冷拔钢管拔制力的计算(I)

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冷拔钢管拔制力的计算

宋宝湘编译

希望科技服务部印

2007年3月

本书较详细地阐述与分析了在各种方法冷拔钢管时的作用力与应力分布状况。根据新的轧制形理编著基础导出更正确更接近实践的计算公式。同时列举了许多学者和科技工作者发表的有关拔制力方面的计算公式作了比较分析，经过实践拔制力的测定与对比结果。本书推导的计算公式更接近实践值，换差较小已成为目前冷拔钢管生产与设计中应用最广泛的计算公式。

本书适用设计工者与生产技术人员应用，可供科技研究工作者与高等专科学校高年级学生参考

目录

引言 (1)

第一章钢管伸拔与影响拔制力的因素 (6)

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第一节钢管伸拔的拔制力 (6)

第二节影响拔制力的因素 (9)

第三节现有冷拔钢管拔制力的计算公式 (11)

第二章钢管在伸拔过程的作用力与应力分布 (22)

第一节钢管在无芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (22)

第二节钢管在短芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (24)

第三节钢管在长芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (26)

第四节钢管在扩径伸拔过程的作用与应力分布 (27)

第三章钢管在伸拔过程的拔制力计算公式的推导 (31)

第一节钢管在无芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (31)

第二节钢管在短芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (40)

第三节钢管在长芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (48)

第四节钢管在扩径伸拔过程拔制力公式的推导 (48)

第四章钢管在伸拔过程的拔制力的测定与理编计算结果比较 (71)

第一节钢管拔制力的测定方法 (71)

第二节钢管在伸拔过程拔制力的理论计算结果与实际测定79 第五章各种计算拔制力公式的分析与比较 (91)

第一节各种计算拔制力公式的分析与计算结果比较 (91)

第二节本书推导出的计算公式的分析 (101)

第三节结论 (121)

钢管桩的计算公式

钢管桩的计算公式 条件： 地基土粘土、可塑，承载力特征值f ak ，重度γ，摩擦角φ，作用在基础顶面处内力标准值为：弯距M k ，剪力V k ，竖向轴力N k 一、根据结构力学知识，进行桩顶作用效应计算 求出每个桩顶的力 弯距ki M ，剪力ki V ，竖向轴力ki N , 如左图所示。 二、桩下压承载力计算 （参见《建筑桩基技术规范》） 单桩竖向承载力标准值为： p pk p j sjk pk sk uk A q l q u Q Q Q λ+=+=∑ sjk q ——桩侧第j 层土的极限侧阻力标准值，查表5.3.5-1。 pk q ——极限端阻力标准值，查表5.3.5-2。 j l ——桩周第j 层土的厚度 u ——桩身周长 p λ——桩端土塞效应系数，对于闭口钢管桩取1，对于敞口 钢管桩按下式计算： 当5/

三、 桩上拔承载力计算，即当0

剪切力的计算方法

第3章 剪切和挤压的实用计算 3.1 剪切的概念 在工程实际中，经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a)，构件的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n m -面)发生相对错动(图3-1b)。 图3-1 工程中的一些联接件，如键、销钉、螺栓及铆钉等，都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m -假想地截开，保留一部分考虑其平衡。例如，由左部分的平衡，可知剪切面上必有与外力平行且与横截面相切的力Q F (图3-1c)的作用。Q F 称为剪力，根据平衡方程∑=0Y ，可求得F F Q =。 剪切破坏时，构件将沿剪切面(如图3-la 所示的n m -面)被剪断。只有一个剪切面的情况，称为单剪切。图3-1a 所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外，往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部力，而只是给出了主要的受力和力。实际受力和变形比较复杂，因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算，一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法，称为剪切的实用计算或工程计算。 3.2 剪切和挤压的强度计算 3.2.1 剪切强度计算 剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图，试件的受力情况如图3-2b 所示，这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F 增大至破坏载荷b F 时，试件在剪切面m m -及n n -处被剪断。这种具有两个剪切面的情况，称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为 2 F F Q =

钢管桩设计与验算

钢管桩设计与验算 钢管桩选用Ф800，δ=10mm 的钢管，材质为A 3，E=2.1×108 Kpa,I= 64 π (80.04－78.04)=1.936×10-3M 4。依据386#或389#墩身高度和 周边地形，钢管桩最大桩长按30m 考虑。 1、桩的稳定性验算 桩的失稳临界力Pcr 计算 Pcr= 22 l EI π= 3 2 8 230 10 936.1101.2-????π =4458kN ＞R=658.3 kN 2、桩的强度计算 桩身面积 A=4 π （D 2－a 2） =4 π （802－782）=248.18cm 2 钢桩自身重量 P=A.L.r=248.18×30×102×7.85 =5844kg=58.44kN 桩身荷载 p=658.3+58.44=716.7 kN б=p ／A=716.7×102／248.18=288.7kg ／cm 2=35.3Mpa 3、桩的入土深度设计 通过上述计算可知，每根钢管桩的支承力近658.3kN ，按规范取用安全系数k=2.0，设计钢管桩入土深度，则每根钢管桩的承载力为658.3×2=1316.6kN ，管桩周长 U=πD=3.1416×0.8=2.5133m 。依地质勘察报告，河床自上而下各层土的桩侧极限摩擦力标准值为： 第一层 粉质黏土 厚度为3m ， τ=120 Kpa

