拉森钢板桩设计计算书

拉森钢板桩设计计算书

Prepared on 24 November 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:

水压力 调整系数 经典法土压力模型:

被动土压力 被动土压力 调整系数 最大值(kPa) 层号 土类名称 水土 主动土压力 调整系数 杂填土 合算 1 圆砾 合算 2 中砂 合算 3 粘性土 分算 4 ----------------------------------------------------------------------

[ 工况信息 ]

---------------------------------------------------------------------- 工况 工况 深度 支锚 号 类型 道号 (m) 开挖 1 --- 加撑 2 --- 1.内撑 开挖 3 --- 加撑 4 --- 2.内撑 开挖 5 ---

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[ 设计结果 ]

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[ 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

由上节弯矩图可见钢板桩桩身最大弯矩标准值为Mmax=·m。

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=40cm3。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

型号 尺寸规格 单根钢板桩 单根每米壁宽 Per plie Per 1m of pile wall width Dimensions 宽度高度理论重理论重厚度/t 截面积 惯性矩 截面模数 截面积 惯性矩 截面模数 量 量 /w /h mm mm SP-Ⅱ 400 100 SP-Ⅲ 400 125 SP-Ⅳ 400 170 SP-ⅤL 500 200 SP-ⅥL 500 225 SP-ⅡW 600 130

mm cm2 Kg/m 48 60 cm4 1240 2220 4670 7960 11400 2110 cm3 152 223 362 520 680 203 cm2/m Kg/m2 cm4/m 153 191 120 150 190 210 240 103 8740 16800 38600 6300 8600 13000 cm4/m 874 1340 2270 3150 3820 1000 Type 13 153 105 120 306

SP-ⅢW 600 180 SP-ⅣW 600 210 18 106 5220 8630 376 539 136 177 32400 56700 1800 2700 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，Wx=3340cm3，Wy=1120cm3，ix= cm，iy= cm，[f]=205MPa。λy=l/iy=，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

My=×+×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=；

'NEy——参数，

N'Ey3.1422.06105219500 EA/(1.1)68660kN； 21.176.8322yφy——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，φy=； My——所计算构件段范围内的最大弯矩，My = 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 =； Wy——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量，Wy=1120cm3； 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，Wx=3340cm3，Wy=1120cm3，ix= cm，iy= cm，[f]=205MPa。

计算长度取，λx=l/ix=20，查表得φx=； 由内力图可知围檩内力设计值为：

Mx=××=·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=；

N——参数，N'Ex'Ex3.1422.0610521950 EA/(1.1)101323kN； 21.12022xφx——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，φx=； Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩，Mx =·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 =； W1x——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量，W1x=3340cm3； 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！