理正软件学习指南1.docx

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理正软件学习指南1

第二章单元计算

2.1使用手册

2.1.1总体介绍

单元计算的总界面为：

1.单元计算的操作流程：

设定工作目录-->进入单元计算-->选择支护类型-->交互基坑侧壁重要性系数-->交互原始数据或读入数据-->各种计算-->施工图前处理-->施工图-->生成报表-->数据文件存盘-->退出。

2.工作目录

本系统要求设定一个工作目录，计算中所生成的中间文件，原始数据文件，结果文件等均生成在此工作目录下。

同一个工作目录下可做任意多个单元的计算，只要在系统提示存盘时起不同的文件名即可。

3.支护类型

单元计算的支护类型有排桩、连续墙、水泥土墙、土钉墙、天然放坡五种。

支护结构选型可参照《规范》3.3。

可通过下列工具条切换，也可通过菜单切换。

4.基坑侧壁重要性系数

可参照《规范》3.1，在下图所示的工具条中交互。

5.数据保存

单元计算的数据可以保存到磁盘上。

原始数据：

系统规定文件名为*.DYD；

计算结果数据：

保存与原始数据同名的*.DYA文件中；

包括内力计算结果、选筋结果及其它计算结果。

数据文件的读、写通过“文件”菜单中的“读入数据...”、“保存数据...”功能实现。

6.显示控制

可通过“显示控制”菜单中的功能打开或关闭工具条、状态条；

也可调整图形窗口与交互窗口的大小；

还可调整图形窗口中图的显示状态。

2.1.2排桩

1.排桩设计的操作流程：

基本数据交互-->嵌固深度计算-->结构计算-->截面计算-->锚杆计算-->抗倾覆验算-->整体稳定性验算-->抗隆起验算-->抗管涌验算-->选筋-->锚杆选筋-->冠梁信息-->环梁信息-->生成施工图-->查看施工图-->生成报表-->查看报表。

因为各个步骤的操作都非常简单，此处不再逐一说明，只将特别注意的几点说明如下。

2.结构计算操作流程。

点“结构计算”，系统自动切换到内力、位移等曲线显示界面，界面上共有四幅图形，分别为土压力、弯矩、剪力、位移。

每一幅图形上都有红蓝两种曲线，分别代表极限平衡法与弹性支点法的计算结果。

由于“极限平衡法”无法算出位移，所以位移曲线中的红色线的值全部为零。

图形下方的工具条如下：

其中，

“选择显示结果”：

选择显示“极限平衡法”或“弹性支点法”（红蓝）的计算结果；

“向下开挖”：

计算下一个施工工况；

“包络图”：

显示到当前计算步骤以前的弯矩、剪力的包络图；

“重新计算”：

将重新从第一步开挖开始计算；

点“查看土压力”按钮将弹出一个对话框，可在其上查看当时计算工况时的主动、被动土压力。

3.注意下列要点。

（1）当存在地下水时，要求用户在水位面将土分成两层，水位以上输入土的天然重度，水位以下输入土的饱和重度。

（2）四幅图形中“土压力”所显示的值为桩间距范围内的土压力，而不是单位宽度的土压力；对“极限平衡法”来说，此土压力为主动、被动土压力迭加后的结果。

对“弹性支点法”来说，此土压力为主动土压力与土弹性抗力迭加后的结果。

（3）四幅图形中“土压力”中所显示的支锚力为单根支锚的支反力，也就是说，如果调整锚杆的水平间距，则支锚力将发生变化。

（4）点击“查看土压力”后，所查到的土压力为单位宽度的土压力。

4.其它规范。

点“其他规范”菜单项后，将弹出《规程》以外的计算方法界面，在此界面上，用户可以作多方面的选择，以适应各地不同的情况，这些选择为：

（1）可以为“极限平衡法”、“弹性支点法”选择不同类型的土压力模型。

（2）作弹性分析时，除m法以外，用户还可选择C、K法模型。

（3）用户可以通过“主动土压力修正系数”、“被动土压力修正系数”“水压力调整系数”对土压力进行调整。

（详见技术条件）

（4）作其他非规范计算时，用户拥有更加灵活的各种调整系数。

2.1.3连续墙

连续墙设计的操作流程与排桩完全相同。

2.1.4水泥土墙

1.水泥土墙设计的操作流程为：

基本数据交互-->嵌固深度计算-->墙厚计算-->结构计算-->截面计算-->抗倾覆验算-->滑移验算-->整体稳定性验算-->抗隆起验算-->抗管涌验算-->生成施工图-->查看施工图-->生成报表-->查看报表。