第二层 淤泥粉质黏土 厚度为4m ，τ=60 Kpa 第三层 粉砂 厚度为1.8m ，τ=90Kpa N=∑τi u h i N =120×2.5133×3+60×2.5133×4+90×2.5133×h 3=1316.6 kN =904.7+603.1+226.1 h 2 =1316.6kN 解得 h 3=-0.84m 证明钢管桩不需要进入第三层土，即满足设计承载力。 钢管桩实际入土深度： ∑h=3+4=7 m 4、打桩机选型 拟选用DZ90，查表得知激振动570 kN ，空载振幅≮0.8mm ，桩锤全高4.2 m ，电机功率90kw 。 5、振动沉桩承载力计算 根据所耗机械能量计算桩的容许承载力 []P = m 1{ ()[]v a A f m x 12 23 1111 βμα+-+Q } m —安全系数，临时结构取1.5 m 1—振动体系的质量 m 1=Q/g=57000/981=58.1 Q 1—振动体系重力 N g —重力加速度=981 cm /s 2 A X —振动沉桩机空转时振幅 A X = 10.3 mm M —振动沉桩机偏心锤的静力矩 N. cm μ—振动沉桩机振幅增大系数 μ= A n / A x

冷拔钢管拔制力的计算(I)

辑.欢迎下载支持. 职工技术学习 资料注意保存 冷拔钢管拔制力的计算 宋宝湘编译 希望科技服务部印 2007年3月 本书较详细地阐述与分析了在各种方法冷拔钢管时的作用力与应力分布状况。根据新的轧制形理编著基础导出更正确更接近实践的计算公式。同时列举了许多学者和科技工作者发表的有关拔制力方面的计算公式作了比较分析，经过实践拔制力的测定与对比结果。本书推导的计算公式更接近实践值，换差较小已成为目前冷拔钢管生产与设计中应用最广泛的计算公式。 本书适用设计工者与生产技术人员应用，可供科技研究工作者与高等专科学校高年级学生参考 目录 引言 (1) 第一章钢管伸拔与影响拔制力的因素 (6)

辑.欢迎下载支持. 第一节钢管伸拔的拔制力 (6) 第二节影响拔制力的因素 (9) 第三节现有冷拔钢管拔制力的计算公式 (11) 第二章钢管在伸拔过程的作用力与应力分布 (22) 第一节钢管在无芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (22) 第二节钢管在短芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (24) 第三节钢管在长芯棒伸拔过程的作用与应力分布 (26) 第四节钢管在扩径伸拔过程的作用与应力分布 (27) 第三章钢管在伸拔过程的拔制力计算公式的推导 (31) 第一节钢管在无芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (31) 第二节钢管在短芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (40) 第三节钢管在长芯棒伸拔过程拔制力公式的推导 (48) 第四节钢管在扩径伸拔过程拔制力公式的推导 (48) 第四章钢管在伸拔过程的拔制力的测定与理编计算结果比较 (71) 第一节钢管拔制力的测定方法 (71) 第二节钢管在伸拔过程拔制力的理论计算结果与实际测定79 第五章各种计算拔制力公式的分析与比较 (91) 第一节各种计算拔制力公式的分析与计算结果比较 (91) 第二节本书推导出的计算公式的分析 (101) 第三节结论 (121)

剪切力的计算方法

第3章剪切和挤压的实用计算 3.1剪切的概念 在工程实际中，经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴 线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用（图3-1a），构件 的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面（m - n面）发生相对错动（图3- 1b）。 图3-1 工程中的一些联接件，如键、销钉、螺栓及铆钉等，都是主要承受剪切作用的构 件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面m-n假想地截开，保留一 部分考虑其平衡。例如，由左部分的平衡，可知剪切面上必有与外力平行且与横截面相切的内力F Q （图3-1C）的作用。F Q称为剪力，根据平衡方程',=0，可求得F Q二F。剪切破坏时，构件将沿剪切面（如图3-la所示的m-n面）被剪断。只有一个剪切面的情况，称为单剪切。图3-1a所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外，往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力，而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂，因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算，一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法，称为剪切的实用计算或工程计算。

3.2剪切和挤压的强度计算3.2.1剪切强度计算

剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图 试验装置的简图，试件的受力情况如图 3-2b 所示，这是模拟某种销钉联接的工作情 形。当载荷F 增大至破坏载荷 F b 时，试件在剪切面 m - m 及n - n 处被剪断。这种具 有两个剪切面的情况，称为双剪切。由图 3-2c 可求得剪切面上的剪力为 F Q 图3-2 由于受剪构件的变形及受力比较复杂，剪切面上的应力分布规律很难用理论方法 确定，因而工程上一般采用实用计算方法来计算受剪构件的应力。 在这种计算方法中, 假设应力在剪切面内是均匀分布的。若以 A 表示销钉横截面面积，则应力为 F Q A ?与剪切面相切故为切应力。以上计算是以假设“切应力在剪切面上均匀分布”为基础 的，实际上它只是剪切面内的一个“平均切应力”，所以也称为名义切应力。 当F 达到F b 时的切应力称剪切极限应力， 记为-b 。对于上述剪切试验， 剪切极限 应力为 _ Fb ■b - 2A 3-2a 为一种剪切 (3-1) bj

