[发明专利]锚杆抗浮地下室整体协同设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锚杆抗浮地下室设计方法，特别是一种锚杆抗浮地下室整体协同设计方法。

背景技术

目前，现有的锚杆抗浮地下室设计方法中将锚杆作为底板的不动支点进行设计，相当于选取了刚度为无限大的锚杆，没有考虑锚杆受力产生的形变，使得设计结果安全性较低，容易造成安全事故。而且，现有的锚杆抗浮地下室设计方法中锚杆的抗浮受力计算简单的以锚杆的从属面积乘以抗浮水头确定，导致为了满足抗浮受力需要较多的锚杆数量，不仅增加的工程成本，还延长了施工工期。因此，现有的锚杆抗浮地下室设计方法存在着安全性较低、锚杆数量较多、工程成本较高和施工工期较长的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种锚杆抗浮地下室整体协同设计方法。本发明不仅具有安全性高的优点，还能够减少锚杆数量，降低工程成本和缩短施工工期。

本发明的技术方案：锚杆抗浮地下室整体协同设计方法，包括以下步骤：

a、采用公式E_CS＝(E_CA_C+E_SA_S)/(A_S+A_C)，通过加权平均的方法计算锚杆弹性模量E_CS，其中E_S和A_S分别为锚杆锚筋的弹性模量及面积，E_C和A_C分别为锚杆砂浆的弹性模量及面积，得锚杆弹性模量E_CS；

b、基于明德林位移解来通过锚杆弹性模量E_CS推导锚杆弹性位移，得锚杆弹性位移ω；

c、通过公式K＝P/ω计算锚杆的理论弹性刚度K，其中P为锚杆的拉力，ω为锚杆弹性位移，得锚杆的理论弹性刚度K；

d、根据锚杆的理论弹性刚度K计算锚杆的实际弹性刚度K′，K′等于0.5K～0.7K，得锚杆的实际弹性刚度K′；

e、使用有限元软件将锚杆作为一个弹簧建入整体模型，进行受力分析和锚杆抗浮计算，弹簧的弹性系数等于锚杆的实际弹性刚度K′。

前述的锚杆抗浮地下室整体协同设计方法中，所述步骤b中的通过锚杆弹性模量E_CS推导锚杆弹性位移的公式为，

ω=P(1+μ)8πEL(1-μ)[(4-4μ)ln100+8(1-μ)2ln2+0.5]+P2EcsA*L,]]>其中P为锚杆的拉力，μ为岩土的泊松比，E为岩土的弹性模量，L为锚杆的长度，A为锚杆的面积，得锚杆弹性位移ω。

前述的锚杆抗浮地下室整体协同设计方法中，所述步骤e中的有限元软件为SAP有限元分析软件、ETABS有限元分析软件或MIDAS有限元分析软件，整体模型包括上部结构压重、弹簧和地下室结构模型。