钢管桩标准节设计承载力计算

钢管桩标准节设计承载力计算

一、φ630钢管桩

钢管桩直径630mm，壁厚8mm。考虑锈蚀情况，壁厚按照6mm进行计算。其截面特性为：

回转半径ix=22.062cm

考虑钢管桩横联间距为10米，即钢管桩的自由长度按10m计算，钢管桩一端固定，一端自由，自由长度系数为2.0，则计算长度为2*10=20m。

钢管桩的长细比：λ=L/ix=20/0.22=90.7

查《钢结构设计规范》表C--2得：φ=0.616

考虑钢材的容许应力为［σ］=180MPa

1.1 最大轴向力计算

[]6

2

0.2192.5180100.6160.01180.364*10t N N a N N N A W σσφ-⋅⨯=

+=+===⨯⋅⨯

求得：935.1N KN = 1.2 横联计算

根据以上计算结果，按照900KN 轴向力，180KN.m 弯矩来设计横联。横联竖向间距为10米。

1.2.1 2［28a 横联

采用2［28a 作为横联，按照最大长细比［λ］=100来控制。

[]=100=1001002 2.33466 4.66y

y L

i L i cm λ=

=⨯⨯==米

强度复核：

按照桩顶承受18KN 的水平力计算，由λ=100查《钢结构设计规范》表C--2得：φ=0.555

[]2

2

18000==4.05215/0.55524010N MPa f N mm A ϕ≤=⨯⨯⨯

则采用2［28a 作为横联的时候，最大间距取4.6米。 1.2.2 φ42.6钢管横联

采用φ42.6钢管横联（考虑锈蚀，壁厚为4mm ）作为横联，按照最大长细比［λ］=100来控制。

[]=100=10010014.92149214.92y

y L

i L i cm m

λ=

=⨯==

强度复核：

按照桩顶承受18KN 的水平力计算，由λ=100查《钢结构设计规范》表C--2得：φ=0.555

[]2

2

18000==6.11215/0.55553.0310N MPa f N mm A ϕ≤=⨯⨯

则采用φ42.6作为横联的时候，最大间距取12米。

综上：横联长度在4.6米以下的采用2［28a 作为横联。4.6米以上12米以下的采用φ42.6钢管作为横联。12米以上的横联采用自行设计的桁架形式。

二、 φ820钢管桩

钢管桩直径820mm ，壁厚10mm ，考虑锈蚀情况，壁厚按照8mm 进行计算。其截面特性为：

回转半径ix=28.78cm

考虑钢管桩横联间距为10米，即钢管桩的自由长度按10m 计算，钢管桩一端固定，一端自由，自由长度系数为2.0，则计算长度为2*10=20m 。

钢管桩的长细比：λ=L/ix=20/0.29=70.0 查《钢结构设计规范》表C--2得：φ=0.75 考虑钢材的容许应力为［σ］=180MPa 2.1 最大轴向力计算

[]6

2

0.2119.4180100.750.01530.62*10t N N a N N N A W σσφ-⋅⨯=

+=+===⨯⋅⨯

求得：1508N KN = 2.2 横联计算

根据以上计算结果，按照1500KN 轴向力，300KN.m 弯矩来设计横联。横联竖向间距为10米。

2.2.1 2［28a 横联

采用2［28a 作为横联，按照最大长细比［λ］=100来控制。

[]=100=1001002 2.33466 4.66y

y L

i L i cm λ=

=⨯⨯==米

强度复核：

按照桩顶承受30KN 的水平力计算，由λ=100查《钢结构设计规范》表C--2得：φ=0.555

[]2

2

30000==6.76215/0.55524010N MPa f N mm A ϕ≤=⨯⨯⨯

满足要求！

则采用2［28a 作为横联的时候，最大间距取4.6米。 2.2.2 φ42.6钢管横联

采用φ42.6钢管横联（考虑锈蚀，壁厚为4mm ）作为横联，按照最大长细比［λ］=100来控制。

[]=100=10010014.92149214.92y

y L

i L i cm m

λ=

=⨯==

强度复核：

按照桩顶承受30KN 的水平力计算，由λ=100查《钢结构设计规范》表C--2得：φ=0.555

[]2

2

30000==10.19215/0.55553.0310N MPa f N mm A ϕ≤=⨯⨯

满足要求！

则采用φ42.6作为横联的时候，最大间距取12米。

综上：横联长度在4.6米以下的采用2［28a 作为横联。4.6米以上12米以下的采用φ42.6钢管作为横联。12米以上的横联采用自行设计的桁架形式。

三、 820钢管法兰计算

3.1 法兰盘螺栓计算

以820钢管承受1500KN 的轴向力进行计算，法兰盘板厚2.5cm ，中心圆直径920mm 。配置18颗8.8级M27高强螺栓（查钢结构规范得M27螺栓有效截面面积Ae=459.4mm 2）。考虑法兰盘一半的螺栓受拉，一半的螺栓受压。

则有螺栓最大拉应力

3

150010362.85009459.4e N MPa f MPa

A σ⨯===≤=⨯ 满足要求！ 3.2法兰盘计算

取两个加劲肋之间的法兰板进行计算

近似按照梁单元建立模型（L=324mm ，B=25mm ）, N=1500/18=83.3KN 建立MIDAS 模型：

计算组合应力：