[心得]浅议基坑支撑体系杆件采用弹性材料的潜在危害 [复制链接]

我想诸位同行在分析支撑体系时一般采用同济启明星和理正，这两个程序对支撑（梁）单元材料假定为线弹性的，也就是说，在围令上施加了计算所得的支撑轴力（每m），只要支撑变形足够大，总归是可以得到结构的。 -uH#VP{0M  
比方说，100kN/m施加在支撑体系上，得到的位移为10mm；300kN/m施加在支撑体系上，得到位移为30mm，总归是可以得到结果的，无非是位移大小而已；而一般只要位移不是特别大，比如说控制在35mm以内，大家都认为支撑体系时可以接受的。

但是，实际上，随着支撑内力的增大，某些杆件可能屈服（产生塑性胶）而影响整个系统的内力重新分配。 ,2]X}&{i  
而采用弹性杆件确没有内力重分配的概念，这和实际不太相符。 z7-k`(l4  
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当然，非常有经验的工程师，可以根据支撑系统的最大位移来判断支撑系统是否还是处于弹性，或者根据杆件的界面和内力来判断杆件和支撑系统是否已经屈服。 而对于经验不过的工程师，可能“想都不想”就接受程序计算的结果了。我觉得这是有一定风险的。所以这两天，结合一个投标项目，作了一点对比计算（杆件弹性和杆件弹塑性对比计算），希望能够抛砖引玉，引起大家的重视。

为什么我选择这个例子，是因为，我把自己“赌”在了圆环支撑体系上了，一点圆环实效，5年之内不得执业了，呵呵。 x#C@8Bxq=  
当然有专家把关，在说服专家之前，自己最好很有信心，呵呵。 0L^u2HZYL  
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如果大家需要看大图，只许点击图片即可放大。

这是计算简图，施加100kN/m，通过不断放大荷载的倍数，来最终确定支撑体系的承载能力（荷载放大系数从1~5,考虑每次增量0.1），简单来说，第一次加载100kN,如果计算通过，第二次荷载变为110kN，如果计算通过，第三次变为120kN,。。。。。。一直加到500kN

先介绍一下采用弹性材料的计算结果； _ :^7a3I  
杆件C30混凝土，截面大小就不具体介绍了。 w>~M}Ahj  
很显然，500kN加上去一点问题都没有，只不过位移大了点。

很显然，位移，内力大得离谱，但是计算确是收敛的，毫无问题。当然，这时候就要发挥工程师的主观能动性了，从位移20cm上判断出，要么支撑体系刚度小了，要么荷载太大了。需要进一步调整。 ,{<p  
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以下是杆件采用弹塑性材料模拟的结果。 @"1}16b#f  
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粉红色杆件为进入塑性区域杆件。

如果杆件采用弹塑性材料，即混凝土采用C30，钢筋fy=fc=300Mpa，则是另外一种计算结果。 sx-F8:Qa  
首先，系统在加载到340kN的时候失效了（计算不收敛）。其次，有好几根杆件进入塑性状态。

采用塑性材料模拟杆件，很显然，系统的承载能力由几根比较关键的杆件决定，在细化方案的时候，仅需局部调整，就可以优化方案提高支撑系统承载能力。或者说，在相同承载力的条件下，节约材料。 1NGyaI  
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不过，现在很多支撑体系的设计是控制刚度设计，根本不允许杆件进入塑性状态，有时候截面巨大无比，承载力的30％也没有利用，此时，可能讨论这个问题就没有基础了，呵呵。 X2P``YFV{  
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如果诸位有什么想法，欢迎交流。 ;KS`,<^-  
最近比较忙，可通过邮件讨论geofem@126.com

还有就是补充以下就是，杆件（结构单元），核心材料采用理想弹塑性模型（抗拉，抗压强度取C30取），钢筋也是理想弹塑性材料。 '^B3pR:  
所谓理想弹塑性材料就是，达到屈服后，应力不在增加，但是变形可以不断增加。当然模型中没有考虑软化，硬化等实际中出现的问题，也就是说没有考虑混凝土的脆性破坏和钢筋的脆性断裂。

大家对这个问题有什么看法？可以留言讨论嘛，呵呵。

最近整理了一个用该思路设计的工程实例，已经投了本次基坑会议论文，感兴趣的朋友可以留意一下。

请问楼主 “本次基坑会议论文”具体是指哪个？