钢管桩计算书

边跨现浇直线段支架设计计算 一、计算何载（单幅） 1、直线段梁重：15#、16#、17#混凝土方量分别为22.26、25.18、48m3。端部1.0范围内的重量，直接作用在墩帽上，混凝土方量为： V=1×[6.25×2.5+2×3×0.15+2×2×0.25／2+2× 225 .0 65 .0 ×1－1.2×1.5]=16.125 m3 作用在支架的荷载： G1=（22.26+25.18+48－16.125）×22800×10=1957.78 KN 2、底模及侧模重（含翼缘板脚手架）：估算G2=130KN 3、内模重：估算G3=58KN 4、施工活载：估算G4=80KN 5、合计重量：G5=1957.78+130+58+80=2226KN 二、支架形式 支架采用Φ800mm（壁厚为10mm）作为竖向支承杆件。纵桥向布置2排，横桥向每排2根，其中靠近10#（13#）墩侧的钢管桩支承在承台上，与墩身中心相距235cm，第二排钢管桩与第一排中心距为550cm，每排2根排的中心距离为585cm。钢管桩顶设置砂筒，砂筒上设纵横向工字钢作为分配梁，再在纵梁上敷设底模方木及模板。钢管桩之间及钢管桩与墩身之间设置较强的钢桁架梁联系，在平面上形成框架结构，以满足钢管桩受载后的稳定性要求，具体详见“直线段支架结构图”。

根据支架的具体结构，现将其简化成力学计算模型，如下图所示： 327.5 585 327.5 10×120 20 20 780 550 115 115 纵桥向横桥向 三、支架内力及变形验算 1、 横梁应力验算：横梁有长度为12.4m ，采用2I56a 工字钢，其上 承托12根I45a 工字钢。为简化计算横梁荷载采用均布荷载。 （1）纵梁上面荷载所生的均布荷载： Q 1=2226÷2÷12.25=90.86KN/m （2）纵梁的自重所生的均布荷载： Q 2=0.8038×(1.15+5.5/2)×11÷12.25=2.815N/m （3）横梁自身的重量所生的均布荷载： Q 3=2×1.0627=2.125N/m （4）横梁上的总均布荷载： Q=90.86+2.815+2.125=95.8N/m

无缝钢管冷拔冷轧道次计算方法

无缝钢管冷拔冷轧道次计算方法 制定管材冷轧冷拔生产(见管材冷轧冷拔机组)的工艺流程及变形规程。在管材冷轧冷拔机组中，在产品投产以前必须对它的生产工艺流程、变形参数和加工设备选择等有一个明确的规定，作为组织生产和进行操作的依据，这项工作就是编制工艺程序表。根据所采用的冷加工方法，工艺程序表可分为拔制表(采用冷拔变形)和轧制表(采用冷轧变形)以及轧制和拔制表(采用冷轧冷拔两种方式变形)，由于管材冷轧冷拔生产特点是多工序和循环性，而且品种很多，为了使生产能合理和有秩序地进行，编制工艺程序表是很重要的。工艺程序表的内容包括有：管料尺寸，变形方式和道次，每道次的变形量及变形后管子尺寸，选用的加工设备、辅助工序和工模具类型等。编制工艺程序表时，除根据材料加工特性和管子技术条件外，还必须考虑具体的生产条件。各冷拔冷轧机组都有根据自己生产条件制定的工艺程序表，并且在生产实践中不断地进行修改和完善。冷加工方式的配置 按冷轧和冷拔使用情况，方式配置可有单一冷轧、单一冷拔和冷轧冷拔结合3种方案。(1)单一冷轧方案。和冷拔相比，冷轧变形时应力状态好，道次变形量大，可减少中间工序并缩短生产周期，能降低消耗和降低成本，适宜加工塑性差的高合金钢管和难变形的有色金属。其缺点是生产力低，生产

灵活性较小。(2)冷轧冷拔结合的方案。是管材冷加工的合理方案，冷轧冷拔相结合可发挥冷轧变形量大和冷拔生产灵活的优点，以减少工序、缩短生产周期、提高生产力和扩大品种。采用冷轧冷拔结合方案时，通常是管料先在冷轧机上轧到定壁或定壁前的某个道次，然后进行拔制，直至成品道次。 (3)单一冷拔方案。由于冷拔的道次变形量较小，变形道次多，中间工序多，生产周期长，金属及辅助材料消耗大，单一冷拔方案不是最优方案。但拔管机结构比冷轧机简单，投资少，操作容易掌握，工具的制造和更换方便，生产灵活性大，生产力也较高。故采用单一冷拔方案来加工碳钢、低合金钢管和一般有色金属管在实际生产中有广泛的应用。管料尺寸的选择在冷加工管材生产中，管料的尺寸(直径和壁厚) 决定着变形道次、成品管尺寸精度和表面质量。在能保证成品管质量的前提下尽可能选用接近成品尺寸的管料。管料的最小壁厚应能保证管料和成品管的壁厚差(即总减壁量)能消除热轧管表面的螺纹道、划道等表面缺陷，改善壁厚不均，以获得尺寸公差和表面质量都符合要求的管材。在冷拔管生产中，冷拔的最小总减壁量一般取0.5～1mm。对成品管质量(尺寸精度、表面质量)要求高时也可以将总减壁量取大一些。在可供应条件下，管料的直径一般比成品管的直径大5～20mm。主要是考虑减径量与减壁量的关系，即变形时有一定的减壁量必定有相应的减径量，才能保证顺利实现金属变

