根據慣用設計法及彈塑性法的擋土工程分析/圖紙製作程式
(基於中國的建築規範、土木規範)

擋土工程設計·3DCAD(中國規範) Ver.2

初版發佈:2011.08.09

擋土工程設計・3DCAD
(中國規範/中文版) Ver.2
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程式概要

本產品是以在日本銷售的「擋土工程設計·3DCAD軟體」為基礎,對應中國規範(「建築基坑支護技術規定(JGJ120-99)等」)所開發的產品。能夠在不同挖掘施工情況下使用「慣用法」與「彈性(支點)法」進行驗證。此外,包括對挖掘底面穩定度進行驗證(沸沙、管涌、隆起、地基膨脹)在內,能夠對確定埋入長度進行基於傾倒驗證或圓弧滑動法的整體穩定性檢查。

▲主畫面

▲3D顯示(支撐梁+錨栓 並用的施工)

▲初始數據輸入介面(承重梁支撐工程)

程式的功能及特點

結構類別

  • 挖掘平面形狀為矩形(最多同時進行4面設計)或直線形狀(1面設計)
  • 突出形(支援水中挖掘)

土壓理論的思考方式

雖然日本規範與中國規範在基礎考量上大致相同,但在細節上有諸多不同。對於土壓的思考方式是其不同點的代表。在中國規範(JGJ120-99)中是基於Rankine土壓理論來思考土壓問題的。如下圖所示,作為主要施工側的泥土覆蓋重量,在挖掘底面以下深度將不會增加。

▲Rankine土壓理論 ▲中國規範

慣用法

在慣用法的計算中,將進行埋入深度、斷面受力或支撐工程反作用力等計算。自主豎立時為懸臂結構,有支撐工程時根據狀態不同作為單一/多支點結構進行埋入深度或斷面受力的計算。

▲自主豎立時(懸臂結構) ▲多支點結構(等值粱法)

彈性法

使用本產品,可以使用被認為與日本的彈塑性法級別相近的「彈性法」進行擋土牆的斷面受力計算,支撐工程反作用力計算。根據水平地基彈簧或切梁彈簧、錨栓彈簧等產生計算模型,進行結構計算


▲彈性法的計算模型

斷面計算

可計算的斷面型別大致分為鋼斷面(鋼板樁墻、主樑、鋼管板樁墻等)及混凝土斷面(地下連續墻體),混凝土斷面的計算將使用近日即將發佈的「RC斷面計算(中國版)」的計算單位。

整體穩定性驗證(圓弧滑動法)

本產品能夠基於圓弧滑動法對整體穩定性進行驗證。參考輸入的地質條件或水位,承重條件(上層承重等),對是否滿足「臨界滑動面的安全概率(靜止力矩/滑動力矩)≥必要安全概率」進行驗證。


▲圓弧滑動法

▲初始輸入介面 ▲驗證專案
設定介面
▲計算結果確認介面(圓弧滑動法)

計算內容

作為計算方法,本程式對應被認為與「慣用法」及日本的彈塑性法程度相近的「彈性法」。在進行斷面受力計算時,將根據各種挖掘作業狀況的不同進行框架分析(圖9·圖10)。除此之外,也可對挖掘底面的穩定性、整體穩定性進行驗證(圓弧滑動法),也可驗證確定埋入長度的傾倒。

▲框架分析模型(慣用法) ▲框架分析模型(彈性法)

確認計算結果

在「計算結果確認」介面,可以確認使用慣用法或彈性法得到的計算結果的總概括表及詳細資訊(埋入部分的穩定性計算結果或介面受力、位置變化、支撐工程反作用力)。有關斷面受力可確認根據不同挖掘施工狀況得出的框架分析結果。除此之外,關於墻體斷面驗證或支撐工程、挖掘底面穩定性、圓弧滑動法等也可進行概括結果和詳細數據的確認。

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▲計算結果確認(慣用法的結果總括表) ▲計算結果確認(慣用法的詳細計算結果)

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▲計算結果確認(結構分析結果) ▲計算確認(圓弧滑動法)

列印功能

計算結果報告的列印(預覽)功能,包含將設計條件與計算結果的詳細資訊全部囊括的「全部列印」(圖 15)、列印僅包括設計條件資訊的「設計條件」或省略計算過程只列印各項驗證結果一覽表的「結果一覽」(圖16)等選項。此外,也可以進行只列印特定章節,刪除特定驗證專案等具體內容的調整。

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▲製作計算結果報告(全部列印) ▲製作計算結果報告(結果一覽)

適用範圍

計算方法 慣用法(埋入長度計算,斷面受力計算,支撐工程反作用力計算,壁體應力程度驗證)
彈性法(斷面受力計算,支撐工程反作用力計算,壁體應力程度驗證)
擋墻 鋼板樁墻、輕型鋼板樁墻、柱狀橫檔板墻、鋼管板樁墻、SMW墻、地下連續鋼板樁墻
支撐工程 自立式、切削式支護、錨栓式支護、切削·錨栓並用式支護
底面穩定度 砂湧、管湧、隆起、地基膨脹
其它 整體穩定性驗證(圓弧滑動法)、傾倒驗證、抗滲透性驗證等

適用規範及參考文獻

適用規範
  • 建築擋土工程支護技術規定(JGJ 120-99)
  • 建築邊板工程技術規範(GB 50330-2002)
  • 建築地基基礎設計基準(GB 50007-2002)

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 擋土工程設計·3DCAD(中國規範)
版本 發佈日期 版本升級主要內容
2.00.00 11/08/09 新發布

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