悬臂式板桩计算书

'徐州工程学院课程设计任务书土木学院安全技术与管理专业设计题目施工现场设施安全设计学生姓名吴祯班级08安全起止日期2011/5/9—2011/5/13指导教师高向阳教研室主任发任务书日期2011年4月2日悬臂式板桩计算计算书 一、编制依据本计算书的编制参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），《土力学与地基基础》（清华大学出版社出版）等编制。二、参数信息重要性系数：1.00；开挖深度度h：5.60m；基坑外侧水位深度hwa：2m；基坑下水位深度hwp：0.50m；桩嵌入土深度hd：7m；基坑边缘外荷载形式：荷载满布土坡面上均布荷载值q0：15.00kN/m；悬臂板桩材料：40c号工字钢；弹性模量E：206000N/mm2；强度设计值[fm]：205N/mm2；桩间距bs：0.50m；截面抵抗矩Wx：1190cm3；截面惯性矩Ix：23850.00cm4；基坑土层参数：序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力浮容重(m)(kN/m3)(°)(kPa)(kN/m3)1细砂20.81935020三、土压力计算1、水平荷载（1）、主动土压力系数： Ka1=tan2（45°-φ1/2）=tan2（45-35/2）=0.271；Ka2=tan2（45°-φ2/2）=tan2（45-35/2）=0.271；（2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载：第1层土：0~2米；σa1上=-2C1Ka10.5=-2×0×0.2710.5=0kN/m2；σa1下=γ1h1Ka1-2C1Ka10.5=19×2×0.271-2×0×0.2710.5=14.362kN/m2;第2层土：2~12.6米；H2"=∑γihi/γ2=38/19=2；σa2上=[γ2H2"+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka2-2C2Ka20.5=[19×2+15+0]×0.271-2×0×0.2710.5=14.362kN/m2；σa2下=[γ2H2"+P1+P2a2/(a2+2l2)]Ka2-2C2Ka20.5+γ"h2Ka2+0.5γwh22=[19×2+15+0]×0.271-2×0×0.2710.5+20×10.6×0.271+0.5×10×10.62=633.612kN/m2；（3）、水平荷载：第1层土：Ea1=h1×(σa1上+σa1下)/2=2×(0+14.362)/2=14.362kN/m；作用位置：ha1=h1(2σa1上+σa1下)/(3σa1上+3σa1下)+∑hi=2×(2×0+14.362)/(3×0+3×14.362)+10.6=11.267m；第2层土：Ea2=h2×(σa2上+σa2下)/2=10.6×(14.362+633.612)/2=3434.267kN/m；作用位置：ha2=h2(2σa2上+σa2下)/(3σa2上+3σa2下)+∑hi=10.6×(2×14.362+633.612)/(3×14.362+3×633.612)+0=3.612m；土压力合力：Ea=ΣEai=14.362+3434.267=3448.629kN/m；合力作用点：ha=ΣhiEai/Ea=(14.362×11.267+3434.267×3.612)/3448.629=3.644m；2、水平抗力计算（1）、被动土压力系数：Kp1=tan2（45°+φ1/2）=tan2（45+35/2）=3.69；（2）、土压力、地下水产生的水平荷载：第1层土：5.6~17.7米； σp1上=2C1Kp10.5=2×0×3.690.5=0kN/m；σp1下=γ1h1Kp1+2C1Kp10.5=19×12.1×3.69+2×0×3.690.5=848.371kN/m；（3）、水平荷载：第1层土：Ep1=h1×(σp1上+σp1下)/2=12.1×(0+848.371)/2=5132.642kN/m；作用位置：hp1=h1(2σp1上+σp1下)/(3σp1上+3σp1下)+∑hi=12.1×(2×0+848.371)/(3×0+3×848.371)+0=4.033m；土压力合力：Ep=ΣEpi=5132.642=5132.642kN/m；合力作用点：hp=ΣhiEpi/Ep=(5132.642×4.033)/5132.642=4.033m；四、验算嵌固深度是否满足要求根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)的要求，验证所假设的hd是否满足公式；hp∑Epj-1.2γ0haEai≥04.03×5132.64-1.2×1.00×3.64×3448.63=5623.43；满足公式要求！五、抗渗稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)要求，此时可不进行抗渗稳定性验算！六、结构计算1、结构弯矩计算 弯矩图(kN·m)变形图(m)悬臂式支护结构弯矩Mc=1611.55kN·m；最大挠度为:90054.16m；2、截面弯矩设计值确定：M=1.25γ0Mc截面弯矩设计值M=1.25×1.00×1611.55=2014.43；γ0----为重要性系数，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）,表3.1.3 可以选定。七、截面承载力计算1、材料的强度计算：σmax=M/(γxWx)γx-----塑性发展系数，对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件，偏于安全考虑，可取为1.0;Wx-----材料的截面抵抗矩:1190.00cm3σmax=M/(γx×Wx)=2014.43/(1.0×1190.00×10-3)=1692.80MPaσmax=1692.80MPa>[fm]=205.00MPa;材料的强度不满足要求，请重新选取抗弯刚度大的截面，重新计算。'