管桩的力学性能计算
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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×[×2.5+2×3×0.15+2×2×0.25/2+2×225 .065.0 ×1-×]= m3作用在支架的荷载:G1=(22.26+25.18+48-16.125)×22800×KN2、底模及侧模重(含翼缘板脚手架):估算G2=130KN3、内模重:估算G3=58KN4、施工活载:估算G4=80KN5、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:327.5585327.510×1202020780550115115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,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÷m(2)纵梁的自重所生的均布荷载:Q 28×(1.15+5.5/2)×11÷12.25=N/m(3)横梁自身的重量所生的均布荷载:Q 3=2×=N/m(4)横梁上的总均布荷载:N/mq=95.8KN/mQ图(KN)320585320M 图(KN.m)(5)力学简图:由力学简图可求得: 支座反力R=95.8×12.25/2 =586.78 KN由Q 图可得Qmax=306.56 KNM 图可得Mmax=490.5 KN.mq320320585横梁为简支双悬臂梁(6)应力验算σmax =W M max =22342105.4905⨯⨯=104.7MPa <[σ]=145Mpaτmax =Ib S Q max =225.1655762136921005.306⨯⨯⨯⨯⨯⨯==255.96Kg/cm 2τmax =25.6 MPa <[τ]=120 Mp Δ复合强度 σ=223τσ+=226.2537.104⨯+=113.7Mpa <[σ] 2、横梁的刚度验算λf C = f D =EIqml 243(-1+6λ2+3λ3)=655762101.2245853208.9563⨯⨯⨯⨯⨯⨯ (-1+6×547.02+3×547.03) × =f E =3844ql (5-24λ2)=655762101.23841085.58.95684⨯⨯⨯⨯⨯⨯(5-24×547.02)×(-2.18)=(向上)通过以上计算可知,横梁在均布荷载作用下,跨中将出现向上的拱度。
管桩张拉力计算一、前言管桩张拉力的计算是土木工程中确保桩基稳定性和安全性的重要环节。
本次计算将依据工程力学原理、现行规范以及具体工程的管桩参数、土壤条件和张拉方式进行。
以下是详细的计算过程和结果。
二、参数确定1.管桩参数管桩直径(D):1000mm管桩壁厚(t):100mm管桩材料弹性模量(E):3.5e10 Pa管桩极限抗拉强度(fu):450 MPa2.土壤条件土壤内摩擦角(φ):30°土壤粘聚力(c):20 kPa土壤重度(γ):18 kN/m³土壤侧压力系数(K0):0.5桩端承载力(Qp):根据现场试验或经验公式确定3.张拉方式采用预应力张拉,张拉控制应力(σcon):0.7fu三、计算过程1.管桩截面面积计算截面面积(A)= π× (D/2)^2 - π× ((D-2t)/2)^2代入数值:A = π× (1000/2)^2 - π× ((1000-2×100)/2)^2 = 254469 mm²2.管桩极限张拉力计算极限张拉力(Tu)= A × fu代入数值:Tu = 254469 mm²× 450 MPa = 11451 MN = 11451100 kN(注意单位转换)3.预应力张拉控制力计算张拉控制力(Tcon)= A ×σcon代入数值:Tcon = 254469 mm²× 0.7 × 450 MPa = 8015.79 MN = 8015790 kN(注意单位转换)4.桩身摩阻力及桩端承载力计算(这部分通常需要更详细的土壤参数和现场试验数据,这里仅作示意)桩侧摩阻力(Qs)= π× D × L ×τp(L为桩长,τp 为单位桩长的侧摩阻力)桩端承载力(Qp)通常由现场载荷试验确定或根据经验公式估算总承载力(Q)= Qs + Qp注意:实际工程中,Qs和Qp的计算会更为复杂,需要考虑土壤分层、桩长变化、施工方法等多种因素。
