一种基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法及装置

本发明涉及智能建筑，具体涉及一种基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法及装置。

背景技术：

1、随着城市化和地下空间的不断开发利用，高层建筑的建造、大型市政设施的施工、以及大量地下空间的开发促使基坑工程快速发展，相关工程技术逐渐走向成熟，基坑工程呈现“大、紧、深、近”等发展趋势，基坑工程逐渐呈现发展快、分布区域广、基坑面积大、深度深、周边环境复杂等特点，越来越多的大型深基坑工程需要安全、便捷、快速和经济的支护技术，基坑工程的技术手段得到改进和创新。其中，预应力鱼腹式钢支撑技术通过研发和实验研究，在全国一系列工程中得到了成功的应用。该技术可实现对基坑变形的可靠控制，对支撑材料实现回收和重复使用，达到了基坑工程的绿色支护与节能减耗的目标。

2、然而，预应力鱼腹式钢支撑体系作为钢支撑技术，在国内引进、起步、发展相对较晚，关于理论和应用方面的研究尚不完善，特别是在平面布设方面过度依赖设计人员的经验，并需要有限元仿真辅助，致使施工单位在设计使用时难度较大。实际工程应用中，也常常出现角撑处基坑位移过大的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法及装置，解决了由于现有技术导致角撑处基坑位移过大的问题。

2、根据第一方面，本发明实施例提供了一种基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法，包括：

3、获取基坑尺寸以及角撑数据，根据所述角撑数据构建角撑平衡条件；

4、利用所述基坑尺寸以及所述角撑平衡条件，确定基坑的对撑布置参数；

5、通过所述对撑布置参数对所述基坑进行平面布设。

6、本发明实施例提供的基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法，解决了预应力鱼腹梁支撑体系的平面布置位移过大的问题，根据合理布置使基坑平面的坑内水平位移达到最小的原则，通过数值软件对基坑平面进行有限元模拟并进行有限元分析，查看对比基坑水平位移的变化情况，探索基坑水平位移随鱼腹梁尺寸变化的规律，得出预应力鱼腹梁结构的最佳规格与基坑尺寸之间的关系公式，最终根据基坑尺寸就能得合理的鱼腹梁结构的尺寸，从而更好地进行平面布置和结构设计，达到更好控制基坑水平位移的目的。

7、结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述根据所述角撑数据构建角撑平衡条件，包括：所述角撑数据包括所述基坑的角撑边长度、短边支撑范围以及长边支撑范围，

8、设置所述角撑角度；

9、根据预设均布荷载、所述角撑角度、所述角撑边长度、所述短边支撑范围以及所述长边支撑范围，确定角撑两端平衡条件。

10、结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，通过以下公式表示所述角撑两端平衡条件：

11、（m+a1）*q=（m+b1）*q→a1=b1

12、其中，q为所述预设均布荷载，m为所述角撑边长度，a1为所述短边支撑范围，b1为所述长边支撑范围。

13、结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述利用所述基坑尺寸以及所述角撑平衡条件，确定基坑的对撑布置参数，包括：所述基坑尺寸包括基坑长边尺寸以及基坑短边尺寸，其中，

14、根据所述基坑长边尺寸以及所述基坑短边尺寸，计算基坑长宽比；

15、构建鱼腹梁尺寸与基坑尺寸的布设关系公式；

16、将所述基坑长宽比以及所述布设关系公式确定为对撑布置参数。

17、结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述构建鱼腹梁尺寸与基坑尺寸的布设关系公式，包括：

