闭合框架结构，其中盾构始发井基坑开挖深度约为 18.9 m，明挖段基坑开挖深度约17.5 m；基坑深度范围内大部分为砂层，以淤泥质粉细砂层为主，基坑底部几乎全部位于淤泥质粉细砂层。基坑设计采用 800 mm 厚的地下连续墙+内支撑的围护结构体系。内支撑采用 3 道支撑体系，第一道为具有一定刚度的冠梁，第二、三道为Ф 600、 t=14 的钢管，在灌梁和斜撑上共埋设 13 个钢筋混凝土支撑轴力监测点。基坑监测点平面位置见图1。

由于基坑开挖深度较大且附近有一级公路高架桥和铁路双线桥，属于一级基坑，必须通过监测随时掌握土层和支护结构的内力变化情况，将监测数据与设计预估值进行分析对比，以判断前一步施工工艺和施工参数是否符合预期值，以确定优化下一步施工参数，以此达到信息化施工的目的，确保工程安全。 2轴力监测的原理对于混凝土支撑，目前实际工程采用较多的是钢弦式应力计方法测量钢筋的应力，其基本原理是利用振动频率与其应力之间的关系建立的。受力后，钢筋两端固定点的距离发生变化，钢弦的振动频率也发生变化，根据所测得的钢弦振动频率变化即可求得弦内应力的变化值。其计算公式如下： Pg＝K ( ) + b ⑴ Pg 平均= (P1+P2+P3+P4+…+Pn) /n ⑵ δg=Pg 平均/Sg ⑶ P混凝土=δg·S混凝土·E混凝土/Eg ⑷ 式中 Pg———钢筋计轴力； Pg 平均———钢筋计荷载平均值；δg———钢筋计应力值； Sg———钢筋计截面积； P混凝土———混凝土桩荷载值； E混凝土———混凝土弹性模量； Eg———钢筋弹性模量；S混凝土———混凝土桩横截面积。在监测中由于内外部温差变化以及混凝土徐变特性会使钢筋应力计产生一定的伸缩变形，引起其自振动频率变化，因此必须采取必要的修正参数进行温差改正，以

4.2 轴心受压构件承载力计算

轴心受压构件承载力计算按照箍筋配置方式不同，钢筋混凝土轴心受压柱可分为两种：一种是配置纵向钢筋和普通箍筋的柱(图4.2.1a)，称为普通箍筋柱；一种是配置纵向钢筋和螺旋筋（图）或焊接环筋(图4.2.1c)的柱，称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。需要指出的是，在实际工程结构中，几乎不存在真正的轴心受压构件。通常由于荷载作用位置偏差、配筋不对称以及施工误差等原因，总是或多或少存在初始偏心距。但当这种偏心距很小时，如只承受节点荷载屋架的受压弦杆和腹杆、以恒荷载为主的等跨多层框架房屋的内柱等，为计算方便，可近似按轴心受压构件计算。此外，偏心受压构件垂直于弯矩作用平面的承载力验算也按轴心受压构件计算。一、轴心受压构件的破坏特征按照长细比的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当≤8时属于短柱，否则为长柱。其中为柱的计算长度，为矩形截面的短边尺寸。 1．轴心受压短柱的破坏特征配有普通箍筋的矩形截面短柱，在轴向压力N作用下整个截面的应变基本上是均匀分布的。N较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形。随着荷载的增大，构件变形迅速增大。与此同时，混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增长逐渐变慢，而钢筋应力的增加则越来越快。对配置HPB235、HRB335、HRB400、RRB400级热轧钢筋的构件，钢筋将先达到其屈服强度，此后增加的荷载全部由混凝土来承受。在临近

破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏（图4.2.2）。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变=，相应的纵向钢筋应力值=E s=2×105×mm2=400N/mm2。因此，当纵向钢筋为高强度钢筋时，构件破坏时纵向钢筋可能达不到屈服强度。设计中对于屈服强度超过400N/mm2的钢筋，其抗压强度设计值只能取400N/mm2。显然，在受压构件内配置高强度的钢筋不能充分发挥其作用，这是不经济的。 2.轴心受压长柱的破坏特征对于长细比较大的长柱，由于各种偶然因素造成的初始偏心距的影响是不可忽略的，在轴心压力N作用下，由初始偏心距将产生附加弯矩，而这个附加弯矩产生的水平挠度又加大了原来的初始偏心距，这样相互影响的结果，促使了构件截面材料破坏较早到来，导致承截能力的降低。破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯向外凸出，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡并将凸边混凝土拉裂而破坏（图4.2.3）。试验表明，柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破坏”。由上述试验可知，在同等条件下，即截面相同，配筋相同，材料相同的条件下，长柱承载力低于短柱承载力。在确定轴心受压构件承截力计算公式时，规范采用构件