phc管桩是一种常见的基础工程结构,它广泛应用于桥梁、建筑和其他工程领域。
在工程设计过程中,计算phc管桩的极限承载力是非常重要的一项工作,它直接影响着工程的安全性和稳定性。
为了准确、快速地计算phc管桩的极限承载力,工程师们通常会利用专门的计算表格来进行计算,通过输入相关参数,就可以获得准确的计算结果。
下面将介绍phc管桩极限承载力自动计算表格的相关内容。
一、phc管桩极限承载力计算原理phc管桩的极限承载力计算是基于桩身土压力和桩端承载力来进行的。
在计算过程中,需要考虑桩的长度、直径、钢筋配筋、混凝土强度等参数,以及地基土的承载力和侧摩阻力等因素。
通过综合考虑这些因素,可以得到phc管桩的极限承载力。
二、phc管桩极限承载力计算表格的优势1.准确性:phc管桩极限承载力计算表格是根据相关理论和规范进行设计的,能够提供准确的计算结果。
2.快速性:使用计算表格可以节省大量的计算时间,提高工作效率。
3.便捷性:工程师只需输入相关参数,就可以得到计算结果,非常方便实用。
三、phc管桩极限承载力计算表格的使用方法1.准备计算数据:收集phc管桩相关的设计参数,包括长度、直径、钢筋配筋情况、混凝土强度等信息。
2.打开计算表格:在电脑上打开phc管桩极限承载力计算表格,根据提示输入相关设计参数。
3.获取计算结果:输入完毕后,点击计算按钮,即可获得phc管桩的极限承载力计算结果。
四、phc管桩极限承载力计算表格的相关注意事项1.数据准确性:输入的设计参数需要准确无误,以保证计算结果的准确性。
2.参数选择:在输入参数时,需要选择与phc管桩实际情况相符合的参数,以确保计算结果的可靠性。
3.计算结果验证:获得计算结果后,需要进行验证,确保其满足设计要求。
phc管桩极限承载力自动计算表格是一种非常实用的工具,能够帮助工程师快速、准确地进行phc管桩的极限承载力计算。
在工程实践中,使用这种计算表格可以有效地提高工作效率,确保工程的安全性和稳定性。
管桩设计设C D支点承载力计算,采用Φ325mm钢管,厚6mm,长按15m考虑200 150 120120 120120120 120120 150 200⑩⑨①②③④⑤⑥⑦⑧ 11 12荷载由①~⑧管均匀承受 R=2841.5/8=355.2KN取安全储备系数1.55 P, =1.55R=355.2*1.55=550.6KN 采用DZ90型振动锉,激振力达540KN,锤重54KN,可满足施工要求PV = P,+ Pg=550.6+3.142*( 32.52 -31.32 )*7.85*15/4=557.7KNA= 3.142*( 3252 -3132 )/4=6013.8mm2惯性矩 : Ix=π(R4- r4)/4=3.142[(325/2)4- (313/2)4]/4=7.65*107 mm4回转半径: i=( D2+ d2)1/2 /4=( 3252+ 3132)1/2 /4=112.8mm 管桩长细比:(按外露8.0m计)λ=l/i=8000/112.8=70.92<80采用公式Φ=1.02-0.55[(λ+20)/100]2得Φ= 1.02-0.55[(70.92+20)/100]2 =0.565强度: δ=P/A=557.7*103 /6013.8=92.74MPa <1.2[δ]=1.2*140=168 MPa稳定性: δ=P/ΦA=557.7*103 /0.565*6013.8=164.1MPa <1.2[δ]=168 MPa结论:管桩能满足施工要求栱梁采用2I25bq=2841.5/7.2=394.6KN/mq=394.6 KN/m120120120120120120①②①②③④⑤⑥⑦由两片I25b承受,则每片承受197.3KNM=ql2/8=394.6* 1.22 /8*2=35.5KN.MQ=ql/2=197.3*1.2/2=118.38KN查表: W x =422.2cm3I x =5278 cm4S x =246.3 cm3f=5q l4 /384E I x=5*197.3* 1.24 /384*2.1* 105 *5.278*107= 0.48mm<L/800=1.5mm=[f]250 I x / S x =5278/246.3=214.3mm118 ζ=Q S x / I x b=118.38*103 /214.3*118 2b规格 =4.68 MP a <1.3[ζ]=1.3*85=110.5结论: I字钢符合荷载要求竹胶板强度核算/12=1000*103 /12=1.44*105mm4I按7.2栱延米均布) 每栱向1m载为51.375KN,E取1.2*104 M P a10mm f=5q l4/384E I x=5*20.55*4004/384*1.2*104*1.44*105=3.96mm 1000mm [f]=L/100=400/100=4mm翼缘板荷载小于底板,故符合要求.管桩数量ΔΔΔΔA 11m C 4m D 11m B则: R A = R B =1967.2KNRC = R D=2841.5KN按C D支点处布置钢管,采用Φ500mm钢管简化为所有荷载均由①~⑦号管承受则每根管拉受力200 170 6*120170 200R=2841.5/7=405.9KN⑧⑨①②③④⑤⑥⑦⑩ 11取1.65为安全储备系数,则单桩承载力达, R, =669.735KN根据此条件选用DZ120型振动锤,激振力为669KN,锤重8.820t 核算钢管受力:竖向力R V =669.735+3.142*50*1.2*7.85* 10-3 =684.5KN惯性矩 : Ix=π(R4- r4)/4 A=π(R2- r2)=3.142(2504- 2384) =3.142(2502- 2382)=5.48*108 mm4 =18399.6回转半径: i=( D2+ d2)1/2 /4=( 5002+ 4762)1/2 /4=172.6mm杆件长细比:(按外露8.0m计)λ=l/i=8000/172.6=46.3<80Φ=1.02-0.55[(λ+20)/100]2= 1.02-0.55[(46.3+20)/100]2 =0.778强度: δ=P/A=684.5*103 /18399.6=37.2MPa <[δ]=140 MPa稳定性: δ`=P/ΦA=684.5*103 /0.778*18399.6=47.8MPa <[δ]=140 MPa注:钢管桩成桩质量控制采用贯入度与单桩承载力双控,贯入度的贯入5.0m为宜另:在施工中应注意和加强的1 管桩在施工前必须有专人进行核验,锈蚀严重的不得用于施工2 管桩接长必须采用帮焊,且焊缝达到规范要求3 为保证整个支架体系的稳定,中支墩采用水平和斜向剪刀撑,采用[14 进行连接,边墩与墩柱进行抱箍连接,水平撑间距不大于4m且距管桩顶和底部500cm各需加一道水平撑4 管口加厚1.0cm钢盖板,与管口焊接5 贝雷片销子必须加安全卡子6 管桩的贯入度与垂直度必须有专人测控,必填写施工记录,交工程部备案.。
