03.07 钢板桩抗弯强度设计值如何取值？問答頭條網

03.07 钢板桩抗弯强度设计值如何取值？

2020-03-07 04:26:18 佚名

silence根

一、梁的静力计算概况

1、单跨梁形式：简支梁

2、荷载受力形式：简支梁中间受集中载荷

3、计算模型基本参数：长 L =6 M

4、集中力：标准值Pk=Pg+Pq =40+40=80 KN

设计值Pd=Pg*γG+Pq*γQ =40*1.2+40*1.4=104 KN

二、选择受荷截面

1、截面类型：工字钢：I40c

2、截面特性： Ix= 23850cm4 Wx= 1190cm3 Sx= 711.2cm3

G= 80.1kg/m

翼缘厚度 tf= 16.5mm 腹板厚度 tw= 14.5mm

三、相关参数

1、材质：Q235

2、x轴塑性发展系数γx：1.05

3、梁的挠度控制［v］：L/250

四、内力计算结果

1、支座反力 RA = RB =52 KN

2、支座反力 RB = Pd / 2 =52 KN

3、最大弯矩 Mmax = Pd * L / 4 =156 KN.M

五、强度及刚度验算结果

1、弯曲正应力σmax = Mmax / (γx * Wx)＝124.85 N/mm2

2、A处剪应力 τA = RA * Sx / (Ix * tw)＝10.69 N/mm2

3、B处剪应力 τB = RB * Sx / (Ix * tw)＝10.69 N/mm2

4、最大挠度 fmax = Pk * L ^ 3 / 48 * 1 / ( E * I )=7.33 mm

5、相对挠度 v = fmax / L =1/ 818.8

弯曲正应力 σmax= 124.85 N/mm2

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I40钢板桩设计计算及施工方案

本标段施工范围内共有75个承台，分8种类型：

A类承台:下部采用8根φ1.0 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×7m（横×顺）, 厚2m。主要适用于32+32m跨径组合；

B类承台: 下部采用10根φ1.25m 钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.2m（横×顺）, 厚2.6m。主要适用于24+32m跨径组合；

C类承台: 下部采用15根φ1.5 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×7m（横×顺）, 厚2.4m。主要适用于80m跨径组合；

D类承台: 下部采用8根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.2m（横×顺）, 厚2.6m。主要适用于30+40m跨径组合；

E类承台: 下部采用6根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×5.34m（横×顺）, 厚2.5m。主要适用于25+30m跨径组合（斜交20°）；

F类承台: 下部采用9根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.34m（横×顺）, 厚2.6m。主要适用于33.5+33.5m跨径组合（斜交20°）；

G类承台: 下部采用9根φ1.2 m钻孔灌注桩，承台尺寸为8.4×8.872m（横×顺）, 厚3.0m。主要适用于40+40m跨径组合（斜交40°）；

H类承台: 下部采用10根φ1.0m钻孔灌注桩，承台尺寸为27.0×4.5m（横×顺）, 厚1.5m。主要适用于桥台基础；拟采用I型钢板桩实施围护，以确保基坑安全开挖、承台结构和墩身结构的顺利施工。

二、地质情况

根据地质勘察报告显示：勘察深度范围内（河床底至钻孔桩底）可分为7个地质单元层，钢板桩深度主要在：⑴层为近代人工堆填土，⑵黄～灰黄色粘土和灰黄～灰色砂质粉土,(3)灰色粉质粘土

三、钢板桩施工方案

1、钢板桩的选用

根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用I型钢板桩。I型WUR13型冷弯钢板桩桩宽度适中，抗弯性能好，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度。

2、打桩设备

拟采用Z550型液压振动沉桩机，作为沉设钢板桩的主要动力。投入钢板桩打拔桩机1台用于施工。打拔桩机为挖掘机加液压高频振动锤改装而成，激振力220kN。

四、钢板桩设计方案

现对承台钢板桩围堰设计进行计算如下：

1、上海A8三标桩基658根，承台75个。承台宽8.4m，长5.34～8.872m（0#台除外，0# 台长×宽为4.5×27m。根据地质勘察报告显示：勘察深度范围内（河床底至钻孔桩底）可分为7个地质单元层。