钢管桩稳定性计算计算书

悬臂式板桩和板桩稳定性计算计算书 万科城六期工程；属于结构;地上0层;地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天；施工单位：。 本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。 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：6.00m； 基坑外侧水位深度h wa：8m；基坑下水位深度h wp：2.00m； 桩嵌入土深度h d：6m；基坑边缘外荷载形式：荷载满布 土坡面上均布荷载值q0：1.00kN/m； 悬臂板桩材料：63a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：2981.47cm3；截面惯性矩Ix：93916.20cm4； 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 填土 2 19 16 10 20 2 细砂 1 18 25 0 20 3 中砂 3 18.5 28 0 20 4 砾砂 3 19 30 0 20 5 圆砾 3 20.25 35 5.5 20 6 碎石 3 21 37.5 9 20 三、土压力计算

1、水平荷载 （1）、主动土压力系数： K a1=tan2（45°- φ1/2）= tan2（45-16/2）=0.568； K a2=tan2（45°- φ2/2）= tan2（45-25/2）=0.406； K a3=tan2（45°- φ3/2）= tan2（45-28/2）=0.361； K a4=tan2（45°- φ4/2）= tan2（45-30/2）=0.333； K a5=tan2（45°- φ5/2）= tan2（45-30/2）=0.333； K a6=tan2（45°- φ6/2）= 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= -2C1K a10.5 = -2×10×0.5680.5 = -15.071kN/m2； σa1下= γ1h1K a1-2C1K a10.5 = 19×2×0.568-2×10×0.5680.5 = 7.075kN/m2; 第2层土：2 ~ 3米； H2' = ∑γi h i/γ2 = 38/18 = 2.111； σa2上= [γ2H2'+P1+P2a2/(a2+2l2)]K a2-2C2K a20.5 = [18×2.111+1+0]×0.406-2×0×0.4060.5 = 15.828kN/m2； σa2下= [γ2(H2'+h2)+P1+P2a2/(a2+2l2)]K a2-2C2K a20.5 = [18×(2.111+1)+1+0]×0.406-2×0×0.4060.5 = 23.134kN/m2； 第3层土：3 ~ 6米； H3' = ∑γi h i/γ3 = 56/18.5 = 3.027；

材料力学-切应力计算

第四章弹性杆横截面上的切应力分析 § 4-3梁横力弯曲时横截面上的切应力 梁受横弯曲时，虽然横截面上既有正应力，又有切应力。但一般情况下，切应力 对梁的强度和变形的影响属于次要因素，因此对由剪力引起的切应力，不再用变形、物理和静力关系进行推导，而是在承认正应力公式（6-2）仍然适用的基础上，假定剪应力在横截面 上的分布规律，然后根据平衡条件导出剪应力的计算公式。 1.矩形截面梁 对于图4-15所示的矩形截面梁，横截面上作用剪力F Q。现分析距中性轴z为y的横线aa1 上的剪应力分布情况。根据剪应力成对定理，横线aa1两端的剪应力必与截面两侧边相切， 即与剪力F Q的方向一致。由于对称的关系，横线aa i中点处的剪应力也必与F Q的方向相同。 根据这三点剪应力的方向，可以设想aa i线上各点切应力的方向皆平行于剪力F Q。又因截面高度h大于宽度b,切应力的数值沿横线aa i不可能有太大变化，可以认为是均匀分布的。基于上述分析，可作如下假设： 1）横截面上任一点处的切应力方向均平行于剪hj力F Q。 2）切应力沿截面宽度均匀分布。 图4-15 图4-16 基于上述假定得到的解，与精确解相比有足够的精确度。从图4-16a的横弯梁中截出dx 微段，其左右截面上的内力如图4-16b所示。梁的横截面尺寸如图4-16c所示，现欲求距中性 轴z为y的横线aa1处的切应力。过aa1用平行于中性层的纵截面aa2C1自dx微段中截出 一微块（图4-16d）。根据切应力成对定理，微块的纵截面上存在均匀分布的剪应力。微块左右侧面上正应力的合力分别为N1和N2，其中