预应力管桩计算书一、计算依据1、《预应力混凝土管桩基础技术规程》 (DBJ/T15-27-2018)2、《建筑结构荷载规范》 (GB-2012)3、《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-2008)二、基本参数1、桩型:预应力管桩2、桩径:D=400mm3、桩长:L=15m4、桩端持力层:强风化岩层5、单桩承载力设计值:R=1200kN三、管桩结构计算1、截面面积A = π(D/2)² = π(400/2)² = 4000π mm²2、惯性矩I = π(D/2)³ = π(400/2)³ = π mm⁴3、桩身抗弯强度设计值fpy = 1.4 × 140 N/mm² = 1.4 × 140 ×1000 N/cm²4、桩身配箍率n = A × fpy / (πD²) = 4000π× 140 / (π×400²) = 1/75≈0.01335、约束箍筋布置:在桩身高度范围内每隔1m设置一道直径为16mm 的约束箍筋,约束箍筋的间距宜不大于350mm。
6、配箍率计算:n = (π×D²×Z×fy/4)/(Z×fy/2+π×D²×n×fy/4) = (π×400²×1×140/4)/(1×140/2+π×400²×16×140/4) =0.9667≈1/757、单桩竖向承载力设计值Q = n × A × fpy = 1/75 × 4000π×140 × 1000 N = N8、单桩竖向承载力特征值qpa = Q / (πD²) = / (π×400²) N/cm ² = 17 N/cm²9、根据地质勘察报告提供的资料,强风化岩层的承载力特征值fa=350kPa,则单桩竖向承载力特征值qpa= fa=350kPa。
管桩力学性能计算公式1、 管桩的混凝土有效预压应力的计算按式1.1~式1.5。
1.1、预应力放张后预应力钢筋的拉应力pt σ(N/mm 2)pt σ=σcon 1+n ′⋅A P A C(1.1) 式中:σcon ——预应力钢筋的初始张拉应力,单位为牛每平方毫米(N/mm 2),σcon =0.7f ptk ;f ptk ——预应力钢筋的抗拉强度,单位为牛每平方毫米(N/mm 2);A p ——预应力钢筋的横截面积,单位为平方毫米(mm 2);A c ——管桩混凝土的横截面积,单位为平方毫米(mm 2);n ′——预应力钢筋的弹性模量与放张时混凝土的弹性模量之比。
1.2、 混凝土的徐变及混凝土的收缩引起的预应力钢筋拉应力损失ψσp ∆(N/mm 2)ΔσΡψ=n ⋅ψ⋅σcpt +E s ⋅δs 1+n ⋅σcpt σpt ⋅(1+ψ2) (1.2−1) σcpt =σpt ⋅A p A c(1.2−2) 式中:σcpt ——放张后混凝土的预压应力,N/mm 2;n ——预应力钢筋的弹性模量与管桩混凝土的弹性模量之比;ψ——混凝土的徐变系数,取2.0;s δ——混凝土的收缩率,取1.5×10-4;s E ——预应力钢筋的弹性模量(N/mm 2)。
1.3、 预应力钢筋因松弛引起的拉应力的损失△σr (N/mm 2Δσr =γ0⋅(σpt −2Δσp ψ) (1.3)式中:0γ——预应力钢筋的松弛系数,取2.5% 。
1.4、 预应力钢筋的有效拉应力σpe (N/mm 2)σpe =σpt −Δσp ψ−Δσr (1.4)1.5、 管桩混凝土的有效预压应力σce (N/mm 2)σce =σpe ⋅ΑP Αc(1.5)2、 管桩的抗裂弯矩的计算按式C.2.1。
2.1、 当按二级裂缝控制等级验算受弯管桩受拉边缘应力时,其正截面受弯承载力应符合下式规定:M cr ≤(σpc +γf tk )W 0 (2.1−1)W 0=2I 0d(2.1−2) I 0=π4(d 4−d 14)+(E s E c −1)A py r p 22 (2.1−3) 式中:cr M ——管桩桩身开裂弯矩(kN·m );pc σ——包括混凝土有效预压应力在内的管桩横截面承受的压应力(MPa ); ——考虑离心工艺影响及截面抵抗矩塑性影响的综合系数,对C60取,对C80及以上取;——混凝土轴心抗拉强度标准值;——截面换算弹性抵抗矩;s E 、c E ——分别为预应力钢棒、混凝土的弹性模量。
管桩的自身承载力计算公式管桩是一种常用的地基处理方法,它通过在地下打入管状桩体,来增加土体的承载能力和稳定性。
