钢管桩标准节设计承载力计算.pdf

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1、钢管桩标准节设计承载力计算一、630 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：=L/ix=20/0.22=90.7 查钢结构设计规范表C-2 得：=0.616 考虑钢材的容许应力为=180MPa 1.1 最大轴向力计算620.2192.5180100.6160.01180.364*10tNN aNNNAW求得：935.1NKN1.2 横联计算根据

2、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。1.2.1 2 28a 横联采用 228a 作为横联，按照最大长细比=100 来控制。=100=10010022.334664.66yyLiLicm米强度复核：按照桩顶承受 18KN 的水平力计算，由=100 查钢结构设计规范 表 C-2得：=0.5552218000=4.05215/0.55524010NMPafNmmA则采用 228a 作为横联的时候，最大间距取4.6 米。1.2.2 42.6 钢管横联采用 42.6 钢管横联（考虑锈蚀，壁厚为4mm）作为横联，按照最大长细比=100 来控制。=

3、100=10010014.92149214.92yyLiLicmm强度复核：按照桩顶承受 18KN 的水平力计算，由=100 查钢结构设计规范 表 C-2得：=0.5552218000=6.11215/0.55553.03 10NMPafNmmA则采用42.6 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 228a 作为横联。4.6 米以上 12 米以下的采用42.6 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、820 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

4、 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：=L/ix=20/0.29=70.0 查钢结构设计规范表C-2 得：=0.75 考虑钢材的容许应力为=180MPa 2.1 最大轴向力计算620.2119.4180100.750.01530.62*10tNN aNNNAW求得：1508NKN2.2 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。2.2.1 2 28a 横联采用 228a 作为横联，按照最大长细比=100 来

5、控制。=100=10010022.334664.66yyLiLicm米强度复核：按照桩顶承受 30KN 的水平力计算，由=100 查钢结构设计规范 表 C-2得：=0.5552230000=6.76215/0.55524010NMPafNmmA满足要求！则采用 228a 作为横联的时候，最大间距取4.6 米。2.2.2 42.6 钢管横联采用 42.6 钢管横联（考虑锈蚀，壁厚为4mm）作为横联，按照最大长细比=100 来控制。=100=10010014.92149214.92yyLiLicmm强度复核：按照桩顶承受 30KN 的水平力计算，由=100 查钢结构设计规范 表 C-2得：=0.5

6、552230000=10.19215/0.55553.03 10NMPafNmmA满足要求！则采用42.6 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 228a 作为横联。4.6 米以上 12 米以下的采用42.6 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

7、压。则有螺栓最大拉应力31500 10362.85009459.4eNMPafMPaA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：-95.6 -95.6 256.5 256.5 186.0 115.6 45.2 -95.6 -95.6 -95.6 -95.6 -95.6 45.2 115.6 186.0 最大组合应力95.6215MPafMPa满足要求！计算挠度：0.000 0.000 0.231 0.231 0.018 0.059 0.114 0.1

8、74 0.296 0.329 0.329 0.296 0.174 0.114 0.059 0.018最大挠度：0.329/400148/4000.37fmmLmm计算反力：83.483.4四、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3900 10244.94008459.4eNMPafMPaA满足要求！3.2 法兰盘计算取两个

9、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：-66.2 -66.3 160.9 160.9 115.5 70.0 24.6 -66.3 -66.3 -66.3 -66.3 -66.2 24.6 70.0 115.5-56300.0-56300.0最大组合应力66.3215MPafMPa满足要求！计算挠度：0.000 0.000 0.131 0.131 0.011 0.034 0.066 0.099 0.161 0.176 0.176 0.161 0.099 0.066 0.034 0.011-56.3-56.3最大挠度：0.176/400120/4000.3fmmLmm满足要求！计算反力：56.356.3-56.3-56.3五、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：