为保证设计安全，取土的重度选为：18.8KN/m3，内摩擦角选为Φ=20.1°。

2、现场实际情况

施工现场已经打设12米长I型钢板桩，并提供以下数据：打设钢板桩尺寸为沿道路方向承台尺寸两侧各加0.5m；钢板桩露出地面高度为0.5米(现场实际情况可能要糟糕一些，非人为因素影响)。

3单支撑钢板桩计算

支撑层数和间距的布置是钢板桩施工中的重要问题，根据现场的支撑材料和开挖深度，我们采取在钢板桩内侧加一层围囹并设置支撑，按单支撑进行钢板桩计算。围堰采用I型钢板桩，W=1346cm3，[f]=350Mpa。

4、土的重度为：18.8KN/ m3，内摩擦角Ф=20.1°

5、距板桩外1.5m均布荷载按20KN/ m2计。基坑开挖深度不大于4m.

钢板桩平面布置、板桩类型选择，支撑布置形式，板桩入土深度、基底稳定性设计计算如下：

(1)作用于板桩上的土压力强度及压力分布图

ka=tgа（45°-φ/2）= tgа（45°-20.1/2）=0.49

Kp= tgа（45°+Ф/2）= tgа（45°+20.1/2）=2.05

板桩外侧均布荷载换算填土高度h1，

h1=q/r=20KN/ m2÷18.8KN/ m3

=1.06m

基坑底以上土压力强度Pa1：

Pa1=r*(h1+4)Ka=18.8×(1.06+4) ×0.49

=46.6KN/m2

合力Ea距承台底的距离y为2.53m.

(2)确定内支撑层数及间距

按等弯距布置确定各层支撑的间距,根据I型钢板桩能承受的最大弯距确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h:

h= =

=313cm

=3.13m

h1=1.11h=1.11×3.13=3.47m

h2=0.88 h =0.88×3.13=2.75m

根据具体情况，确定采用【桥涵（施工手册）】图5-44的形式布置。

支撑间距:S1=0.475×4+0.16×（0.34×4+0.12）=2.13m

S2=0.525×4-0.16×（0.34×4+0.12）=1.87m

（3）WUR13型冷弯钢板桩厚度以0.36m计，围囹以10m长计，

围囹受力计算如下:

围囹采用2 I40a工字钢，翼板间每隔1m采用钢板满焊连接，形成半封闭箱型结构。钢材屈服强度值fy=235N/mm2，钢材抗压强度设计值f=215N/mm2。2I40a工字钢惯性矩/静力矩（Ix /Sx）=68.2cm，截面模数=2180cm3。

a.\t支承力：

18.8×0.49×2.13×（2.13+1.87）/2=78.49kN/m

P2=78.49×10/7=112.13kN

b.弯距

Mmax=112.13×2.252/8=49.67kN·m

σmax=49.67×106/（2180×103）

=17.68N/mm2＜fy=235N/mm2，满足要求。

c.剪力

τ=RSx/(Ix×t)

=R/( t×Ix/Sx)

=94.18×103/(5×10-3×68.2×10-2)