在工程中,为了确保管桩的承载能力满足设计要求,需要进行合理的计算和分析。
管桩的自身承载力是指管桩在土体中的承载能力,它是管桩设计的重要参数之一。
下面我们将介绍管桩的自身承载力计算公式及其相关内容。
一、管桩的自身承载力计算公式。
管桩的自身承载力通常可以通过以下公式进行计算:Qs = As σs + Ap σp。
其中,Qs为管桩的自身承载力,As为管壁的截面积,σs为管壁的抗压强度;Ap为管端的截面积,σp为管端的抗压强度。
在实际工程中,管桩的自身承载力还受到土体的侧压力和管桩的侧面摩阻力的影响,因此上述公式还需要进行修正。
修正后的管桩自身承载力计算公式如下:Qs = As σs + Ap σp Ps Fr。
其中,Ps为管桩的侧压力,Fr为管桩的侧面摩阻力。
二、影响管桩自身承载力的因素。
1. 土体的性质,土体的密实度、孔隙水压力、土粒的粘聚力和内摩擦角等因素都会影响管桩的自身承载力。
2. 管桩的材料和尺寸,管桩的材料强度、截面形状和尺寸大小都会影响其自身承载力。
3. 管桩的埋设深度,管桩的埋设深度越深,受到的土压力就越大,自身承载力也会相应增加。
4. 管桩的侧面摩阻力,管桩在土体中受到的侧面摩阻力也会对其自身承载力产生影响。
5. 管桩的施工质量,管桩的施工质量直接影响其自身承载力,如管壁的质量、管端的封闭情况等。
三、管桩自身承载力的计算方法。
在实际工程中,为了确保管桩的自身承载力满足设计要求,通常需要进行以下步骤的计算:1. 确定管桩的材料和尺寸,根据工程要求和现场条件,选择合适的管桩材料和尺寸。
2. 确定土体参数,对工程现场的土体进行勘察和试验,确定土体的性质参数,如密实度、孔隙水压力、土粒的粘聚力和内摩擦角等。
3. 计算管桩的自身承载力,根据上述介绍的管桩自身承载力计算公式,结合土体参数和管桩的材料和尺寸,计算出管桩的自身承载力。
管 桩 计 算一、管桩承载力计算1、地质情况下表为2009年2月中山梁场建设时的详勘地质资料:2、单桩承载力计算单桩承载力根据桩周土的阻力及桩身本身的强度确定,取其二者的较小值。
(1)按桩身强度计算:根据规范《预应力管桩图集》,其桩身强度竖向承载力设计值2250kN=225t 。
(2)按桩周土阻力计算:P pk i ski pk sk A q l q U P P P +∑=+=假定桩长为50m,则其进入卵石层6.25m,其承载力为P=2133.2kN=213.3t,计算过程如下:(3)桩身自重3.14×(0.2×0.2-0.105×0.105)×50×(25-10)=68.2kN(4)桩体部分土体重3.14×0.2×0.2×50×(18-10)=50.2kN(5)负摩阻力梁场桩基持力层为卵石层,根据建筑桩基技术规范JGJ94-94第5.2.16.3条,应考虑负摩阻力。
中性点深度和桩周沉降变形土层下限深度的比为0.9,其中桩周沉降变形土深度(淤泥层底)为30.45m,则中性点深度为0.9×30.45=27.41m。
取负摩阻力值为其对应的正摩阻力值。
负摩阻力计算如下表:在考虑桩身自重、桩体部分图、负摩阻的情况下,φ400壁厚95管桩在桩长50米时,其竖向承载力为N=2133.2-68.2-2×290+50.2=1535.2kN=153.5t综上,通过分析计算,在桩长为L=50m 时,其竖向承载力可以达到设计要求的150t 。
二、海利打桩公式估算根据海利公式计算5~8mm 贯入度时桩的承载力:pr pr r u W W W n W c e h W P ++⨯+=22ξ式中:Pu ——桩的极限承载力; Wr ——锤重,取62KN ;Wp ——桩重(包括桩帽、锤垫、送桩器),其中桩帽、锤垫、送桩器共重10KN ;h——锤的落距,取200cm;e——打桩时的贯入度;C——桩土体系弹性变形值;——考虑非自由落锤时的折减系数,柴油锤时取0.85~1;n——锤与桩撞击时的恢复系数,一般取0.4~0.5。