钢板桩围堰受力计算书.doc

钢板桩围堰受力计算书 一、已知条件 1.根据实际情况施工水位取百年一遇最高水位＋1.31m。 2.钢板桩顶标高为＋2.31m，承台设计底标高为-5.64m。 3.承台尺寸：13.7m×8.1m×3.3m，围堰尺寸：15.2m×10.4m。 4.计划采用拉森Ⅳ钢板桩,技术参数： 宽度 高度 单位重 抗弯模量 400mm 155mm 77kg/m 2037cm3 5.根据地质报情况(见右图) ，， 主动土压力系数：Ka＝tg2(45－φ/2)＝0.406 被动土压力系数：Kp＝tg2(45＋φ/2)＝2.464 二、计算内容 1.内支撑层数及间距 根据具体情况，确定采用的立面布置形式见附图 2.围囹及内支撑计算 根据现场情况，内支撑采用I40b，布置形式：第一层为两片I40b，兼作导向框架；第二层为两片I40b；第三层为三片I40b，横撑及八字撑布置同边梁。 工况1：抽水至第二层内支撑下50cm时，第一层内支撑受力处于最不利状态，受力情况分析如下： (1)计算反弯点位置，即利用钢板桩上土压力等于零的点作为反弯点位置，计算其离基坑底面的距离y，在y处钢板桩主动土压力强度等于被动土压力强度： 式中 －基坑地面处钢板桩墙后的主动土压力强度值； K－主动土压力修正系数，土的内摩擦角为250时，K取1.7； －土体容重； －基坑开挖深度； －基坑外侧水位深度。 (2)由力矩分配法计算的受力图如下： 受力分析图 弯矩包络图 支点反力图 F1=100.85kN， Mmax＝309.16kN·m 工况2：围堰内抽水至第三层内支撑下50cm时，第二层支撑受力处于最不利状态，受力分析如下： (1)计算反弯点位置： (2)由力矩分配法计算的受力图如下： 受力分析图 弯矩包络图 支点反力图 F1=－82.89kN，F2=301.27kN， Mmax＝214.58kN·m 工况3：围堰内抽水至承台底下50cm时，第三层支撑受力处于最不利状态，受力分析如下： (1)计算反弯点位置： (2)由力矩分配法计算的受力图如下： 受力分析图 弯矩包络图 支点反力图 P0 = 137.67kN，F1=22.79kN，F2=-60.3kN，F3＝359.34kN，Mmax＝198.56kN·m (3)钢板桩零点以下入土深度的确定： 采用等值梁法计算原理，土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡，假设土压力零点以下钢板桩埋深为x，建平衡方程： (4)钢板桩入土深度t0＝x＋y＝3.3＋1.19＝4.49m 则t＝1.2×4.49＝5.39m，实际入土深度4.99m，采用18m钢板桩入土深度7.99m。 综上：F1max＝100.85kN，F2max＝301.27kN，F3max＝359.34kN，Mmax＝309.16kN·m 钢板桩抗弯强度检算： 满足 内支撑受力检算：因内支撑结构方式不同，分别对第二层和第三层支撑进行受力检算： 第二层内支撑受力分析图 第二层边梁弯矩图 第二层边梁剪力图 第二层边梁轴力图 第二层支撑轴力图 第三层内支撑受力分析图 第三层边梁弯矩图 第三层边梁剪力图 第三层支撑轴力图 I40b：毛截面面积：A = 94.07cm2；截面惯性矩：Ix = 22781.00cm4；半截面面积矩：Sx = 671.20cm3；回转半径：ix = 15.56cm iy = 2.71cm；截面模量：Wx = 1139.00cm3 Wy = 96.20cm3；截面模量折减系数：0.95；净截面模量：Wnx = 1082.05cm3 Wny = 91.39cm3 (1)边梁检算(第二层)：最大弯矩值385.1kN·m，最大剪力值602.5kN，跨度4.0m，构件截面的最大厚16.50mm, 根据表3.4.1-1, f = 205.00N/mm2, fv = 120.00N/mm2，根据GB/T 700-1988及GB/T 1591-1994, fy =225.00N/mm2 弯曲正应力控制的单向弯矩设计值： Mx1 = f × Wnx × (x = 205.00 × 1082.05 × 103 × 10-6 × 1.05 = 232.91kN·m 只承受与腹板平行的剪力时，可承受的剪力设计值： Vmax = 整体稳定控制的单向弯矩承载力设计值(绕x-x轴) 简支梁I40b, 钢号Q235，受压翼缘自由长度l1为4m，跨中无侧向支承, 均布荷载作用在上翼缘，查表B.2，并插值计算，得轧制普通工字钢简支梁的(b为 1.450，(b 0.6，根据(B.1-2)式，得 整体稳定控制的单向弯矩承载力设计值(绕x-x轴)： Mx2 = f × (b × Wx