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下图左下角和左上角分别是角撑，在GEO5中能否考虑？如何考虑？
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库仑吴汶垣 - 库仑工程师
赞同来自: zhangzhongjie 、CC 、尤工
可以考虑，但是需要把此三维问题转换为二维问题考虑。具体说明如下：
计算角撑我们有两个前提假设，否则只能采用3D有限元进行计算，但是也不准确，因为这和土体的变形有关，而变形很难计算准确：
假设一：角撑只能受轴力作用，即角撑不受弯矩和剪力作用。
假设二：角撑不发生旋转，即角撑相对于基坑边的角度不发生变化。
基于上述两个假设，我们可以得到支撑对基坑的反力如下（红色箭头），同时我们对反力分别沿垂直和平行坑边进行分解（图中蓝色箭头）：
F1y和F2x由于平行坑边，对阻止基坑向坑内移动并没有效果，因此，在平面计算中我们得到的支撑反力即为F1x或F2y。
由上述说明可知，在GEO5「深基坑支护结构分析」或「深基坑支护结构设计」模块中，正常添加内支撑即可，得到的支撑反力按照上图换算以后即可以得到支撑轴力。即：F1 = F1x/cosα
得到F1后还有一个问题，如何计算角撑的刚度？因为在GEO5中输入的刚度或内支撑长度是按照垂直坑边的内支撑考虑的。此时我们假设基坑向坑内垂直移动，那么对基坑的位移沿平行角撑和垂直角撑的方向分解，如下图：
从图中可以看出，v1y和v2y垂直内支撑方向，并不会对内支撑造成压缩或拉伸，因此，计算时仅考虑v1x和v2x。根据内支撑反力的计算方法，可以得到下式：
F1 = F1x/cosα = v1x × (EA/L) = v1cosα × (EA/L)
因此，
F1x = v1cos2α × (EA/L)
即等效为垂直坑边的内支撑时，其刚度为：
k = (EA/L) × cos2α
其中：
E - 支撑的弹性模量
A - 支撑的截面面积
L - 支撑的真实长度
因此，在GEO5中输入支撑长度时，应当按照 L/cos2α 来输入。
上面是对侧边进行力的分解，求的是侧边等效刚度，但用的是底边夹角表示的！上面是对侧边进行力的分解，求的是侧边等效刚度，但用的是底边夹角表示的！上面是对侧边进行力的分解，求的是侧边等效刚度，但用的是底边夹角表示的！所以侧边的等效刚度又可以是k= （EA/L） X COS2(90°-α） = （EA/L) X sin2θ
上面是对侧边进行力的分解，求的是侧边等效刚度，但用的是底边夹角表示的！
所以侧边的等效刚度又可以是
k= （EA/L） X COS2(90°-α） = （EA/L) X sin2θ
根据建筑基坑规范中对支撑不动点调整系数λ的说明，对于角撑，λ按如下情况取值：
当v2x = 0 时，λ = 1，即基坑另一侧按固定支座考虑时。
当v2x = v1x 时，λ = 0.5，即支撑两对边基坑的土性、深度、宽度、周边荷载等条件相近，且分层对称开挖时。
当v2x < v1x 时，0.5 < λ < 1，即计算一侧土压力大于另一侧土压力，或先开挖时。
当v2x > v1x 时，0 < λ < 0.5，即计算一侧土压力小于另一侧土压力，或后开挖时。
根据GEO5中要求输入的内支撑参数最后总结如下：
支撑深度：真实深度
长度：L/cos2α （如上文所述）
支撑水平间距：本例中基坑短边为「宽度/2」，长边为「角撑据基坑阴角距离的两倍」。实际上这里输入的是角撑分担的土压力纵向计算宽度，估算即可。
倾角：0°
弹性模量：真实弹性模量
面积：真实截面面积
支撑不动点调整系数：如上文所述
支撑松弛系数：如建筑基坑规范所述
预应力：真实轴向预应力 × cosα
软件计算得到的支撑反力除以cosα即为支撑真实轴力。
库仑刘工 - 库仑工程师
赞同来自: 尤工
现在，再给一个推导方法：
设角撑刚度、角撑法向刚度分别为K角、K法，角撑与基坑所成锐角为θ，角撑轴力为N，垂直基坑方向的分力为T，角撑位移为△，角撑与腰梁角点处的位移为y.