=32.88MPa＜[τ]=120MPa，满足要求。

（4）横桥向支撑杆，采用φ300×10的钢管，支撑在顺桥向支撑上，型钢与钢管之间满焊连接。

钢管外径D=300mm，管壁厚度d=10.0mm，钢材屈服强度值fy=235N/mm2，钢材抗压强度设计值f=215N/mm2。

①钢管截面积

A=1/4π(D2-d2)=π/4×(302-282)=91.06cm2

②钢管的回转半径

截面惯性矩I=π×(D4-d4)/64=π×( 304-284)/64=9584.1cm4

截面回转半径i=(I/A)1/2=(9584.1/91.06)1/2=105.25cm

③钢管的长细比

λ=l/i=2150/105.25=20.4

④钢管的稳定性

σ=P/A=262600/9106=28.8N/mm2＜fy=215N/mm2,满足要求。

（6）钢板桩入土深度X：

采用盾恩近似法计算钢板桩入土深度。

如右图所示，Kn=r(Kp-Ka)=18.8×(2.05-0.49)=29.328 KN/m3

e1=MQ=rKaH=18.8×0.49×5.06=46.613 KN/m2

DB＇板桩上的荷载GDB＇N＇一半传至D点，另一半传至土压力MR＇B＇，故有rKaH（L+x）/2=r(Kp-Ka)x2/2

即r(Kp-Ka)x2- rKaHx- rKaHL=0

由上面计算知，支撑距基坑底的1.87m，即L=1.87m，代入上式，得，x=2.69m

钢板桩入土深度9-4.5m=4.4m>2.69m，满足要求。

(7) 基坑底部的隆起验算

考虑地基土质均匀,依据地质勘察资料,其土体力学指标如下:

r=18.8 KN/m3，c=21.1Kpa，q=20 KN/m2

由抗隆起安全系数K=2πC/（q+rh）≥1.2

则：

h ≤(2πC -1.2q)/1.2r

≤(2*3.14*21.1-1.2*20)/1.2*18.8

≤ 4.8m

即钢板桩周围土体不超过4.8m时，地基土稳定，不会发生隆起。实际施工中，尽量减小坑沿活载，同时适当降低板桩侧土体高度(坑外堆土最大允许高度3m)，以避免基坑底部的隆起。

（8）基坑底管涌验算(按水中墩验算)

根据不发生管涌条件：

K=（h＇+2t）r＇/ h＇rw≥1.5

r＇=rs-rw=18.8-10.0=8.8 KN/m3, t=4.5m h＇=4.0m rw=10.0 KN/m3

则K=(4+2×4.5) ×8.8/4×10

=2.86＞1.5

即当钢板桩入土深度4.5m时，满足条件，不会发生管涌。

（9）坑底渗水量计算：

Q=K×A×ι= K×A× h＇/( h＇+2t)

根据设计地质资料，土的综合渗透系数取0.08m/d

则Q=(0.08×9.4×10×4)/(4+2×4.5)

=2.31m3

根据其渗水量的大小，为到达较好的降水效果利于承台施工，在承台外侧与钢板桩之间可设置2个降水井。

（10）围囹和支撑杆布置方式

钢板桩打入土体后，进行围堰内基坑开挖。当开挖至距钢板桩顶端2.63m处，进行围囹和支撑施工。围囹采用2I40a工字钢，支撑杆采用三道等间距横桥向直撑，支撑杆采用φ300mm×10mm的钢管。工字钢之间采用□500 mm×500mm×10mm钢板每隔1米进行两面满焊连接，工字钢间隙按照0.08米设置。各道支撑与围囹之间进行满焊连接，并保证焊接质量。若支撑杆未贴靠在与围囹上，需作加垫钢板处理，使围囹上的力传到支撑上，以起到支撑的作用。支撑与围囹的材料、制作、焊接必须严格按要求施工。立模板时需要将模板割开以便穿过支撑杆，随后将支撑杆一起浇筑在混凝土中。

五、钢板桩施工工艺

1、钢板桩施工的一般要求

⑴钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。

⑵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。

⑶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。

2、钢板桩施工的顺序

施工流程: 根据施工图及高程，放设沉桩定位线→实施表层回填矿渣土剥离→根据定位线控设沉桩导向槽→整修加固施工机械行走道路及施工平台→沉设钢板桩→将钢板桩送至指定标高→焊接围囹支撑→挖土→施工承台、墩身及顶帽→填土→拔除钢板桩。

