钢管桩标准节设计承载力计算.docx

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钢管桩标准节设计承载力计算

钢管桩标准节设计承载力计算

一、φ630钢管桩

钢管桩直径630mm，壁厚8mm。

考虑锈蚀情况，壁厚按照6mm进行计算。

其截面特性为：

回转半径ix=22.062cm

考虑钢管桩横联间距为10米，即钢管桩的自由长度按10m计算，钢管桩一端固定，一端自由，自由长度系数为2.0，则计算长度为2*10=20m。

钢管桩的长细比：

λ=L/ix=20/0.22=90.7

查《钢结构设计规范》表C--2得：

φ=0.616

考虑钢材的容许应力为［σ］=180MPa

1.1最大轴向力计算

求得：

1.2横联计算

根据以上计算结果，按照900KN轴向力，180KN.m弯矩来设计横联。

横联竖向间距为10米。

1.2.12［28a横联

采用2［28a作为横联，按照最大长细比［λ］=100来控制。

强度复核：

按照桩顶承受18KN的水平力计算，由λ=100查《钢结构设计规范》表C--2得：

φ=0.555

则采用2［28a作为横联的时候，最大间距取4.6米。

1.2.2φ42.6钢管横联

采用φ42.6钢管横联（考虑锈蚀，壁厚为4mm）作为横联，按照最大长细比［λ］=100来控制。

强度复核：

按照桩顶承受18KN的水平力计算，由λ=100查《钢结构设计规范》表C--2得：

φ=0.555

则采用φ42.6作为横联的时候，最大间距取12米。

综上：

横联长度在4.6米以下的采用2［28a作为横联。

4.6米以上12米以下的采用φ42.6钢管作为横联。

12米以上的横联采用自行设计的桁架形式。

二、φ820钢管桩

钢管桩直径820mm，壁厚10mm，考虑锈蚀情况，壁厚按照8mm进行计算。

其截面特性为：

回转半径ix=28.78cm

考虑钢管桩横联间距为10米，即钢管桩的自由长度按10m计算，钢管桩一端固定，一端自由，自由长度系数为2.0，则计算长度为2*10=20m。

钢管桩的长细比：

λ=L/ix=20/0.29=70.0

查《钢结构设计规范》表C--2得：

φ=0.75

考虑钢材的容许应力为［σ］=180MPa

2.1最大轴向力计算

求得：

2.2横联计算

根据以上计算结果，按照1500KN轴向力，300KN.m弯矩来设计横联。

横联竖向间距为10米。

2.2.12［28a横联

采用2［28a作为横联，按照最大长细比［λ］=100来控制。

强度复核：

按照桩顶承受30KN的水平力计算，由λ=100查《钢结构设计规范》表C--2得：

φ=0.555

满足要求！

则采用2［28a作为横联的时候，最大间距取4.6米。

2.2.2φ42.6钢管横联

采用φ42.6钢管横联（考虑锈蚀，壁厚为4mm）作为横联，按照最大长细比［λ］=100来控制。

强度复核：

按照桩顶承受30KN的水平力计算，由λ=100查《钢结构设计规范》表C--2得：

φ=0.555

满足要求！

则采用φ42.6作为横联的时候，最大间距取12米。

综上：

横联长度在4.6米以下的采用2［28a作为横联。

4.6米以上12米以下的采用φ42.6钢管作为横联。

12米以上的横联采用自行设计的桁架形式。

三、820钢管法兰计算

3.1法兰盘螺栓计算

以820钢管承受1500KN的轴向力进行计算，法兰盘板厚2.5cm，中心圆直径920mm。

配置18颗8.8级M27高强螺栓（查钢结构规范得M27螺栓有效截面面积Ae=459.4mm2）。

考虑法兰盘一半的螺栓受拉，一半的螺栓受压。

则有螺栓最大拉应力

满足要求！

3.2法兰盘计算

取两个加劲肋之间的法兰板进行计算

近似按照梁单元建立模型（L=324mm，B=25mm）,N=1500/18=83.3KN

建立MIDAS模型：

计算组合应力：

最大组合应力

满足要求！

计算挠度：

最大挠度：

计算反力：

四、630钢管法兰计算

3.1法兰盘螺栓计算

以630钢管承受900KN的轴向力进行计算，法兰盘板厚2.5cm，中心圆直径730mm。

配置16颗8.8级M27高强螺栓（查钢结构规范得M27螺栓有效截面面积Ae=459.4mm2）。

考虑法兰盘一半的螺栓受拉，一半的螺栓受压。

则有螺栓最大拉应力

满足要求！

3.2法兰盘计算

取两个加劲肋之间的法兰板进行计算

近似按照梁单元建立模型（L=288mm，B=25mm），N=900/16=56.3KN

建立MIDAS模型：

计算组合应力：

最大组合应力

满足要求！

计算挠度：

最大挠度：

满足要求！

计算反力：

五、法兰加劲肋计算

加劲肋承受法兰盘的支座反力，由于加劲肋两个边都与钢护筒焊接，故只需计算加劲肋的焊缝长度。

取最大支座反力V=N=2×83.4KN=166.8KN进行计算：

确定焊脚尺寸：

得：

取

满足要求！