必须注意必须先算嵌固深度，再算墙厚，因为前者影响后者。

2.结构计算操作流程。

点“结构计算”按扭后，系统自动切换到内力、位移曲线显示界面，界面上共有四幅图形，分别为土压力、弯矩、剪力、位移。

每一幅图形上都有红蓝两种曲线，分别代表极限平衡法与弹性支点法的计算结果。

由于“极限平衡法”无法算出位移，所以位移曲线中的红色线的值全部为零。

图形的下方的工具条如下：

其中，“选择显示结果”：

可选择显示“极限平衡法”、“弹性支点法”（红蓝两种）计算结果；点击“重新计算”：

将重新从第一步开挖开始计算；点击“查看土压力”：

将弹出一个对话框，可在其上查看当前计算工况时的主动、被动土压力。

3.注意下列要点。

（1）当存在地下水时，要求用户在水位面将土分成两层，水位以上输入土的天然重度，水位以下输入土的饱和重度。

（2）四幅图形中“土压力”为单位宽度的土压力；对“极限平衡法”来说，此土压力为主动、被动土压力迭加后的结果。

对“弹性支点法”来说，此土压力为主动土压力与土弹性抗力迭加后的结果。

（3）点击“查看土压力”按钮后所查到的土压力为单位宽度的土压力。

（4）本系统可以考虑矩形与格栅两种截面型式，可点“截面选择”按钮选择。

4.其它规范。

点“其他规范”菜单项后，将弹出《规程》以外的计算方法界面，在此界面上，用户可以作多方面的选择，以适应各地不同的情况，这些选择为：

（1）可以为“极限平衡法”“弹性支点法”选择不同类型的土压力模型。

（2）作弹性分析时，除m法以外，用户还可选择C、K法模型。

（3）用户可以通过“主动土压力修正系数”、“被动土压力修正系数”“水压力调整系数”对土压力进行调整。

（4）作其他非规程计算时，用户拥有更加灵活的各种调整系数。

2.1.5土钉墙

1.土钉墙设计的操作流程为：

基本数据交互-->局部抗拉设计-->整体稳定设计-->土钉选筋-->生成施工图-->查看施工图-->生成报表-->查看报表。

2.局部抗拉设计操作流程。

点“局部抗拉设计”按扭后，系统自动切换到局部抗拉设计显示界面，界面上图形显示出每一步开挖的破裂面位置，所需土钉长度。

图形下方的工具条如下：

其中，点击“重新计算”按钮将重新从第一步开挖开始计算；点击“向下开挖”按钮将计算下一个施工工况。

3.整体稳定设计操作流程。

点“整体稳定设计”按扭后，程序弹出对话框，提示输入基坑底面以下稳定计算截止的深度以及土钉允许的最大长度，确定后，自动切换到整体稳定设计显示界面，界面上图形显示出每一步开挖的滑裂面圆心、半径、滑裂面位置，所需土钉长度及土钉内力设计值。

