基坑鋼支撐計算實例

1、基坑鋼支撐計算實例本車站主體圍護結構基坑內豎向設四道鋼支撐斜撐。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。本計算只對斜撐跨度 最大的一跨(跨度取20m)進行了驗算，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 、活動端肋板焊縫計算：.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按照設計最大軸力為3600KN，四塊外肋板承擔1/3設計軸力(1200 KN ),故分配到每塊內肋板上的力為 600KN 查表的直角焊縫的強度設計值 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故需要肋板的長度為 25cm.2、穩(wěn)定性計、驗算： 主體結構西北角、東北角、東南角和盾構上方設有鋼支撐,其 中西北、東北、東南角采用 529( 630)鋼管鋼支撐,盾構上方采用 雙工 28b 工字鋼支撐。鋼材全部為 A3 鋼應力(T cr=200MPa;極限值為235MPa;標準值為215MPa根據公式入 p=( n 2E/(T p)1/2=100首先根據公式： 入=卩l(xiāng)/i其中鋼支撐的長度為20m, i為回轉半徑，查表得系數匕=1.0 鋼支撐計算 :1） 529鋼管、 t=12 （第三道）（1）強度計算截

4、面積 A= n /4（D2-d2）=195cm2慣性矩 匸 n /64（D4-d4）=65121.8 cm4 回轉半徑 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（第三道設計值為2500KN）所以滿足設計要求（2）穩(wěn)定性驗算驗算最不利為單根 15.5米,驗算此情況為fp=N/A=2500/0.75X 195X 10=171215（標準值為 215MPa） 最大的一跨鋼管20m為兩根并放，每根設計值為1250KNfp=N/A=1250/0.57X 195X 1

5、0=112.5 D/T所以滿足設計要求2） 630鋼管、t=12 （第四道）（1）強度計算截面積 A= n /4（D2-d2）=232.86cm2慣性矩 匸 n /64（D4-d4）=111211.6cm4 回轉半徑 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（第四道設計值為 3600KN）所以滿足設計要求(2)穩(wěn)定性驗算驗算最不利為單根 15.5 米,驗算此情況為fp二N/ A=3600 / 0.83 X 232.86 X 10=186.3215(標 準值為

6、 215MPa)最大的一跨鋼管20m為兩根并放，每根設計值為1800KNfp=N/ A=1800 / 0.7 X 232.86 X 10=110.4 D/T所以滿足設計要求3、撓度驗算自重 q=1/4x3.14(52.9 2-50.5 2)x7.8/100=15.2N/m回轉半徑 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預應力條件下?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所以不可以用標準臨界力公式，只能用經驗公式：(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大于設計值(2500KN),所以結構穩(wěn)定 鋼支撐計算：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 回轉半徑 i=(I/A) 1