y 1dA 。 A * 由微块沿x 方向的平衡条件 这样，式（4-32）可写成 N 1 I dA A * My 1 dA Ms ； z A * I z (4-29) N 2 II dA (M dM)y 1dA A * A * I z (M dM)。 * ^n^Sz (4-30) 式中，A 为微块的侧面面积， （ii ）为面积 A 中距中性轴为 y i 处的正应力， 将式 N 1 N 2 （4-29）和式（4-30）代入式 dM * nr S z bdx 0 4-31)，得 bdx 0 dM S ； dx bI z (4-31) 因 F Q , dx ，故求得横截面上距中性轴为 y 处横线上各点的剪应力 * F Q S Z bn (4-32) 式（4-32）也适用于其它截面形式的梁。式中， F Q 为截面上的剪力; I z 为整个截面 对中性轴z 的惯性矩；b 为横截面在所求应力点处的宽度; S y 为面积A *对中性轴的静矩。 对于矩形截面梁（图4-17），可取dA bdy i ，于是 * S z y i dA A 2(h y 2) 电( h! y 2) 上式表明，沿截面高度剪应力 4-17 ）。 按抛物线规律变化（图 在截面上、下边缘处，y= ± h , =0；在中性轴上，y=0， 2 切应力值最大，其值为 ■ 1 1 r 尸蛰 T *17 A" y 图 4-17 * S z 0,得

桁架钢管桩承载力计算书

桩基承载力说明与计算 根据箱梁结构形式，支架基础采用Φ820*8钢管桩，每幅单排布置5根，纵向根据现浇梁不同部位的重量不同，根据现浇梁的纵向断面形式不同钢管桩间距距离不同，具体布置形式见现浇支架立面图。现浇梁施工完成后要根据钢管桩的入土深度和桥梁的净高确钢管桩拆除方式。 使用DZ60振动锤打入河床，入土深度要达到DZ60振动锤的最大击振力强度（即每根管桩竖向承载力可达到59t的标准）。 1、钢管计算 （1）、桥梁荷载 ①混凝土荷载 ②施工荷载 ③ （2）、地基承载力计算 根据相关资料查询各种土层的摩阻力分别为：淤泥质粉质粘土桩侧土摩阻力q ik=20kPa（回填土按淤泥质土计算摩阻力）；细砂桩侧土摩阻力q ik=25kPa；中砂层桩侧土摩阻力q ik=35kPa；粗砂层桩侧土摩阻力q ik=60kPa。由地质勘查报告查询，桥位附近地质情况如下： 不同孔号对应的岩层厚度

按照钢管入土长度35m分别计算三处地基的承载力。摩擦桩计算公式：［Ra］=1/2（UΣq ik* l i）+A p* q r ①ZK26处： ［Ra］=1/2（UΣq ik* l i）+A p* q r =0.82*3.14*（6.22*20+7.3*25+13*35+8.48*60）/2=461.79 KN ②ZK28处： ［Ra］=1/2（UΣq ik* l i）+A p* q r =0.82*3.14*（4.41*20+4.2*25+6.39*35）/2=536.65KN ③ZK30处： ［Ra］=1/2（UΣq ik* l i）+A p* q r =0.82*3.14*（7.33*20+7.67*25）/2=338.35KN =375.1 KN≥1.5*203=304.5 KN 钢管桩的承载力满足要求。 （2）、钢管桩刚度计算： [σ]=F/A=304.5/（（0.82*0.82-0.8*0.8）/（3.14*4）） =229.4 MPa≤235 MPa 钢管强度满足承载力要求。

剪切应力计算

拉伸、压缩与剪切 1 基本概念及知识要点 1.1 基本概念 轴力、拉（压）应力、力学性能、强度失效、拉压变形、胡克定律、应变、变形能、静不定问题、剪切、挤压。 以上概念是进行轴向拉压及剪切变形分析的基础，应准确掌握和理解这些基本概念。 1.2 轴向拉压的内力、应力及变形 1．横截面上的内力：由截面法求得横截面上内力的合力沿杆的轴线方向，故定义为轴力 F N ，符号规定：拉力为正，压力为负。工程上常以轴力图表示杆件轴 力沿杆长的变化。 2．轴力在横截面上均匀分布，引起了正应力，其值为 F A σ= N 正应力的符号规定：拉应力为正，压应力为负。常用的单位为MPa 、Pa 。 3．强度条件 强度计算是材料力学研究的主要问题之一。轴向拉压时，构件的强度条件是 []F A σσ= ≤N 可解决三个方面的工程问题，即强度校核、设计截面尺寸及确定许用载荷。 4．胡克定律 线弹性范围内，杆的变形量与杆截面上的轴力F N 、杆的长度l 成正比，与截面尺寸A 成反比；或描述为线弹性范围内，应力应变成正比，即 F l l E E A σε?= =N 式中的E 称为材料的弹性模量，EA 称为抗拉压刚度。胡克定律揭示在比例极限内，应力和应变成正比，是材料力学最基本的定律之一，一定要熟练掌握。 1.3 材料在拉压时的力学性能 材料的力学性能的研究是解决强度和刚度问题的一个重要方面。材料力学性能的研究一般是通过实验方法实现的，其中拉压试验是最主要、最基本的一种试验，由它所测定的材料性能指标有： E —材料抵抗弹性变形能力的指标；b s σσ,—材料的强度指标； ψδ, —材料的塑性指标。低碳钢的拉伸试验是一个典型的试验。