支撑轴力

深基坑钢支撑轴力作用指导书随着城市建设的迅猛发展，城市中心深基坑工程也越来越多，深基坑支护体系的结构计算和现场测试信息化施工也显示出其重要的意义。钢支撑轴力监测则是反映支撑结构计算成果与施工工况的差距是否合理。同时也是深基坑开挖施工过程中预警的一个最直观的方法。测量目的：基坑围护支撑体系处于动态平衡之中，随着基坑施工工况的变化建立新的平衡。通过支撑轴力监测，可及时了解钢支撑受力及其变化情况，准确判断基坑围护支撑体系稳定情况和安全性，以指导基坑施工程序、方法，确保基坑施工安全。测量原理：通过设置在仪器内部的振弦，感知仪器轴向应变，通过其自身频率的变化反映出来的，他们之间的差别主要就是在于安装及费用方面。观测方法：使用FX-180型多功能读数仪进行测量，一般情况下轴力计的电缆线分为红色和黑色，先打开读数仪，将仪器模式切切换到F模式下，测量时将读数仪的鳄鱼夹红色的夹子夹到轴力计红色的电缆线上，黑色的夹子夹到黑色的电缆线上，读取读数仪显示屏上F值并做好记录。计算方法：将现场记录的数据检查时间、观测员、记录员是否准确、清晰。在将

检查合格的数据输入电脑，计算出刚支撑的受力p，计算公式如下： P=K（f02-fi2） P：应力（单位KN）； f0:初始频率； fi:本次频率； k:标定系数；将计算出的受力整理成表、画出曲线图。做好分析报告，上报有关单位。报警应急措施：支撑轴力计是随基坑开挖围护结构变形或位移直接影响支撑受力的。当支撑受力达到报警时，分析报警的原因及因素，做好书面报告。及时通知各有关单位，特别是施工单位，采取相应措施，以保证基坑的安全性和稳定性。注意事项：装有轴力计的基坑一般为深基坑，在观测时必须做好安全三宝（安全帽、安全绳、安全网），雨天观测注意仪器的保护。我们使用的仪器都是电子仪器，雷雨天最好别进行观测，以防雷击。

混凝土弹性模量试验

混凝土弹性模量试验公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

检测参数标准化流程 1 参数名称水泥混凝土棱柱体抗压弹性模量 2 名称解释水泥混凝土棱柱体抗压弹性模量是在静力作用下，应力有应变的比值，应力取混凝土棱柱体轴心抗压强度的三分之一。 3 标准规范《试验机通用技术要求》（GB/T2611-1992 ）《液压式压力试验机》（GB/T3722-1992）《水泥混凝土试件制作与硬化水泥混凝土现场取样方法》（T0521-2005）《水泥混凝土棱柱体轴心抗压强度试验方法》（T0555-2005）《杠杆千分表产品质量分等》（JB/T 54251-1994） 4目的和适用范围本方法是测定水泥混凝土在静力作用下的受压弹性模量方法，水泥混凝土的受压弹性模量取轴心抗压强度1/3的对应的弹性模量。 5 设备与要求（1）压力试验机或万能试验机应符合《液压式压力试验机》(GB／ T3722-1992)及《试验机通用技术要求》(GB／T 2611-1992)，其测量精度为±1％，试件破坏荷载应大于压力机全量程的20％且小于压力机全量程的80％。（2）球座：应符合T0551的2.4要求。（3）微变形测定仪：符合《杠杆千分表产品质量分等》中技术要求，千分表2个（0级或1级），或精度不低于0.001mm的其他仪表。（4）微变形测量仪固定架二对：标距150mm，金属刚性框架，正中为千分表插座，两端有三个圆头长螺杆，可以调整高度。（5）其它：502胶水、平口刮刀、小一字螺丝刀、直尺、铅笔等 6 环境要求（1）实验室温湿度要求应满足：温度10℃～30℃，相对湿度大于50% （2）砼标准养护温度20℃±2℃，相对湿度大于95%;标准养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔10-20mm，试件表面应保持潮湿，并不得用水直接冲淋。7样品要求