3、钢板桩的检验、吊装、堆放

⑴钢板桩的检验

钢板桩运到工地后，需进行整理。清除锁口内杂物(如电焊瘤渣、废填充物等)，对缺陷部位加以整修。

①锁口检查的方法：用一块长约2m的同类型、同规格的钢板桩作标准，将所有同型号的钢板桩做锁口通过检查。检查采用卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作锁口通过检查。对于检查出的锁口扭曲及“死弯”进行校正。

②为确保每片钢板桩的两侧锁口平行。同时，尽可能使钢板桩的宽度都在同一宽度规格内。需要进行宽度检查，方法是：对于每片钢板桩分为上中下三部分用钢尺测量其宽度，使每片桩的宽度在同一尺寸内，每片相邻数差值以小于1 为宜。对于肉眼看到的局部变形可进行加密测量。对于超出偏差的钢板桩应尽量不用。

③钢板桩的其它检查，对于桩身残缺、残迹、不整洁、锈皮、卷曲等都要做全面检查，并采取相应措施，以确保正常使用。

④锁口润滑及防渗措施，对于检查合格的钢板桩，为保证钢板桩在施工过程中能顺利插拔，并增加钢板桩在使用时防渗性能。每片钢板桩锁口都须均匀涂以混合油，其体积配合比为黄油：干膨润土：干锯沫＝5：5：3。

⑵钢板桩吊运

装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。

⑶钢板桩堆放

钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。

王者zyw

这是要计算板的刚度。根据你给的条件，可按等截面矩形悬臂梁计算。计算公式是:

ymax=(8Pl^3)/(Ebh^2)

ymax--最大挠度;mm

P--荷载，N;

l--受力点到支撑点之间的距离，mm;

E--材料的弹性模量，不同材料的E值不同。

b--宽度，mm

h--高度，mm。

除此之外，还应验算悬臂梁的抗弯强度和最大剪应力。

扩展资料：

测试要素

1、机械性能（machnicalproperties）：当材料受外力时表现出来的各种力学性能。

2、应力（stress）：

当材料受外力时材料内部对外力的反应。应力的大小用下述公式表示：应力（δ）=作用（F)/材料单位面积（A），单位为Pa。

3、应变（strain）：

当材料受外力作用时引起的形变。应变的大小用下述公式表示：应变（ε）=变化长度（△L)/初始长度（L）。

4、拉应力或张应力（tensilestress）：

材料受到拉伸时的内部应力。

5、压应力或压缩应力（compressivestress）：

材料受到压缩时的内部应力。

6、剪应力（shearstress）：

材料受到切错作用力时，相互平行的部分发生滑动时的内部应力。

但当某一段材料或修复体受力时，往往是三种应力形式同时存在。例如咀嚼压力作用于固定桥时，桥体倪面受到的力为压应力，桥体的龈底则为拉应力，基牙修复体与桥体连接处为剪应力。

7、抗拉强度或抗张强度（tensilestrength)

8、压缩强度或抗压强度（compressivestrength）：

在试件上施加压缩载荷，至试件破坏时的单位面积载荷值。

9、弯曲强度（bendingstrength）：

又称挠曲强度或抗弯强度，在试件的两支点之间施加载荷，至试件破坏时的单位面积载荷值。

百色嘉品设计师

对于这个问题首先让我觉得有很多不确定因素会导致取值的结果！

大概分享三点来供提问者参考下具体现场应如何处理…

1.基坑尺寸及其水位情况

根据不同施工设计要求而定，举例：基坑尺寸设计为：26.2m*14.2m，水池顶面标高+0.2m，基坑底面标高为：—4.6m（局部较深位于基坑中间部位，对支护影响略小）地下水位—0.5米。

2.钢板桩围堰设计

在基坑开挖中选用长度为12mIV型拉森钢板桩。围柄材料选用H300型钢（300*300*10*15），支撑选用300*16圆钢管。围堰尺寸定位：26.2m*14.2m。

