拉森钢板桩计算.doc

文档介绍：拉森钢板桩计算
钢板桩设计
      
地质状况
本工程项目座落在张家港市北部长江南岸张家港化工保税区内。
厂区位于长江冲积平原的河漫滩地，地形平坦。原自然地坪标高较底，场地平均高程, ｒ= cm，[f]=200Mpa。取安全系数为K=。
A、 m的直钢管，其长细比λ=，查表得φ=。
则由公式N/（φ×Α）≦[f]/ K可计算出15米长直支撑满足稳定性要求的允许压力为：
Nz=1160 KN >Rmax= KN 符合要求。
本工程二道钢斜支撑均采用φ377×10钢管。已知Rmax=，A=115cm2, ｒ= cm，[f]=200Mpa。取安全系数为K=。
B、，其长细比λ=，查表得φ=。
则由公式（N/（φ×Α）≦[f]/ K可计算出6米长斜支撑满足稳定性要求的允许压力为：
Nx= KN >√2 Rmax= KN 符合要求。
由此可见支撑的强度和稳定性均满足要求。
钢板桩抗弯验算
两道支撑间及下道支撑与基坑底面之间的钢板桩弯矩可以近似按照两端简支梁承受梯形荷载计算。查《静力计算手册》，可按以下公式计算钢板桩的最大弯矩：
Mmax=[q2L2/6]·{[2υ3-μ（1+μ）]/（1-μ）2}
上式中 μ= q1/q2；υ=√（μ2+μ+1）/3
μ12= μ23=
υ12= υ23=
由此可计算出：
A、两道支撑间之间钢板桩的最大弯矩为:
MmaxB=(×32÷6)×{[2×－(1+)]÷(1－)2}
=
B、下道支撑与基坑底面之间钢板桩的最大弯矩:
MmaxC=(×÷6)×{[2×－(1+)]÷(1－)2}
=
Ⅳ型拉森钢板桩W=2043cm3/m，安全系数K=2。
fmax= MmaxB/W=42031/（2043×10-6）=＜[f]/2=100Mpa
因此钢板桩的抗弯强度可以满足要求。
工字钢围檩抗弯抗压验算
（1）、抗弯验算
本工程围檩采用40号工字钢，详见平面布置图。支撑与围檩连接的计算简图见图B。
4500
150
150
4200
钢管支撑
40#工字钢围檩
钢板桩
图B
已知作用在下道围檩的均布荷载较大，为Q=R2/=，40#工字钢对其x—x轴的截面系数 W=1090cm3；f=200Mpa。
将围檩视为多跨连续梁，，最大弯距在跨中，若安全系数取K=。计算时按两跨连续梁计算，则查《静力计算手册》可得：
Mmax==××= KN-m =1378500N-cm
Mmax/W=1378500/1090= < f/=10000N/cm2
符合要求。
（2）、压弯验算
当斜向支撑作用在围檩上时，围檩是压弯构件，因此还应进行围檩在压弯状态下的强度。
按公式（N/An）+[Mx/（γx ·Wnx）]≤f计算
上式中γx——截面塑性发展系数，；N——轴心压力，；An——净截面面积，；Mx——最大弯矩；Wnx——截面矩。
则：（N/An）+[Mx/（γx ·Wnx）]
= ()+[/(×1090)]
= KN/cm2 < f=20 KN/cm2 符合要求。
从以上计算可知，，工字钢围檩可以满足要求。
考虑到影响土体侧压力的因素很多，为了确保整个支撑体系的稳定、安全，现场应配备足够的Φ377钢管和40#工字钢，以便对可能发生的支撑体系变形进行加固。所有钢结构焊缝均应满焊，焊缝厚度应符合钢结构规范的要求。
钢板桩变形验算
按图A计算简图计算，1、2两点间钢板桩所受弯矩最大，因此只计算该跨的钢板桩最大变形量，按梯形荷载一端固定、一端简支计算，参照《建筑结构静力计算手册》，其计算公式为：
fx=l3x[5q1（1-3ξ2+2ξ3）+2q0（1-2ξ2