设计计算书

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第一节钢板桩及其支撑体系 开挖深度6.5米

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[ 支护方案 ]

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连续墙支护

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[ 基本信息 ]

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[ 超载信息 ]

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[ 土层信息 ]

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[ 土层参数 ]

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[ 支锚信息 ]

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[ 土压力模型及系数调整 ]

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            弹性法土压力模型:        经典法土压力模型:

[ 设计结果 ]

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[ 结构计算 ]

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各工况：

内力位移包络图：

地表沉降图：

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[ 整体稳定验算 ]

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计算方法：瑞典条分法

应力状态：总应力法

条分法中的土条宽度: 1.00m

滑裂面数据

整体稳定安全系数 Ks = 1.587

圆弧半径(m) R = 12.6

圆心坐标X(m) X = -2.282

圆心坐标Y(m) Y = 6.902

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[ 抗倾覆稳定性验算 ]

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抗倾覆安全系数:

    Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力

          决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。

    Ma——主动土压力对桩底的弯矩;

    注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

    序号    支锚类型    材料抗力(kN/m)    锚固力(kN/m)

     1      内撑            738.250            ---

     2      内撑            738.250            ---

    Ks = 3.799 >= 1.200, 满足规范要求。

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[ 抗隆起验算 ]

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Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):

    Ks = 4.411 >= 1.1, 满足规范要求。

Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):

    Ks = 5.241 >= 1.15, 满足规范要求。

[ 隆起量的计算 ]

注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!

式中    δ———基坑底面向上位移(mm);

    n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;

    ri———第i层土的重度(kN/m3)；

        地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);

    hi———第i层土的厚度(m);

    q———基坑顶面的地面超载(kPa);

    D———桩(墙)的嵌入长度(m);

    H———基坑的开挖深度(m);

    c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);

    φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);

    r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);

    δ = 0(mm)

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[ 抗管涌验算 ]

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抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

式中    γ0———侧壁重要性系数;

    γ'———土的有效重度(kN/m3);

    γw———地下水重度(kN/m3);

    h'———地下水位至基坑底的距离(m);

    D———桩(墙)入土深度(m);

    K = 3.013 >= 1.5, 满足规范要求。

第二节钢结构内支撑构件验算

1、Ф400×12mm钢管压杆稳定性验算：

（1）按两端胶支的轴心受压构件进行计算。按以下公式进行计算：

N/φA≤f

其中最大N=709KN

φ值的计算：i=137.2mm，l0=4.00m=4000mm

λ= l0/i=4000/137.2=29.15≤150，满足长细比要求

查《钢结构设计规范》，得到φ值：φ= 0.915

f=215N/mm2 ，A=7540mm2

则：材料抗力计算：

材料抗力= φA f =0.939×14627×215=2953KN

满足要求。

2、型钢围檩验算：

围檩型号为：I40b工字钢

其相关计算参数为： Wx=1140cm3=1.26×106mm3， b1=144mm。

围檩承受的均布荷载为：q=430.37/4.0=113.26KN/m=113.26N/mm

Mx=0.1ql2=0.1×113.26×38002=1.×108N.mm

σ=Mx/γxWnx=1.×108/（1.05×1.26×106）=123.96N/mm2< f=215N/mm2

 满足要求

l1/ b1=3800/300=12.67<13,根据规范规定，无需验算其整体稳定性。

3、钢支撑牛腿焊缝抗剪强度验算：

焊缝长度为lw=1300×2=2600mm，焊缝厚度为he=10mm，焊缝强度设计值为160N/mm2，则其承载力为：

N1=2600×10×160=3.62×106N=3620KN

其承受的荷载值为：N=636KN=987.41KN<3620KN，满足要求

4、Ф400×12mm钢管支锚刚度的计算

支锚刚度=2аEA/L=2×0.8×206000×14627/4.000=1205.3MN/m

5、钢板桩强度验算

拉森Ⅲ型钢板桩的每米宽的抵抗矩为：W=1600cm3

σ=M/W=130.5×106/（1600×1000）=81.56N/mm2＜215 N/mm2

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