H300型钢（300*300*10*15）截面参数

IX=19932.75cm4 Iy=6752.25cm4

Wx=1328.85cm3 ix=13.05cm

iy=7.59cm 截面积A=117cm2

300*16圆钢管截面参数

Ix=14438.136cm4 ix=10.056cm

截面积A=142.754cm2

IV钢板桩截面参数：

A=236cm2， Ix=39600cm4， Wx=2200cm3

3.设计计算

土层物理力学指标：

根据本工程岩土报告，可采用附近B点勘测成果，平均重度为17.8KN/m3，平均内摩擦角为15度。平均粘聚力15.9KPa。开挖深度按4.6m考虑。

以上为举例参考，希望能够给发问者带来帮助！

爱新觉罗a贝勒

型材的抗弯强度设计值计算方法

一、梁的静力计算概况

1、单跨梁形式：简支梁

2、荷载受力形式：简支梁中间受集中载荷

3、计算模型基本参数：长 L =6 M 4、集中力：标准值Pk=Pg+Pq =40+40=80 KN 设计值Pd=Pg*γG+Pq*γQ =40*1.2+40*1.4=104 KN

二、选择受荷截面

1、截面类型：工字钢：I40c

2、截面特性： Ix= 23850cm4 Wx= 1190cm3 Sx= 711.2cm3 G= 80.1kg/m 翼缘厚度 tf= 16.5mm 腹板厚度 tw= 14.5mm

三、工字钢抗弯强度计算

1、材质：Q235

2、x轴塑性发展系数γx：1.05

3、梁的挠度控制〔v〕：L/250

四、内力计算结果

1、支座反力 RA = RB =52 KN

2、支座反力 RB = Pd / 2 =52 KN

3、最大弯矩 Mmax = Pd * L / 4 =156 KN.M

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型材的抗弯强度设计值计算方法

一、梁的静力计算概况

1、单跨梁形式：简支梁

2、荷载受力形式：简支梁中间受集中载荷

3、计算模型基本参数：长 L =6 M

4、集中力：标准值Pk=Pg+Pq =40+40=80 KN 设计值Pd=Pg*γG+Pq*γQ =40*1.2+40*1.4=104 KN

二、选择受荷截面

1、截面类型：工字钢：I40c

2、截面特性： Ix= 23850cm4 Wx= 1190cm3 Sx= 711.2cm3 G= 80.1kg/m

翼缘厚度 tf= 16.5mm 腹板厚度 tw= 14.5mm

工字钢抗弯强度计算

1、材质：Q235

2、x轴塑性发展系数γx：1.05

3、梁的挠度控制〔v〕：L/250

工字钢抗弯强度计算方法

四、内力计算结果

1、支座反力 RA = RB =52 KN

2、支座反力 RB = Pd / 2 =52 KN

3、最大弯矩 Mmax = Pd * L / 4 =156 KN.M

五、强度及刚度验算结果

1、弯曲正应力σmax = Mmax / (γx * Wx)＝124.85 N/mm2

2、A处剪应力 τA = RA * Sx / (Ix * tw)＝10.69 N/mm2

3、B处剪应力 τB = RB * Sx / (Ix * tw)＝10.69 N/mm2

4、最大挠度 fmax = Pk * L ^ 3 / 48 * 1 / ( E * I )=7.33 mm

5、相对挠度 v = fmax / L =1/ 818.8

弯曲正应力 σmax= 124.85 N/mm2 < 抗弯设计值 f : 205 N/mm2 ok! 支座最大剪应力τmax= 10.69 N/mm2 < 抗剪设计值 fv : 125 N/mm2 ok! 跨中挠度相对值 v=L/ 818.8 < 挠度控制值〔v〕:L/ 250

陌纯白记忆73782221

你说的是设计这个产品吗？如果有强度数据要求，你能做的就是在材料和结构上做设计，通过建模然后做仿真分析得到优化的方案。如果没有强度数据提供，则要考虑工况要求，从产品的功能看，好像是做围堰土方支撑的，需要考虑的是土方或流体密度因落差产生的压强是多少，是否有支撑件？留多少冗余量等等，这一切都需要数据支持。谢谢！