基坑鋼支撐計(jì)算實(shí)例

1、基坑鋼支撐計(jì)算實(shí)例本車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑內(nèi)豎向設(shè)四道鋼支撐斜撐。其中第三道、第四道的第四排和第五排為兩根鋼管并放。主要材料為 =529、t=12mm (第四道為 630、t=12mm)的鋼管。本計(jì)算只對(duì)斜撐跨度 最大的一跨(跨度取20m)進(jìn)行了驗(yàn)算，跨度為支撐兩端鋼圍檁之間凈 距，其它各跨斜撐的截面尺寸和所用材料與該跨相同。1 、活動(dòng)端肋板焊縫計(jì)算：.為保證 529(630)鋼管均勻受力且不在鋼板上有絲毫位移， 所以在鋼管與鋼板間用四塊三角內(nèi)肋板焊接(左右每邊各二塊)，鋼 板厚度為 20mm，鋼支撐厚度為t=12mm，鋼支撐活動(dòng)端千斤頂承壓肋板厚度 20mm,焊縫厚度按規(guī)范 1.5X t1/2

2、 hf 1.2t (t=12mm) 即5.2 hf 14.4，施工圖紙上規(guī)定焊縫厚度為10mm 故焊縫厚度取 10mm按照設(shè)計(jì)最大軸力為3600KN，四塊外肋板承擔(dān)1/3設(shè)計(jì)軸力(1200 KN ),故分配到每塊內(nèi)肋板上的力為 600KN 查表的直角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ftw=160N/mm2 考慮到肋板上部焊縫承受一定軸力則有N =0.7 x hf xE L w x B f x ftw=0.7X 0.01 x 0.02X 2 x 1.22x 1.6x 108=54656NN=N- N =600-54.656=545.344KNlw=N/(2 x 0.7 x hf x ftw)= 545.344

3、 x 103/(2 x 0.7x 0.01 x 1.6x108)+0.01=0.244m故需要肋板的長(zhǎng)度為 25cm.2、穩(wěn)定性計(jì)、驗(yàn)算： 主體結(jié)構(gòu)西北角、東北角、東南角和盾構(gòu)上方設(shè)有鋼支撐,其 中西北、東北、東南角采用 529( 630)鋼管鋼支撐,盾構(gòu)上方采用 雙工 28b 工字鋼支撐。鋼材全部為 A3 鋼應(yīng)力(T cr=200MPa;極限值為235MPa;標(biāo)準(zhǔn)值為215MPa根據(jù)公式入 p=( n 2E/(T p)1/2=100首先根據(jù)公式： 入=卩l(xiāng)/i其中鋼支撐的長(zhǎng)度為20m, i為回轉(zhuǎn)半徑，查表得系數(shù)匕=1.0 鋼支撐計(jì)算 :1） 529鋼管、 t=12 （第三道）（1）強(qiáng)度計(jì)算截

4、面積 A= n /4（D2-d2）=195cm2慣性矩 匸 n /64（D4-d4）=65121.8 cm4 回轉(zhuǎn)半徑 i=（I/A） 1/2=18.3cm入二 a l/i=1550/18.3=84.7 查表的=0.75入=a l/i=2000/18.3=109.3 查表的=0.57入 2500KN（第三道設(shè)計(jì)值為2500KN）所以滿足設(shè)計(jì)要求（2）穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算最不利為單根 15.5米,驗(yàn)算此情況為fp=N/A=2500/0.75X 195X 10=171215（標(biāo)準(zhǔn)值為 215MPa） 最大的一跨鋼管20m為兩根并放，每根設(shè)計(jì)值為1250KNfp=N/A=1250/0.57X 195X 1

5、0=112.5 D/T所以滿足設(shè)計(jì)要求2） 630鋼管、t=12 （第四道）（1）強(qiáng)度計(jì)算截面積 A= n /4（D2-d2）=232.86cm2慣性矩 匸 n /64（D4-d4）=111211.6cm4 回轉(zhuǎn)半徑 i=（I/A） 1/2=21.86cm入二卩 l/i=1550/18.3=70.9 查表的=0.83入二卩 l/i=2000/18.3=91.5 查表的=0.70入 3600KN（第四道設(shè)計(jì)值為 3600KN）所以滿足設(shè)計(jì)要求(2)穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算最不利為單根 15.5 米,驗(yàn)算此情況為fp二N/ A=3600 / 0.83 X 232.86 X 10=186.3215(標(biāo) 準(zhǔn)值為

6、 215MPa)最大的一跨鋼管20m為兩根并放，每根設(shè)計(jì)值為1800KNfp=N/ A=1800 / 0.7 X 232.86 X 10=110.4 D/T所以滿足設(shè)計(jì)要求3、撓度驗(yàn)算自重 q=1/4x3.14(52.9 2-50.5 2)x7.8/100=15.2N/m回轉(zhuǎn)半徑 D=0.35d = 0.35x (52.9+50.5) /2=18.1cm慣性矩 I=A*D 2=1/4x3.14(52.9 2-50.5 2)X18.1 2 =63818.4 cm4計(jì)算撓度v=5qL4/384EI=5 X 15.2 X 20004/(384 X 2.06 X 105X 63818.4) =0.02

7、37m=2.37cm預(yù)應(yīng)力條件下?lián)隙鹊谌冷撝螢閂m=vo+v=v/ ( 1-N/NE) =2X 10-2/(1-2500/4233)=0.048=4.8 cm 第四道鋼支撐為Vm=vo+v=v/ ( 1-N/NE) =2X 10-2/(1-3600/4913)=0.0748=7.5 cm 其中 NE 極限壓力值 Ne=c cr X A =217.3X 226.4=4912.9 KN 允許撓度 ：v=l/250=2000/250=8cmv入i所以不可以用標(biāo)準(zhǔn)臨界力公式，只能用經(jīng)驗(yàn)公式：(T cr=A-B 入 1其中 A=304MPa,B=1.12MPa帶入公式得(T cr=282.8 MPa

8、Per二(T crX 2A=3450.16KN故Per大于設(shè)計(jì)值(2500KN),所以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 鋼支撐計(jì)算：1)529鋼管 截面積 A= n /4(D2-d2)=195cm2 慣性矩 I= n /64(D4-d4)=65121.8 cm4 回轉(zhuǎn)半徑 i=(I/A) 1/2=18.3cm入二 a l/i=1550/18.3=84.7 查表的=0.75入=a l/i=2000/18.3=109.3 查表的=0.57入 2500KN所以滿足要求最不利為單根15.5米,驗(yàn)算此情況為fp=N/ A=171.5215所以滿足要求2)630 鋼管截面積 A= n /4(D2-d2)=232.86cm2慣性矩 匸 n /64(D4-d4)=111211.6cm4 回轉(zhuǎn)半徑 i=(I/A) 1