在不考虑水平角撑的不动点调整系数的情况下，水平角撑的刚度乘以sin2θ即其法向刚度。
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2 个回答
库仑吴汶垣 - 库仑工程师
赞同来自: zhangzhongjie 、CC 、尤工
可以考虑，但是需要把此三维问题转换为二维问题考虑。具体说明如下：
计算角撑我们有两个前提假设，否则只能采用3D有限元进行计算，但是也不准确，因为这和土体的变形有关，而变形很难计算准确：
假设一：角撑只能受轴力作用，即角撑不受弯矩和剪力作用。
假设二：角撑不发生旋转，即角撑相对于基坑边的角度不发生变化。
基于上述两个假设，我们可以得到支撑对基坑的反力如下（红色箭头），同时我们对反力分别沿垂直和平行坑边进行分解（图中蓝色箭头）：
F1y和F2x由于平行坑边，对阻止基坑向坑内移动并没有效果，因此，在平面计算中我们得到的支撑反力即为F1x或F2y。
由上述说明可知，在GEO5「深基坑支护结构分析」或「深基坑支护结构设计」模块中，正常添加内支撑即可，得到的支撑反力按照上图换算以后即可以得到支撑轴力。即：F1 = F1x/cosα
得到F1后还有一个问题，如何计算角撑的刚度？因为在GEO5中输入的刚度或内支撑长度是按照垂直坑边的内支撑考虑的。此时我们假设基坑向坑内垂直移动，那么对基坑的位移沿平行角撑和垂直角撑的方向分解，如下图：
从图中可以看出，v1y和v2y垂直内支撑方向，并不会对内支撑造成压缩或拉伸，因此，计算时仅考虑v1x和v2x。根据内支撑反力的计算方法，可以得到下式：
F1 = F1x/cosα = v1x × (EA/L) = v1cosα × (EA/L)
因此，
F1x = v1cos2α × (EA/L)
即等效为垂直坑边的内支撑时，其刚度为：
k = (EA/L) × cos2α
其中：
E - 支撑的弹性模量
A - 支撑的截面面积
L - 支撑的真实长度
因此，在GEO5中输入支撑长度时，应当按照 L/cos2α 来输入。
根据建筑基坑规范中对支撑不动点调整系数λ的说明，对于角撑，λ按如下情况取值：
当v2x = 0 时，λ = 1，即基坑另一侧按固定支座考虑时。
当v2x = v1x 时，λ = 0.5，即支撑两对边基坑的土性、深度、宽度、周边荷载等条件相近，且分层对称开挖时。
当v2x < v1x 时，0.5 < λ < 1，即计算一侧土压力大于另一侧土压力，或先开挖时。
当v2x > v1x 时，0 < λ < 0.5，即计算一侧土压力小于另一侧土压力，或后开挖时。
根据GEO5中要求输入的内支撑参数最后总结如下：
支撑深度：真实深度
长度：L/cos2α （如上文所述）
支撑水平间距：本例中基坑短边为「宽度/2」，长边为「角撑据基坑阴角距离的两倍」。实际上这里输入的是角撑分担的土压力纵向计算宽度，估算即可。
倾角：0°
弹性模量：真实弹性模量
面积：真实截面面积
支撑不动点调整系数：如上文所述
支撑松弛系数：如建筑基坑规范所述
预应力：真实轴向预应力 × cosα
软件计算得到的支撑反力除以cosα即为支撑真实轴力。
库仑刘工 - 库仑工程师
赞同来自: 尤工
现在，再给一个推导方法：
设角撑刚度、角撑法向刚度分别为K角、K法，角撑与基坑所成锐角为θ，角撑轴力为N，垂直基坑方向的分力为T，角撑位移为△，角撑与腰梁角点处的位移为y.
在不考虑水平角撑的不动点调整系数的情况下，水平角撑的刚度乘以sin2θ即其法向刚度。