基坑内撑计算出来反力为何为负值

请看这两个问题：

• 为啥我在深基坑设计中，内支撑的轴力会出现负数啊？

• 在基坑分析中设置内支撑，增加内支撑的面积，为什么围护结构水平位移也跟着增大了，不是应该减少吗？

其实这个问题的道理和上面两个问题基本是一样的，简单说就是你的内支撑在下一个工况阶段受拉了，即下个工况阶段内支撑的位移变小了。并不是说一定要预应力内支撑才有可能出现这种情况，真实情况中再加第二道撑时也有可能导致第一道撑位移变小引起支撑受力为负，这在受力分析上是完全可能的。

当这种情况严重时，我们会发现计算结果不合理，原因在于支撑位移减小时，实际上坑外土压力是会变大的。但是建筑基坑规范中的计算模型（弹性支点法）要求坑外土压力始终为主动土压力，并不会随着结构的变形自动调整，所以当出现支撑位移减小的情况时，有时会得到非常不合理的结果。这个问题可以在GEO5中通过选择「弹塑性共同变形法」来避免。

关于弹性支点法和共同变形的异同，请见：GEO5中弹塑性共同变形法和基坑规范中弹性支点法的对比

就该问题中的例题而言，是上文中提到的「加第二道撑时也有可能导致第一道撑位移变小引起支撑受力为负」，这一点很多人会不明白，因为感觉上我们会觉得位移应该是上面更大而下面更小，但事实上并非如此，下面结合图片尽量说明此问题。

工况1：开挖并施加支撑

由于坑外超载的作用，基坑外坑底一下的主动土压力大于了相应的被动区土体反力，所以坑底位移最大，内支撑处有非常小的面向坑内位移，因此，内支撑受力为1.18kN。

工况2：开挖并施加第二道支撑

有工况1中结构的变形我们可以看出，如果我们把结构想象成一个不会发生弯曲的刚性结构，那么结构转动的支点实际上位于坑底下方，即工况阶段1中提到的坑底以下主动土压力大于了被动区反力，导致结构转动方向和我们通常看到的坑顶位移最大的情况的转动方向相反。

由于转动方向相反，当基坑进一步开挖时，被动区被进一步向前推动，结构顶部朝坑外转动，因此引起坑定内支撑反力为负。这在受力分析上是完全合理的，只是因为其外部条件和我们常规的一些基坑不同，因此出现了似乎反常里的结果，单实际上是正确的。

如果我们删除坑外超载，并将分析方法修改为「弹塑性共同变形法」，我们得到的工况2结果如下：