拉森钢板桩设计计算书.docx
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拉森钢板桩设计计算书
ModifiedbyJACKontheafternoonofDecember26,2020
拉森钢板桩设计计算书
拉森钢板桩设计计算书
（1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地。
（2）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。
（3）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。
差的钢板桩应尽量不用。
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弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类名称
水土
水压力
主动土压力
被动土压力
被动土压力
调整系数
调整系数
调整系数
最大值（kPa）
1
杂填土
合算
2
圆砾
合算
3
中砂
合算
4
粘性土
分算
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[工况信息]
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工况
工况
深度
支锚
号
类型
（m）
道号
1
开挖
---
2
加撑
---
1.内撑
3
开挖
---
4
加撑
---
2.内撑
5
开挖
---
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
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[结构计算]
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各工况：
内力包络图：
2、拉森钢板桩型号的选择与验算
由上节弯矩图可见钢板桩桩身最大弯矩标准值为Mmax=·m。
选取SP-Ⅳ型号的拉森钢板桩，每延米W=2270cm3。
由《钢结构设计规范》3.4.1条知钢板桩的强度设计值为215N/mm2,安全系数取2。
由于地下水较丰富，所以采用双层拉森钢板桩，每延米W=4540cm3。
考虑两层钢板桩的折减系数为。
则桩身最大应力为：
由于<215××=86MPa，所以满足要求！
拉森钢板桩技术参数表
型号
尺寸规格
单根钢板桩
单根每米壁宽
Dimensions
Perplie
Per1mofpilewallwidth
Type
宽度/w
高度/h
厚度/t
截面积
理论重量
惯性矩
截面模数
截面积
理论重量
惯性矩
截面模数
mm
mm
mm
cm2
Kg/m
cm4
cm3
cm2/m
Kg/m2
cm4/m
cm4/m
SP-Ⅱ
400
100
48
1240
152
153
120
8740
874
SP-Ⅲ
400
125
13
60
2220
223
191
150
16800
1340
SP-Ⅳ
400
170
4670
362
190
38600
2270
SP-ⅤL
500
200
105
7960
520
210
6300
3150
SP-ⅥL
500
225
153
120
11400
680
306
240
8600
3820
SP-ⅡW
600
130
2110
203
103
13000
1000
SP-ⅢW
600
180
5220
376
136
32400
1800
SP-ⅣW
600
210
18
106
8630
539
177
56700
2700
3、钢支撑及围檩内力的计算
第一道钢支撑及围檩采用单层形式，第二道钢支撑及围檩均采用双拼形式。
对钢支撑进行平面布置，布置时考虑到钢管桩的操作空间。
见下图：
钢支撑平面布置图
利用结构力学求解器求解钢支撑及围檩的内力。
计算简图（m、kN/m）
M图（kN·m）
V图（kN）
N图（kN）
4、水平对撑及水平斜撑的验算
由于计算方法采用的是极限平衡方法，所以要将支撑反力增加85%，故水平对撑承受的最大轴力设计值为：
N=××=。
设计时应该考虑支撑自重及在支撑中心作用10kN的竖向偶然荷载（偶然荷载可按照突加荷载计算，弯矩放大系数取2）；荷载分项系数：
钢材自重=，活载=；有效长度系数=。
计算长度取l=，选择莱钢生产的Q235国标H型钢400×400×13×21mm，A=,g=172kg/m，Wx=3340cm3，Wy=1120cm3，ix=cm，iy=cm，[f]=205MPa。
λy=l/iy=，查表得φ=。
水平对撑按偏心受压构件计算。
杆件弯矩除由竖向荷载产生的弯矩外，尚应考虑轴向力对杆件的附加弯矩，附加弯矩可按轴向力乘以初始偏心距确定。
偏心距按实际情况确定，且对钢支撑不小于40mm，一般取10%截面深度（且不宜小于支撑计算长度的1/1000）,此处取40mm。
由以上可知：
水平对撑跨中弯矩最大
My=×+×5××2+×1/8××
=·m
验算弯矩作用平面内的稳定性：
N——所计算构件段范围内的轴心压力，N=；
——参数，
；
φy——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，φy=；
My——所计算构件段范围内的最大弯矩，My=kN·m；
γy——与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于H型截面γy=；
Wy——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量，Wy=1120cm3；
βmy——等效弯矩系数，有端弯矩和横向荷载同时作用时，使构件产生同向
考虑到双拼支撑的下道支撑承受的力较大，故考虑20%的放大系数。
由于×=N/mm2＜205N/mm2，故满足要求！
水平斜撑与水平对撑采用同一种截面形式，斜撑的力较小，故不必重复计算！
5、型钢围檩的验算
莱钢生产的Q235国标H型钢400×400×13×21mm，A=,g=172kg/m，Wx=3340cm3，Wy=1120cm3，ix=cm，iy=cm，[f]=205MPa。
计算长度取，λx=l/ix=20，查表得φx=；
由内力图可知围檩内力设计值为：
Mx=××=·m；N=××=
验算弯矩作用平面内的稳定性：
N——所计算构件段范围内的轴心压力，N=；
——参数，
；
φx——弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数，φx=；
Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩，Mx=·m；
γx——与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于H型截面γx=；
W1x——在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量，W1x=3340cm3；
βmx——等效弯矩系数，有端弯矩和横向荷载同时作用时，使构件产生同向
考虑到双拼支撑的下道支撑承受的力较大，故考虑20%的放大系数。
由于×=N/mm2＜205N/mm2，满足要求！
由于钢板桩紧贴在围檩翼缘上，故可不必对平面外稳定性进行计算。
围檩角部应力明显比中间部位的小，采取构造措施，焊接两道三角形钢板即可，不必重复计算！
6、牛腿的验算
牛腿采用莱钢生产的国标300的槽钢，牛腿在围檩下承受两道围檩以及支撑的自重荷载，设置在每个水平支撑与围檩连接节点下方。
一圈围檩及支撑自重为：
q=（×2+×2+4×+2×+++10）×172×10×2=
牛腿与钢板桩采用角焊缝为6mm的围焊形式，一圈围檩及支撑需要的焊缝长度为：
l=×1000/（×6×160）=550mm
所以牛腿的设置满足要求！
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