用K表示总体刚度矩阵，则平衡方程可表示为： 
通过有限元分析计算，可以得到桩、挡墙(板)上任意一点处的变形、位移、内力以及锚杆所受的水平拉力，为立柱、压顶梁、连续梁、挡板、锚杆设计计算提供了依据。
3.2 锚杆配筋计算
3.2.1 锚杆钢筋面积 计算：
  
式中：  、 ——锚杆水平拉力、轴向拉力标准值，KN。  ——锚杆倾角
 ——建筑边坡重要性系数  ——锚杆抗拉强度设计值， KPa
 ——锚筋抗拉工作系数，永久性锚杆取0.69,临时性锚杆取0.92
 ——荷载分项系数
3.2.2 锚杆锚固长度计算：
按锚固体与地层之间、锚杆钢筋与锚固砂浆间的粘结分别考虑：
 (1)  (2)
式中： ——锚固段长度，m ；  ——锚固体与地层的粘结工作条件系数 ；
 ——钢筋与砂浆间的粘结强度工作条件系数；
 ——地层与锚固体的粘结强度特征值，KPa ；  ——锚固体直径，m；
 ——锚筋与砂浆间的锚固长度，m ；
 ——钢筋与砂浆间的粘结强度设计值，Kpa。
锚杆的锚固段长度取上述二式的最大值，自由段长度按外锚头至潜在滑裂面的长度计算，锚杆总长度为锚固段、自由段和外锚段的长度之和。
3.3 桩与挡板配筋计算
3.2.1 竖桩(立桩)、挡板截面设计
根据有限元静力分析算得的各控制截面内力（如竖桩与锚杆交点处截面的剪力、弯距，跨中弯矩），按钢筋砼正截面受弯和斜截面受剪承载力计算截面配筋：
3.2.2竖桩(立柱)基础的计算
竖桩(立柱)必须插入稳定地层中一定的深度，才能使桩端部满足固端的要求，对岩石地基，桩的埋置深度可按下式计算：
式中： ——竖桩传给基础的力矩，KN-M；  ——竖桩传给基础水平推力值，KN ；
 ——基础侧面的最大应力值，Kpa；  ——桩埋置深度，m
 —— 基础的宽度，m； ——岩质地基承载力设计值，Kpa；
4.桩锚式支护结构CAD系统的前后处理
一个CAD系统的研究过程中，数据前后处理是一个重要的问题，本系统的前处理主要有，结构有限元分析中单元网格的划分，节点与单元自动编号；局部坐标与整体坐标关系的处理，基本原始数据的输入与再编辑。论文参考。在交互式输入阶段，采用界面友好的对话框，设定所需的基本参数，如：边坡的重要性系数、高度、岩土的力学性质及水文地质条件、锚杆的直径、钢筋等级、桩及挡板的砼标号等。在开发中用VC++6.0系统编制交互输入程序，采用表格填表方式进行数据的交互式输入，包括基本的数据表、参数表、钢筋率表都采用弹出菜单方式进行。
在系统的后处理中，将有限元分析的结果以数据文件形式存盘并可再编辑，以图形方式直观显示。在计算机绘图之前，将支护结构的构件配筋以图形方式显示并可进行修改。图形程序直接采用VC++屏幕作图方式的语句和命令来完成，以弹出窗口形式显示图形。
5.桩锚式支护结构CAD系统程序的研制
本系统为边坡支护桩锚式边坡支护结构计算机辅助设计系统。在程序设计中，采用模块化、集成化技术。其功能程序模块包括土压力计算，结构有限元分析，构件强度计算，集成化技术。包括由主菜单界面统一协调前处理、结构有限元分析、后处理、构件设计计算、施工图成图、数据与图形编辑等程序模块等。所有模块工作由主菜单人机交互界面统一调度协调地工作，具有方便、灵活操作的特点。系统设计主要框图见图3。
图3 系统主框图
6.施工图成图与计算机绘图
在结构CAD软件的开发中，施工图自动成图是一个非常重要的过程。本系统在Windows视窗系统下，采用Visual C++语言与Auto CAD的接口技术来完成计算机对施工图的自动成图,构件设计过程中的结果与整体结构。由C++语言程序完成对Auto CAD的*•DXF文件接口数据的写入来达到施工图自动成图。成图以后系统可按要求进入Auto CAD以便编辑图形达到施工图水平。由于成图是按构件设计结果的文件来完成的。因此对桩锚支护结构这一结构类型工程具有完全的通用性。论文参考。论文参考。施工图完成之后，可随时用计算机绘出。
【参考文献】
[1]中华人民共和国国标.建筑边坡支护技术规范.（GB50330—2002）.
[2]范幸义.计算机图形学.重庆大学出版社,1999.
[3]中华人民共和国国标.建筑地基基础设计规范.（GB50007—2002）
[4]黄求顺,张四平,胡岱文.边坡工程[M].重庆大学出版社,2003,7.
[5]范幸义,计算机图形学[M].重庆大学出版社.1997,2.
[6]孙玉科,牟会宠,姚宝魁.边坡岩体稳定性分析[M].科学出版社,1993,9.
[7]范幸义.建筑结构微机CAD基础与应用[M].重庆大学出版社,1993,9.
[8]代军,胡岱文.桩锚支挡结构体系挡板土压力[J].重庆建筑大学学报,2001,(4).
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