钢管理论重量计算公式

钢管理论重量计算公式 钢管理论重量计算公式 无缝钢管重量计算、螺旋焊接钢管重量计算：kg/m = (外径- 壁厚) * 壁厚* 钢管理论重量计算公式 钢管的计算方法: 钢管的重量=×π×(外径平方-内径平方)×L×钢铁比重 其中：π = L=钢管长度钢铁比重取 所以， 钢管的重量=××(外径平方-内径平方)×L× * 如果尺寸单位取米（M）,则计算的重量结果为公斤（Kg） 钢管的生产工艺流程 1.无缝管工艺流程 卫生级镜面管工艺流程: 管坯→检验→剥皮→检验→加热→穿孔→酸洗→修磨→润滑风干→焊头→冷拔→固溶处理→酸洗→酸洗钝化→检验→冷轧→去油→切头→风干→内抛光→外抛光→检验→标识→成品包装 工业管工艺流程 管坯→检验→剥皮→检验→加热→穿孔→酸洗→修蘑→润滑风干→焊头→冷拔→固溶处理→酸洗→酸洗钝化→检验 2.焊管工艺流程 开卷→平整→端部剪切及焊接→活套→成形→焊接→内外焊珠去除→预校正→感应热处理→定径及校直→涡流检测→切断→水压检查→酸洗→最终检查→包装 各类钢管材质说明 各类钢管材质说明： 1、钢材的概念： 钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。

2、钢材的生产方法 大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有： 轧制：将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产钢材型材、板材、管材。分冷轧、热轧。 锻造钢材：利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺钢材寸较大的材料。 拉拨钢材：是将已经轧制的金属坯料（型、管、制品等）通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。 挤压：是钢材将金属放在密闭的挤压简内，一端施加压力，使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法，多用于生产有色金属材钢材 一、黑色金属、钢和有色金属 在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢材钢与有色金属的基本概念。 1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁钢材为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。 生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和钢材制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件钢材，这种铸铁叫铸铁件。 铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在钢材炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。 2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直钢材接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢材钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。 3、钢材有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴钢材、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钢材钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，钢材此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等钢材。 二、钢材的分类 钢是钢材含碳量在%%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种钢材多样，其主要方法有如下七种： 1、钢材按品质分类 (1) 普通钢（P≤%，S≤%） (2) 优钢材质钢（P、S均≤%） (3) 高级优质钢（P≤%，S≤%） 2.、按化学成份分类 (1) 碳素钢：钢材a.低碳钢（C≤%）；b.中碳钢（C≤~%）；c.高碳钢（C≤%）。 (2) 合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）； c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。 3、钢材按成形方法分类： (1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。

钢管桩设计方案与验算

钢管桩设计与验算 810，E=2.1×，δ=10mm的钢管，材质为A钢管桩选用Ф8003?44-34。依据386#或10389#Kpa,I=M(墩身高度－)=1.936×7880..00 64和周边地形，钢管桩最大桩长按30m考虑。 1、桩的稳定性验算 桩的失稳临界力Pcr计算 ?32?82?EI10?1?10?1.936.?2= Pcr= 22l30 =4458kN＞R=658.3 kN 2、桩的强度计算 ?22 aD桩身面积A=（）－4?2 22=248.18cm）－=（80784钢桩自身重量27.85 ×10P=A.L.r=248.18×30× =5844kg=58.44kN p=658.3+58.44=716.7 kN 桩身荷载22=35.3Mpa ／248.18=288.7kgcm／10=pб／A=716.7×3、桩的入土深度设计，按规范通过上述计算可知，每根钢管桩的支承力近658.3kN，设计钢管桩入土深度，则每根钢管桩的承载力k=2.0取用安全系数。依π，管桩周长U=D=3.1416×0.8=2.5133m2=1316.6kN658.3为×地质勘察报告，河床自上而下各层土的桩侧极限摩擦力标准值为：=120 Kpa τ，3m厚度为粉质黏土第一层．

第二层淤泥粉质黏土厚度为4m，τ=60 Kpa 第三层粉砂厚度为1.8m，τ=90Kpa N=∑τu h ii N =120×2.5133×3+60×2.5133×4+90×2.5133× h=1316.6 kN 3=904.7+603.1+226.1 h =1316.6kN 2解得h=-0.84m 3证明钢管桩不需要进入第三层土，即满足设计承载力。 钢管桩实际入土深度：∑h=3+4=7 m 4、打桩机选型 拟选用DZ90，查表得知激振动570 kN，空载振幅≮0.8mm，桩锤全高4.2 m，电机功率90kw。 5、振动沉桩承载力计算 根据所耗机械能量计算桩的容许承载力{}????223??a?Afm1??x11 +Q=1P ?m v1?1m—安全系数，临时结构取1.5 m—振动体系的质量m=Q/g=57000/981=58.1 11Q—振动体系重力N 12—重力加速度=981 cm /sg A—振动沉桩机空转时振幅 A = 10.3mm XX M—振动沉桩机偏心锤的静力矩N. cm μ—振动沉桩机振幅增大系数μ= A/ A xn A－振动体系开始下沉时振幅取1.2 cm n f—振动频率17.5 转/S a—振动沉桩机最后一击的实际振幅取1.0 cm

