拉森钢板桩设计计算书

拉森钢板桩设计计算书 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
拉森钢板桩设计计算书
（1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。

（2）基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。

各周边尺寸尽量符合板桩模数。

（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。

差的钢板桩应尽量不用。

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弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:
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[ 工况信息 ]
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---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]
---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]
---------------------------------------------------------------------- 各工况：
内力包络图：
2、拉森钢板桩型号的选择与验算
=·m。

由上节弯矩图可见钢板桩桩身最大弯矩标准值为M
max
选取SP-Ⅳ型号的拉森钢板桩，每延米W=2270cm3。

由《钢结构设计规范》3.4.1条知钢板桩的强度设计值为215N/mm2,安全系数取2。

由于地下水较丰富，所以采用双层拉森钢板桩，每延米W=4540cm3。

考虑两层钢板桩的折减系数为。

则桩身最大应力为：由于<215××=86MPa，所以满足要求！
拉森钢板桩技术参数表
3、钢支撑及围檩内力的计算
第一道钢支撑及围檩采用单层形式，第二道钢支撑及围檩均采用双拼形式。

对钢支撑进行平面布置，布置时考虑到钢管桩的操作空间。

见下图：
钢支撑平面布置图
利用结构力学求解器求解钢支撑及围檩的内力。

计算简图(m、kN/m)
M图（kN·m）
V图(kN)
N图(kN)
4、水平对撑及水平斜撑的验算
由于计算方法采用的是极限平衡方法，所以要将支撑反力增加85%，故水平对撑承受的最大轴力设计值为：N=××=。

设计时应该考虑支撑自重及在支撑中心作用10kN的竖向偶然荷载（偶然荷载可按照突加荷载计算，弯矩放大系数取2）；荷载分项系数：钢材自重=，活载=；有效长度系数=。

计算长度取l=，选择莱钢生产的Q235国标H型钢400×400×13×21mm，A=,
g=172kg/m ，W x =3340cm 3，W y =1120cm 3
，i x = cm ，i y = cm ，[f]=205MPa 。

λy =l/i y =，查表得φ=。

水平对撑按偏心受压构件计算。

杆件弯矩除由竖向荷载产生的弯矩外，尚应考虑轴向力对杆件的附加弯矩，附加弯矩可按轴向力乘以初始偏心距确定。

偏心距按实际情况确定，且对钢支撑不小于40mm ，一般取10%截面深度（且不宜小于支撑计算长度的1/1000）,此处取40mm 。

由以上可知：水平对撑跨中弯矩最大
M y =×+×5××2+×1/8××
=·m
验算弯矩作用平面内的稳定性：
N ——所计算构件段范围内的轴心压力，N=；
'y E N ——参数，kN 6866083
.761.1219500
1006.214.3)1.1/(EA 2
522y
2
'y
=⨯⨯⨯⨯==λ E N
； φy ——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，φy =；
M y ——所计算构件段范围内的最大弯矩，M y = kN ·m ；
γy ——与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于H 型截面γy =； W y ——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量，W y =1120cm 3；
βmy ——等效弯矩系数，有端弯矩和横向荷载同时作用时，使构件产生同向
考虑到双拼支撑的下道支撑承受的力较大，故考虑20%的放大系数。

由于×= N/mm2＜205 N/mm2，故满足要求！
水平斜撑与水平对撑采用同一种截面形式，斜撑的力较小，故不必重复计算！
5、型钢围檩的验算
莱钢生产的Q235国标H型钢400×400×13×21mm，A=, g=172kg/m，W
x
=3340cm3，
W
y =1120cm3，i
x
= cm，i
y
= cm，[f]=205MPa。

计算长度取，λ
x
=l/i
x
=20，查表得φ
x
=；
由内力图可知围檩内力设计值为：
M
x
=××=·m；N=××=
验算弯矩作用平面内的稳定性：
N——所计算构件段范围内的轴心压力，N=；
'
Ex
N——参数，kN
101323
20
1.1
21950
10
06
.2
14
.3
)
1.1/(
EA
2
5
2
2
2
'=
⨯
⨯
⨯
⨯
=
=
x
Ex
Nλ；
φ
x
——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，φ
x
=；
M
x
——所计算构件段范围内的最大弯矩，M
x
=·m；
γ
x
——与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于H型截面γ
x
=；
W
1x
——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量，W
1x
=3340cm3；
β
——等效弯矩系数，有端弯矩和横向荷载同时作用时，使构件产生同向mx
考虑到双拼支撑的下道支撑承受的力较大，故考虑20%的放大系数。

由于×= N/mm2＜205 N/mm2，满足要求！
由于钢板桩紧贴在围檩翼缘上，故可不必对平面外稳定性进行计算。

围檩角部应力明显比中间部位的小，采取构造措施，焊接两道三角形钢板即可，不必重复计算！
6、牛腿的验算
牛腿采用莱钢生产的国标300的槽钢，牛腿在围檩下承受两道围檩以及支撑的自重荷载，设置在每个水平支撑与围檩连接节点下方。

一圈围檩及支撑自重为：
q=（×2+×2+4×+2×+++10）×172×10×2=
牛腿与钢板桩采用角焊缝为6mm的围焊形式，一圈围檩及支撑需要的焊缝长度为：l=×1000/（×6×160）=550mm
所以牛腿的设置满足要求！。