图形下方的工具条与局部抗拉设计相同。

4.注意下列要点。

（1）当存在地下水时，要求用户在水位面将土分成两层，水位以上输入土的天然重度，水位以下输入土的饱和重度。

（2）无论是局部抗拉设计，还是整体稳定设计，在各个土层分界面处，均作为一个施工工况考虑。

（3）施工图的土钉长度程序自动取“局部抗拉计算”与“整体稳定计算”两种结果的较大值。

5.其它规范。

点“其他规范”菜单项后，将弹出非《规程》计算方法界面，在此界面上，用户可以随意改动土钉的长度，系统将根据用户给定的土钉长度计算局部抗拉、整体稳定安全系数。

界面显示及操作过程与前述相同。

2.1.6天然放坡

1.天然放坡设计的操作流程为：

基本数据交互-->稳定计算-->生成施工图-->查看施工图-->生成报表-->查看报表。

2.稳定计算操作流程。

点“稳定计算”按扭后，系统先提示输入基坑底面以下稳定计算截止的深度，然后切换到稳定计算显示界面，界面上图形显示出每一个危险的滑动面位置、圆心、半径、安全系数。

2.2技术条件

2.2.1总体介绍

1.弹性计算中采用的主动土压力与被动土压力：

“矩形分布模式”就是《规程》3.4所述之水平荷载标准值，这种土压力模式开挖面以下主动土压力计算方法与开挖面以上计算方法不同；“零分布模式”与“矩形分布模式”相比，只是在基坑开挖面以下取零；“一般分布模式”就是通常采用的土压力模式，开挖面以上土压力计算方法与“矩形分布模式”相同，而开挖面以下主动土压力计算方法与开挖面以上计算方法也完全相同。

另外，弹性计算时，土压力荷载中不包括被动土压力。

2.极限平衡法计算中采用的主动土压力与被动土压力：

“一般土压力”相当于“弹性计算”中采用的“一般分布模式”;“规程土压力”就是《规程》3.4和3.5所述之水平荷载、抗力标准值。

2.超载对主动土压力的影响：

参见《规程》3.4.2。

3.放坡对主动土压力的影响：

《规程》中未具体规定放坡对主动土压力影响的计算方法，本系统中放坡对主动土压力的影响见下图。

其中q1为放坡坡脚标高处由于放坡引起的土自重压力。

当为多级放坡时，每一级放坡按上述原则单独考虑，不考虑放坡之间的相互影响。

因为放坡引起的土压力变化与超载引起的土压力变化算法不同，因此，当用超载模拟放坡时，将得不到相同的结果，采用超载模拟时的土压力结果偏小。

2.2.2排桩

1.嵌固深度计算:

参见《规程》4.1。

另外，在两道以上支锚时，可以考虑工程桩的影响，具体计算原理与土钉墙中整体稳定计算中超前花管完全相同。

2.结构计算

“极限平衡法”计算理论参见《规程》4.2。

“弹性支点法”计算理论参见《规程》附录B。

计算时还引入以下几个假定：

（1）支锚点的侧向位移不可逆转，即每一工况计算的支锚点位移不能小于前一阶段计算结果，也不能出现反向位移。

（2）回填阶段，地下室楼层位置作为支点，其位移保持不变。

3.截面计算

（1）正截面受弯承载力计算：

见<<规程>>附录D。

注意：

本程序未考虑集中配筋。

（2）斜截面抗剪承载力计算

将图形截面简化成内接正方形后,按矩形截面抗剪计算.

截面限制条件

V≤0.25fcbho/1000

V——截面组合剪力设计值（kN）；

V=1.25Υ0Vc

0——基坑侧壁重要性系数；

Vc——计算得到的剪力标准值（kN）；

fc——砼轴心抗压强度设计值（N/mm2）；

b——截面宽（mm）；

ho——截面有效高度（mm）；ho=h—as

as——钢筋重心到桩外边缘的距离（mm）。

4.锚杆计算

计算方法见<<规程>>4.4。

5.抗倾覆验算

计算方法见<<规程>>4.1。

抗倾覆安全系数k为：

Mp----被动土压力及锚杆力对桩底的弯矩；

Ma----主动土压力对桩底的弯矩。

6.整体稳定性验算

系统提供了瑞点条分法、简化Bishop法、Janbu法三种方法（Janbu法有时迭代不收敛是正常）。

土条重力取法有两种，即所谓总应力法、有效应力法。

有效应力法扣除滑动面处的孔隙水压力。

（1）.瑞典条分法（即《规范》简单条分法）

式中：

k——抗倾覆安全系数；

Mk——抗倾覆弯矩（kN-m/m）,相对滑移中心弯矩；

Mq——倾覆弯矩（kN-m/m）,相对滑移中心弯矩；

n——滑动体分条数；

——基坑侧壁重要性系数;