钢管应力计算

第一章总则 第1.0.1条管道应力计算的任务是：验算管道在内压、自重和其它外载作用下所产生的一次应力和在热胀、冷缩及位移受约束时所产生的二次应力，以判明所计算的管道是否安全、经济、合理以及管道对设备的推力和力矩是否在设备所能安全承受的范围内。 第1.0.2条本规定适用于以低碳钢、低合金钢和高铬钢为管材的火力发电厂汽水管道的应力计算。 油、空气介质的管道应力计算，可参照本规定执行。 核电站常规岛部分管道应力计算，可参照本规定执行。 第1.0.3条管道的热胀应力按冷热态的应力范围验算。管道对设备的推力和力矩按在冷状态下和在工作状态下可能出现的最大值分别进行验算。 第1.0.4条恰当的冷紧可减少管道运行初期的热态应力和管道对端点的热态推力，并可减少管系的局部过应变。冷紧与验算的应力范围无关。 第1.0.5条进行管系的挠性分析时，可假定整个管系为弹性体。 第1.0.6条使用本规定进行计算的管道，其设计还应遵守《火力发电厂汽水管道设计技术规定》。管道零件和部件的结构、尺寸、加工等，应符合《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》的要求。

第二章 钢材的许用应力 第2.0.1条 钢材的许用应力，应根据钢材的有关强度特性取下列三项中的最小值： σ b 20/3，σs t /1.5或σs t (0.2%)/1.5，σD t /1.5 其中 σb 20——钢材在20℃时的抗拉强度最小值（MPa ）； σs t ——钢材在设计温度下的屈服极限最小值（MPa ）； σ s t (0.2%)——钢材在设计温度下残余变形为0.2%时的屈服极限最小值（MPa ）； σD t ——钢材在设计温度下105h 持久强度平均值。 常用钢材的许用应力数据列于附录A 。 国产常用钢材和附表中所列的德国钢材的许用应力按本规定的安全系数确定。 美国钢材的许用应力摘自美国标准ASME B31.1。 对于未列入附录A 的钢材，如符合有关技术条件可作为汽水管道的管材时，它的许用应力仍按本规定计算。

钢管桩验算

钢管桩检算 ⑴桩基承载力计算： 根据计算，中间钢管桩承载荷载最大，该最大荷载值为：Pmax=170.6KN。 ⑵钢管桩最大容许承载力计算 由于钢管桩打入过程中，桩周淤泥层受到破坏，无法提供桩身与淤泥层之间的摩阻力，本计算暂不考虑淤泥层摩阻力。桩打入桩最大容许承载力： …ρ?=1/k(U∑f 1L 1 +AR) 式中…ρ?--桩的容许承载力KN U-----桩身横截面周长m f 1 ----桩身穿过各地层与桩身之间的极限摩阻力KPa ；查《路桥 施工计算手册》和设计院地质勘探成果，取f 1 =25 L 1----各土层厚度m L 1 =12 A-----桩底支撑面积m2 R-----桩尖极限磨阻力Kpa， R=0 K----安全系数，本设计采用2。 桩基采用φ426mm钢管桩，壁厚δ=8mm，管内填砂密实，采用打桩振动锤击下沉。桩的周长U=1.34m。不计桩尖承载力，仅计算钢管桩侧摩阻。 根据地质情况，按照打入局部冲刷线以下12m 计算： 单桩承载力为…ρ?=201KN,大于钢管桩承受荷载Pmax=170.6KN。 满足要求。 ⑶桩身强度计算 桩基采用φ426mm*8mm钢管桩。对钢管桩的容许承载力，按下式计算： P=∮FR/K P-桩的容许承载力，kN； ∮-纵向挠曲折减系数，根据lp/d查表得出； F-钢管截面的计算面积； R-钢的屈服应力，kPa；本设计中R=235000KPa K-安全系数，摩擦桩取2.5； lp-桩的计算长度，取ht；

ht-从土壤表面到桩顶的距离； d-钢管桩外径。 取lp=ht lp/d=1600/63＝25.4 查“轴心受压钢构件的纵向弯曲系数表”，纵向挠曲折减系数∮≈0.9 F=πdδ=0.0158m2 P=∮FR/K=1337KN>单桩设计承载力170.6KN。 满足受力要求。 (4) 结论 经检算知，便桥设计满足受力要求。

剪切力的计算方法

第3章剪切和挤压的实用计算 3.1 剪切的概念 在工程实际中，经常遇到剪切问题。剪切变形的主要受力特点是构件受到与其轴线相垂直的大小相等、方向相反、作用线相距很近的一对外力的作用(图3-1a)，构件 m-面)发生相对错动(图3-1b)。的变形主要表现为沿着与外力作用线平行的剪切面(n 图3-1 工程中的一些联接件，如键、销钉、螺栓及铆钉等，都是主要承受剪切作用的构件。构件剪切面上的内力可用截面法求得。将构件沿剪切面n m-假想地截开，保留一部分考虑其平衡。例如，由左部分的平衡，可知剪切面上必有与外力平行且与横截面相切的内力Q F(图3-1c)的作用。Q F称为剪力，根据平衡方程∑=0 F Q=。 Y，可求得F 剪切破坏时，构件将沿剪切面(如图3-la所示的n m-面)被剪断。只有一个剪切面的情况，称为单剪切。图3-1a所示情况即为单剪切。 受剪构件除了承受剪切外，往往同时伴随着挤压、弯曲和拉伸等作用。在图3-1中没有完全给出构件所受的外力和剪切面上的全部内力，而只是给出了主要的受力和内力。实际受力和变形比较复杂，因而对这类构件的工作应力进行理论上的精确分析是困难的。工程中对这类构件的强度计算，一般采用在试验和经验基础上建立起来的比较简便的计算方法，称为剪切的实用计算或工程计算。 3.2 剪切和挤压的强度计算 3.2.1 剪切强度计算