18、对所述鱼腹梁尺寸与所述基坑尺寸进行分析处理，确定所述鱼腹梁尺寸与所述基坑尺寸的变化公式；

19、通过以下公式所述变化公式：

20、l=0.0044a2+0.4297a

21、其中，l所述鱼腹梁尺寸，a为所述基坑尺寸；

22、获取所述基坑的预应力鱼腹梁按跨度类型以及所述基坑尺寸的临界值；

23、利用所述预应力鱼腹梁按跨度类型以及所述基坑尺寸的临界值，对所述变化公式进行修正，确定所述布设关系公式。

24、结合第一方面第三实施方式，在第一方面第五实施方式中，通过以下公式表示所述布设关系公式：

25、

26、其中，l为所述鱼腹梁尺寸，a为所述基坑尺寸，a0为所述基坑尺寸的临界值。

27、结合第一方面第三实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述通过所述对撑布置参数对所述基坑进行平面布设，包括：

28、通过所述基坑长宽比以及预设要求对所述基坑进行分割，确定分割结果；

29、利用所述基坑尺寸以及所述布设关系公式，对所述分割结果进行计算，得到鱼腹梁尺寸。

30、本发明实施例提供的基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法，解决了预应力鱼腹梁支撑体系的平面布置位移过大的问题，根据合理布置使基坑平面的坑内水平位移达到最小的原则，通过数值软件对基坑平面进行有限元模拟并进行有限元分析，查看对比基坑水平位移的变化情况，探索基坑水平位移随鱼腹梁尺寸变化的规律，得出预应力鱼腹梁结构的最佳规格与基坑尺寸之间的关系公式，最终根据基坑尺寸就能得合理的鱼腹梁结构的尺寸，从而更好地进行平面布置和结构设计，达到更好控制基坑水平位移的目的。

31、根据第二方面，本发明实施例提供的基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设装置，包括：

32、第一处理模块，用于获取基坑尺寸以及角撑数据，根据所述角撑数据构建角撑平衡条件；

33、第二处理模块，用于利用所述基坑尺寸以及所述角撑平衡条件，确定基坑的对撑布置参数；

34、第三处理模块，用于通过所述对撑布置参数对所述基坑进行平面布设。

35、本实施例提供的基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设装置，解决了预应力鱼腹梁支撑体系的平面布置位移过大的问题，根据合理布置使基坑平面的坑内水平位移达到最小的原则，通过数值软件对基坑平面进行有限元模拟并进行有限元分析，查看对比基坑水平位移的变化情况，探索基坑水平位移随鱼腹梁尺寸变化的规律，得出预应力鱼腹梁结构的最佳规格与基坑尺寸之间的关系公式，最终根据基坑尺寸就能得合理的鱼腹梁结构的尺寸，从而更好地进行平面布置和结构设计，达到更好控制基坑水平位移的目的。

36、根据第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法。

37、根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法。

技术特征：

1.一种基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述角撑数据构建角撑平衡条件，包括：所述角撑数据包括所述基坑的角撑边长度、短边支撑范围以及长边支撑范围，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下公式表示所述角撑两端平衡条件：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述基坑尺寸以及所述角撑平衡条件，确定基坑的对撑布置参数，包括：所述基坑尺寸包括基坑长边尺寸以及基坑短边尺寸，其中，

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述构建鱼腹梁尺寸与基坑尺寸的布设关系公式，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过以下公式表示所述布设关系公式：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述对撑布置参数对所述基坑进行平面布设，包括：

8.一种基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法。

技术总结
本发明公开一种基于预应力鱼腹式钢支撑体系的平面布设方法及装置，方法包括：获取基坑尺寸以及角撑数据，根据角撑数据构建角撑平衡条件；利用基坑尺寸以及角撑平衡条件，确定基坑的对撑布置参数；通过对撑布置参数对基坑进行平面布设。本发明解决了预应力鱼腹梁支撑体系的平面布置位移过大的问题，根据合理布置使基坑平面的坑内水平位移达到最小的原则，探索基坑水平位移随鱼腹梁尺寸变化的规律，得出预应力鱼腹梁结构的最佳规格与基坑尺寸之间的关系公式，最终根据基坑尺寸就能得合理的鱼腹梁结构的尺寸，从而更好地进行平面布置和结构设计，达到更好控制基坑水平位移的目的。

技术研发人员：朱红光,庞森,周紫情,王长军,倪亚东,唐葆华,许丹丹
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13