Wi——第i土条重；Wi=ibi

Ui----第i土条所受浮力（既孔隙水压力）,当采用总应力法时取零。

bi——第i分条宽度（m）；

i——第i分条土加权平均重度（kN/m3）；

Ci——第i分条滑裂面处土体固结快剪粘聚力标准值（kPa）。

i——第i分条滑裂面处土体固结快剪内摩擦角标准值（度）。

i——第i分条滑裂面处中点切线与水平面夹角（度）。

Li——第i分条滑裂面处弧长（m）。

q0----第i分条上部的超载。

注意：

一般情况，安全系数K≥1.3。

具体K值，可根据当地的具体情况确定。

另外，当有工程桩时，可以考虑工程桩的影响，具体计算原理与土钉墙中整体稳定计算中超前花管完全相同。

（2）.简化Bishop法

Bishop于1995年提出一个考虑土条侧面力的土坡稳定分析方法。

假定条件：

土是匀质而各向同性的；滑移土体是一个刚体；按平面问题考虑；条块间既有水平作用力又有切向力。

计算表达式：

其中，

----第I块土条两侧切向力的合力；

在求解过程中，由于未知，故假定其为0,即为简化的Bishop法。

（3）.Janbu法

计算表达式：

7.抗隆起验算

（1）、根据同济大学汪炳鉴先生的建议公式：

式中:

ks——抗隆起稳定性计算的安全系数，一般情况，安全系数为[ks]=1.5；

Υ1——基坑底面到桩（墙）底面处土层的加权平均重度（kN/m3）;地下水位以上取土的天然重度（kN/m3）;地下水位以下取土的浮重度（kN/m3）；

Υ2——桩（墙）顶面到桩（墙）底面处土层的加权平均重度（kN/m3）;地下水位以上取土的天然重度（kN/m3）;地下水位以下取土的浮重度（kN/m3）；

D——桩（墙）的入土深度（m）；

H——基坑的开挖深度（m）；

q——未开挖侧顶面的地面超载（kPa）；

Nq,Nc——地基极限承载力系数.根据不同地基承载力公式.选用不同的计算方法。

本系统采用普朗德尔和太沙基两种公式分别计算。

根据普朗德尔（Prandt1）地基承载力公式：

对于特殊情况：

当c＝0时，仍采用上式。

当＝0时：

Nq=1.0

Nc=5.14

根据太沙基（Terzaghi）地基承载力公式：

对于特殊情况：

当c＝0时，仍采用上式。

当＝0时：

Nq=1.0

Nc=5.71

——桩（墙）底面处土的内摩擦角（度）；

c——桩（墙）底面处土的粘聚力（kPa）。

（2）、基坑隆起计算

δ——基坑底面向上位移（mm）；

n——从基坑顶面到基坑底面处的土层层数；

ri——第i层土的重度（kN/m3）；地下水位以上取土的天然重度（kN/m3）；地下水位以下取土的饱和重度（kN/m3）；

hi——第i层土的厚度（m）；

q——基坑顶面的地面超载（kPa）；

D——桩（墙）的嵌入长度（m）；

H——基坑的开挖深度（m）；

c——桩（墙）底面处土层的粘聚力（kPa）；

——桩（墙）底面处土层的内摩擦角（度）；

r——桩（墙）顶面到底处各土层的加权平均重度（kN/m3）。

注：

对于c=0或＝0或同时为0时不计算基坑降起。

基坑允许的位移量，一般取[δ]=5/1000H。

一般工程：

[δ]=5~100mm；

重要工程：

[δ]=0~50mm；

8.抗管涌验算

计算表达式：

式中:

ks——抗管涌的安全系数；

r＇——土在D到hw范围的加权平均浮重度（kN/m3）；

——地下水位到桩（墙）底面处第i层土的浮重度（kN/m3）；

hi——第i层土的厚度（m）；

hw——从基坑底面到地下水位的距离（m）；

D——桩（墙）的嵌入长度（m）；

同时，ks应满足下式：

rw——水的重度（kN/m3）；

取上两式中较小的ks为抗管涌的最小安全系数，一般情况取[Ks]≥1.5。

2.2.3连续墙

配筋按单位宽度（每米）矩形梁计算，采用的是钢筋砼结构设计规范方法。

其它计算完全与排桩相同。

2.2.4水泥土墙

1.嵌固深度计算

计算方法见<<规程>>5.1。

另外，当有工程桩时，可以考虑工程桩的影响，具体计算原理与土钉墙中整体稳定计算中超前花管完全相同。

2.墙厚计算

计算方法见<<规程>>5.2。

需要注意必须先算嵌固深度，再算墙厚，因为前者影响后者。

3.结构计算（完全与排桩相同）

4.截面验算

对截面的压应力和拉应力进行验算，计算方法见<<规程>>5.3。

5.抗倾覆验算（完全与排桩相同）

6.滑移验算

抗滑移安全系数ks为：

F——墙底与土之间的抗滑力（kN）；

F=（W-u）×μ

W——水泥土墙重量（kN）；

u——水的浮力（kN）；

μ——水泥土墙底面与土的摩擦系数。

Ea,Ep——分别为水泥土墙的主动、被动水平压力的合力（kN）；

7.整体稳定性验算（完全与排桩相同）

8.抗隆起验算（完全与排桩相同）

9.抗管涌验算（完全与排桩相同）

10.墙体位移计算时，假定墙底面作用有土的抗力，利用“m”法计算其土的抗力的大小。

注意：

水泥土墙计算时，先计算墙的嵌固段长度，再计算墙宽。

2.2.5土钉墙

1.整体稳定计算

参照规程土钉墙，另外考虑有超前花管的土钉计算问题：

计算公式

式中除第三项处，符号意义同规程土钉墙。

-----设置竖向花管的种类数；

坡顶面为一种

坡面为一种

基坑底面为一种

-----第k种花管类型中的花管个数；

------第k种花管的强度发挥系数

------第k种花管类型中，第j1根花管的滑移面外部的抗拉强度标准值（kN）。

------第k种花管类型中，第j1根花管与水平面夹角（度）。

------滑面中点切线与水平面的夹角。

-------第kj1花管处的土体固结快剪内摩角标准值（度）。

------第k种花管类型中，第j1根花管的水平间距（m）。

关于与的确定

对于本土钉竖向间距的范围内：

一种土取，二种土在土钉上下0.3m范围内有多层土时，取低值。

否则，取土钉所在的土层的值。

2.局部抗拉计算

基本与规程方法相同，请参照规程土钉墙。

另外存在放坡时，土压力的计算遵循下列原则：

第一根拉杆的水平土压力：

积分

当S0≥SK=0.0

当S0＜SK=1.0

第二根土钉受的拉力为：

积分

2.2.6天然放坡

稳定计算采用“简单条分法”（瑞典条分法）。

也可考虑工程桩的作用。

第三章整体计算

3.1使用手册

3.1.1操作流程

协同计算的操作流程为：

设定工作目录-->方案选择-->网线布置-->岩土信息-->基坑布置-->冠梁支撑-->协同计算-->施工图-->统计标书。

注意：

其中岩土信息是可选的步骤，如不进行三维的场区土分析，则不做此步骤。

3.1.2工作路径

本系统要求设定一个工作目录，计算中所生成的中间文件，原始数据文件，结果文件等均生成在此工作目录下。

一个工作目录下只能作一个工程，但一个工程可包括多个方案，各个方案数据都存放在此工作目录下的子目录中。

但要注意：

岩土信息文件为各个方案公用，存放在工作目录下。

如工作目录为C:

\WORK\，则第一个方案存放在C:

\WORK\FA-1\，第二方案存放在C:

\WORK\FA-2\，岩土信息文件存放在C:

\WORK\中,等等。

3.1.3方案选择

方案选择的界面如下图：

1.当前方案：

在此列表框中选择当前所要计算的方案，选定后，后续所有操作均针对当前方案进行。

2.增加方案：

采用此功能新增一个方案，新增的方案自动变成当前方案。

3.删除方案：

采用此功能删除当前方案。

4.复制方案：

采用此功能将另一个方案的原始数据复制到当前这一方案中来，以便用户重复利用。

5.当前方案备注：

每一个方案的简短说明，输入后，将出现在方案列表里，供用户选择方案时参考。

6.支撑道数：

注意，支撑道数不包括冠梁。

3.1.4网线布置

“网线布置”的目的是将基坑边线用分段的网线绘制出来，供“基坑布置”使用。

此网线可布置在墙的内边线上或排桩的内侧，也可布置在墙和排桩的中心线上，布置在哪个位置对计算结果都影响不大，用户可根据实际情况具体决定。

“网线布置”的操作流程参见附录1。

3.1.5岩土信息

用于录入地质勘察报告所提供的的岩土物理力学综合指标，确定每个钻孔位置及土层，连接地剖线，查看空间任意点的土层分布。

由控制、土层参数、钻孔编辑、地剖线编辑、辅助、帮助多项功能组成。

操作步骤如下：

（1）点“交互土层参数”按钮，在对话框中交互场地内所有土层的参数。

（2）点“布置钻孔”按钮，在界面中布置钻孔。

（3）点“交互或修改钻孔柱状”按钮，在对话框中交互各个钻孔的土层及厚度。

（4）点“布置地剖线”按钮，在界面中连接地剖线。

（5）点“查看已知地剖线”按钮，查看已知地剖线的地剖图。

（6）点“查看任意地剖线”按钮，查看任意地剖线的地剖图。

（7）“退出”前，根据系统提示决定是否保存数据。

各项操作详细步骤如下：

1、控制

用于打印控制，退出等，包括打印、打印预览、打印设置、退出4个子项。

1.1、打印

用于打印当前屏幕全部内容。

用左键选择菜单项，在对话框中选择设置后，点【确认】发送信息。

1.2、打印预览

用于打印前对全图进行浏览查看。

用左键选择菜单项后，屏幕出现一张“白纸”，白纸上显示要打印的简图，可点【放大】、【缩小】进行查看，也可直接点【打印】出图。

不打印的话，点【关闭】退出。

1.3、打印机设置

用于设置打印机（或绘图仪）的型号、打印范围、打印纸类型等。

用左键选择菜单项，在对话框中选择设置后，点【确认】结束。

1.4、退出

用于返回总控界面。

用左键选择菜单项即可。

2、土层参数

用于交互本场区所有土层的物理力学指标和参数。

用左键选择菜单项，在对话框中录入土层并交互土层物理参数；最后点【确认】结束。

注意土层主、亚层编号不能重复。

3、钻孔编辑

用于钻孔的定位及土层的输入，布置钻孔、删除钻孔、移动钻孔、修改孔号、钻孔柱状、钻孔整体平移、钻孔整体旋转多个子项。

3.1、布置钻孔

用于布置一个新钻孔。

选择菜单项，然后用左键确定钻孔所在位置即可。

布置时，可采用单点定位工具条上所提供的多种方式精确定位。

3.2、删除钻孔

用于删除一个已有钻孔。

选择菜单项，然后用左键选择钻孔，然后系统提示是否真要删除此钻孔，选则【是】或【否】后，操作结束。

3.3、移动钻孔

用于移动一个已有钻孔。

选择菜单项，然后用左键选择钻孔，将出现一条橡皮线，再用左键选择移动后的钻孔位置后，操作结束。

移动时，可采用单点定位工具条上所提供的多种方式精确定位。

3.4、修改孔号

用于修改一个已有钻孔的编号。

选择菜单项，然后用左键选择钻孔，在对话框中输入孔号，最后点【确认】结束。

3.5、钻孔柱状

用于输入已有钻孔的土层柱状信息。

选择菜单项，在对话框中对照示意图，输入土层柱状，最后点【确认】结束。

要注意土层编号必须满足从上到下递增，否则在退出此对话框时，将提示输入有误。

3.6、钻孔整体平移

用于将所有钻孔位置平行移动。

选择菜单项，然后点两点确定移动的矢量即可。

此命令操作时，所输入的地剖线也一同移动。

3.7、钻孔整体旋转。

用于将所有钻孔位置绕某点做旋转。

选择菜单项，点一点确定旋转的基点，然后在对话框中交互旋转的角度，点【确认】结束。

此命令操作时，所输入的地剖线也一同旋转。

4、地剖线编辑

用于编辑地剖线，查看剖面图，包括布置地剖线、删除地剖线、修改地剖线编号、查看已知地剖面、查看任意地剖面多个子项。

4.1、布置地剖线

用于连接地剖线。

选择菜单项，按顺序选择地剖线上的钻孔，最后点右键结束。

注意，地剖线不能任意交叉，及交叉点上必须有一个钻孔。

4.2、删除地剖线

用于删除一条已有地剖线。

选择菜单项，用左键选择地剖线，然后系统提示是否真要删除此地剖线，选择【是】或【否】后，操作结束。

4.3、修改地剖线编号

用于修改一条已有地剖线的编号。

选择菜单项，然后用左键选择地剖线，在对话框中输入线号，