剪切试验试件的受力情况应模拟零件的实际工作情况进行。图3-2a 为一种剪切试验装置的简图，试件的受力情况如图3-2b 所示，这是模拟某种销钉联接的工作情形。当载荷F 增大至破坏载荷b F 时，试件在剪切面m m -及n n -处被剪断。这种具有两个剪切面的情况，称为双剪切。由图3-2c 可求得剪切面上的剪力为 2 F F Q = 图3-2 由于受剪构件的变形及受力比较复杂，剪切面上的应力分布规律很难用理论方法确定，因而工程上一般采用实用计算方法来计算受剪构件的应力。在这种计算方法中，假设应力在剪切面内是均匀分布的。若以A 表示销钉横截面面积，则应力为 A F Q =τ (3-1) τ与剪切面相切故为切应力。以上计算是以假设“切应力在剪切面上均匀分布”为基础的，实际上它只是剪切面内的一个“平均切应力”，所以也称为名义切应力。 当F 达到b F 时的切应力称剪切极限应力，记为b τ。对于上述剪切试验，剪切极限应力为 A F b b 2= τ

钢管承受压力计算公式

钢管承受压力计算公式方法 一：以知方矩管、螺旋管无缝管无缝钢管外径规格壁厚求能承受压力计算方法（钢管不同材质抗拉强度不同） 压力=（壁厚*2*钢管材质抗拉强度）/（外径*系数） 二：以知无缝管无缝钢管外径和承受压力求壁厚计算方法： 壁厚=（压力*外径*系数）/（2*钢管材质抗拉强度） 三：方矩管、螺旋管钢管压力系数表示方法： 压力P<7Mpa 系数S=8 7<钢管压力P<17.5 系数S=6 压力P>17.5 系数S=4 不锈钢管承受压力计算公式 不锈钢管所承受的压力如何计算： 1、计算公式：2X壁厚X（抗拉强度X40%）＊外径 2、316、316L、TP316、TP316L——抗拉强度：485MA 3、321、30 4、304L——抗拉强度：520MA 304不锈钢管的抗拉强度是520MPA 316不锈钢管的抗拉强度是485MPA 而不锈钢管能承受的水压除了材质不同能承受压力值大小不一样之外；外径和壁厚也是非常重要的因素，壁厚越厚，能承受的压力值越大，比如同样外径，10个厚的不锈钢管就比5个厚的不锈钢管能承受的水压要高的多；另外，还与外径有关，外径越大，能承受的压力值越小，比如同样的壁厚，外径越大能承受的压力值越小； 不锈钢管承受压力的计算公式： 水压试验压力：P=2SR/D S是指壁厚，r指抗拉强度的40%，D指外径； 下面举例说明： 304不锈钢管规格：159*3 P=2*520*0.4*3/159=7.84MPA 316不锈钢管规格:159*3 P=2*485*0.4*3/159=7.32MPA 不锈钢无缝管按要求不同分类如下： 按生产工艺分为：不锈钢冷拔管、不锈钢精密管。 按截面分为：不锈钢圆管、不锈钢方管、不锈钢矩管、不锈钢异型管（有三角管、六角管等） 按壁厚可分为：厚壁不锈钢管、薄壁不锈钢管 按口径可分为：大口径不锈钢管、小口径不锈钢管、不锈钢毛细管 按搜索习惯可分为：不锈钢无缝管、无缝不锈钢管、不锈钢管、不锈钢钢管、不锈钢无缝钢管 按地区可分为：戴南不锈钢管、江苏不锈钢管、泰州不锈钢管、温州不锈钢管、浙江不锈钢管、佛山不锈钢管、上海不锈钢管、北京不锈钢管、山东不锈钢管 按材质分为：201不锈钢无缝管、202不锈钢无缝管、301不锈钢无缝管、304不锈钢无缝管、316L不锈钢无缝管、310S不锈钢无缝管

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

[]6 2 0.2192.5180100.6160.01180.364*10t N N a N N N A W σσφ-??= +=+===??? 求得：935.1N KN = 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。 1.2.1 2［28a 横联 采用2［28a 作为横联，按照最大长细比［λ］=100来控制。 []=100=1001002 2.33466 4.66y y L i L i cm λ= =??==米 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 []2 2 18000==4.05215/0.55524010N MPa f N mm A ?≤=??? 则采用2［28a 作为横联的时候，最大间距取4.6米。 1.2.2 φ42.6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。