中國與日本基坑鋼支撐體系的應(yīng)用比較(2)

1、中國與日本基坑鋼支撐體系的應(yīng)用比較(2)3 中日基坑鋼支撐體系設(shè)計(jì)方法對(duì)比3. 1日本基坑鋼支撐種類根據(jù)日本的環(huán)境基本法、資源有效利用促進(jìn)法，日本對(duì)建筑垃圾的主導(dǎo)方針是盡可能不從施工現(xiàn)場(chǎng)排出建筑垃圾。由于鋼筋混凝土支撐最終需要鑿除外運(yùn)，形成建筑垃圾，而鋼支撐為裝配式結(jié)構(gòu)體系，綠色環(huán)保，可重復(fù)利用，不產(chǎn)生建筑垃圾。因此，基坑鋼支撐體系在日本得到廣泛應(yīng)用，是基坑支撐的主要結(jié)構(gòu)形式。日本的基坑鋼支撐體系有以下幾種： 水平支撐體系、拉錨體系、斜撐體系與拉桿體系。其基本結(jié)構(gòu)形式如圖7所示。其中，水平支撐體系由型鋼腰梁、雙向水平支撐梁、端部斜撐、角撐和立柱組成，如圖8所示。3. 2中日水平鋼支撐體系設(shè)計(jì)方

2、法對(duì)比3. 2. 1設(shè)計(jì)依據(jù)對(duì)比日本的水平鋼支撐設(shè)計(jì)依據(jù)為道路土工仮設(shè)構(gòu)造物工指針； 中國的基坑鋼支撐設(shè)計(jì)依據(jù)為基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-2012和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003.3. 2. 2腰梁設(shè)計(jì)方法對(duì)比日本將鋼腰梁的計(jì)算模型簡化為兩端簡支的壓彎構(gòu)件，以45°端部斜撐為例，其計(jì)算跨度為l1+l2（ 見圖9） ,軸壓力的計(jì)入跨度如圖10所示； 中國將鋼腰梁的計(jì)算模型簡化為連續(xù)梁，構(gòu)件也按壓彎構(gòu)件計(jì)算，但計(jì)算跨度為相鄰支撐點(diǎn)的中心距。3. 2. 3水平支撐設(shè)計(jì)方法對(duì)比日本將水平支撐的計(jì)算模型簡化為以支撐為支座的簡支梁，按壓彎構(gòu)件計(jì)算。彎矩為支撐在自重以及豎向施工荷載作用下

3、產(chǎn)生的，軸力為基坑側(cè)壁傳遞的壓力，水平支撐計(jì)入側(cè)向壓力的范圍如圖11所示。中國也按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)水平支撐，但模型簡化規(guī)則如下：有立柱時(shí)，宜按空間框架計(jì)算；當(dāng)豎向荷載較小時(shí)，可按連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算跨度可取相鄰立柱的中心距。日本的水平支撐繞強(qiáng)軸計(jì)算長度為相鄰立柱間距，若無立柱，則為支撐全長； 中國的水平支撐繞強(qiáng)軸計(jì)算長度規(guī)則與日本相同。日本的水平支撐繞弱軸的計(jì)算長度有以下幾種情況：支撐兩端均為基坑側(cè)壁或立柱，計(jì)算長度為l;支撐一端為基坑側(cè)壁或立柱，另一端為垂直相交的水平支撐，計(jì)算長度為1. 5l;支撐兩端均為垂直相交的水平支撐，計(jì)算長度為1. 5l.中國的水平支撐繞弱軸的計(jì)算長度規(guī)則如下：無水平支撐交

4、匯，取支撐實(shí)際長度；有水平支撐桿件交匯，取與支撐相交相鄰水平支撐桿中心距；水平支撐交匯點(diǎn)不在同一平面，取與支撐相交的相鄰水平支撐桿件中心間距的1. 5倍。日本的水平支撐溫度荷載取值為1t/； 而中國的水平支撐溫度荷載按經(jīng)驗(yàn)取值，長度超過40m的支撐考慮10% 20%的支撐內(nèi)力變化。3. 2. 4立柱設(shè)計(jì)方法對(duì)比日本將立柱簡化為軸壓構(gòu)件； 中國的模型簡化方法如下：當(dāng)支撐體系按框架計(jì)算時(shí)，將立柱簡化為偏心受壓構(gòu)件；當(dāng)支撐體系水平構(gòu)件按連續(xù)梁計(jì)算時(shí)，將立柱簡化為軸心受壓構(gòu)件。日本的立柱計(jì)算長度如圖12所示，中國的立柱計(jì)算長度規(guī)則如下：底層立柱計(jì)算長度 至基坑底面的凈高度與立柱直徑或邊長的5倍之和；其

5、他層立柱計(jì)算長度2層水平支撐間的中心距。4 結(jié)語與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土基坑支撐相比，鋼結(jié)構(gòu)支撐具有綠色環(huán)保、可重復(fù)利用、能快速形成剛度等優(yōu)點(diǎn)，并可通過與液壓千斤頂配套使用對(duì)支撐施加并實(shí)時(shí)調(diào)整預(yù)壓力。我國雖然對(duì)基坑鋼結(jié)構(gòu)支撐的研究與應(yīng)用開始較早，然而由于政策導(dǎo)向、材料與人力資源成本的原因，鋼結(jié)構(gòu)支撐并未得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。相反，基坑鋼結(jié)構(gòu)支撐在日本已發(fā)展為主要的基坑支撐形式。本文通過對(duì)比中國與日本的鋼結(jié)構(gòu)支撐體系設(shè)計(jì)方法，明確了兩國設(shè)計(jì)方法的異同，為進(jìn)一步研究與推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)支撐體系在我國的應(yīng)用提供了參考。參考文獻(xiàn)：1 中國建筑科學(xué)研究院。建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程：JGJ120-2012S.北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2012.2 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院。建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造：11SG814S.北京： 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院，2011.3 梁沛。鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用J.廣東建材，2009（4） :74-76.4 連秀艷，