拉森钢板桩设计计算书

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;
---------------------------------------------------------------------- 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/mm 2＜205 N/mm 2
,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 =3340cm 3,W y =1120cm 3,i x = cm,i y = cm,f=205MPa;
计算长度取,λx =l/i x =20,查表得φx =；
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 10132320
1.121950
1006.214.3)1.1/(EA 2
5222
'=⨯⨯⨯⨯==x
Ex
N
λ ； φx ——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数,φx =；
M x ——所计算构件段范围内的最大弯矩,M x =·m；
γx ——与截面模量相应的截面塑性发展系数,对于H 型截面γx =； 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 =3340cm 3；
βmx ——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,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。