基坑钢支撑计算实例

1、基坑钢支撑计算实例本车站主体围护结构基坑内竖向设四道钢支撑斜撑。其中第三道、第四道的第四排和第五排为两根钢管并放。主要材料为 =529、t=12mm (第四道为 630、t=12mm)的钢管。本计算只对斜撑跨度 最大的一跨(跨度取20m)进行了验算，跨度为支撑两端钢围檩之间净 距，其它各跨斜撑的截面尺寸和所用材料与该跨相同。1 、活动端肋板焊缝计算：.为保证 529(630)钢管均匀受力且不在钢板上有丝毫位移， 所以在钢管与钢板间用四块三角内肋板焊接(左右每边各二块)，钢 板厚度为 20mm，钢支撑厚度为t=12mm，钢支撑活动端千斤顶承压肋板厚度 20mm,焊缝厚度按规范 1.5X t1/2

2、 hf 1.2t (t=12mm) 即5.2 hf 14.4，施工图纸上规定焊缝厚度为10mm 故焊缝厚度取 10mm按照设计最大轴力为3600KN，四块外肋板承担1/3设计轴力(1200 KN ),故分配到每块内肋板上的力为 600KN 查表的直角焊缝的强度设计值 ftw=160N/mm2 考虑到肋板上部焊缝承受一定轴力则有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故需要肋板的长度为 25cm.2、稳定性计、验算： 主体结构西北角、东北角、东南角和盾构上方设有钢支撑,其 中西北、东北、东南角采用 529( 630)钢管钢支撑,盾构上方采用 双工 28b 工字钢支撑。钢材全部为 A3 钢应力(T cr=200MPa;极限值为235MPa;标准值为215MPa根据公式入 p=( n 2E/(T p)1/2=100首先根据公式： 入=卩l/i其中钢支撑的长度为20m, i为回转半径，查表得系数匕=1.0 钢支撑计算 :1） 529钢管、 t=12 （第三道）（1）强度计算截

4、面积 A= n /4（D2-d2）=195cm2惯性矩 匸 n /64（D4-d4）=65121.8 cm4 回转半径 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（第三道设计值为2500KN）所以满足设计要求（2）稳定性验算验算最不利为单根 15.5米,验算此情况为fp=N/A=2500/0.75X 195X 10=171215（标准值为 215MPa） 最大的一跨钢管20m为两根并放，每根设计值为1250KNfp=N/A=1250/0.57X 195X 1

5、0=112.5 D/T所以满足设计要求2） 630钢管、t=12 （第四道）（1）强度计算截面积 A= n /4（D2-d2）=232.86cm2惯性矩 匸 n /64（D4-d4）=111211.6cm4 回转半径 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（第四道设计值为 3600KN）所以满足设计要求(2)稳定性验算验算最不利为单根 15.5 米,验算此情况为fp二N/ A=3600 / 0.83 X 232.86 X 10=186.3215(标 准值为

6、 215MPa)最大的一跨钢管20m为两根并放，每根设计值为1800KNfp=N/ A=1800 / 0.7 X 232.86 X 10=110.4 D/T所以满足设计要求3、挠度验算自重 q=1/4x3.14(52.9 2-50.5 2)x7.8/100=15.2N/m回转半径 D=0.35d = 0.35x (52.9+50.5) /2=18.1cm惯性矩 I=A*D 2=1/4x3.14(52.9 2-50.5 2)X18.1 2 =63818.4 cm4计算挠度v=5qL4/384EI=5 X 15.2 X 20004/(384 X 2.06 X 105X 63818.4) =0.02

7、37m=2.37cm预应力条件下挠度第三道钢支撑为Vm=vo+v=v/ ( 1-N/NE) =2X 10-2/(1-2500/4233)=0.048=4.8 cm 第四道钢支撑为Vm=vo+v=v/ ( 1-N/NE) =2X 10-2/(1-3600/4913)=0.0748=7.5 cm 其中 NE 极限压力值 Ne=c cr X A =217.3X 226.4=4912.9 KN 允许挠度 ：v=l/250=2000/250=8cmv入i所以不可以用标准临界力公式，只能用经验公式：(T cr=A-B 入 1其中 A=304MPa,B=1.12MPa带入公式得(T cr=282.8 MPa

8、Per二(T crX 2A=3450.16KN故Per大于设计值(2500KN),所以结构稳定 钢支撑计算：1)529钢管 截面积 A= n /4(D2-d2)=195cm2 惯性矩 I= n /64(D4-d4)=65121.8 cm4 回转半径 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所以满足要求最不利为单根15.5米,验算此情况为fp=N/ A=171.5215所以满足要求2)630 钢管截面积 A= n /4(D2-d2)=232.86cm2惯性矩 匸 n /64(D4-d4)=111211.6cm4 回转半径 i=(I/A) 1