湖北某桥钢板桩围堰受力计算书二

湖北某桥钢板桩围堰受力计算书二


支点反力图
F1=－82.89kN，F2=301.27kN， Mmax＝214.58kN·m
工况3：围堰内抽水至承台底下50cm时，第三层支撑受力处于最不利状态，受力分析如下：
(1)计算反弯点位置： 


(2)由力矩分配法计算的受力图如下：

受力分析图

弯矩包络图

支点反力图
P0 = 137.67kN，F1=22.79kN，F2=-60.3kN，F3＝359.34kN，Mmax＝198.56kN·m
(3)钢板桩零点以下入土深度的确定：
采用等值梁法计算原理，土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡，假设土压力零点以下钢板桩埋深为x，建平衡方程：


I40b：毛截面面积：A = 94.07cm2；截面惯性矩：Ix = 22781.00cm4；半截面面积矩：Sx = 671.20cm3；回转半径：ix = 15.56cm  iy = 2.71cm；截面模量：Wx = 1139.00cm3  Wy = 96.20cm3；截面模量折减系数：0.95；净截面模量：Wnx = 1082.05cm3  Wny = 91.39cm3 
(1)边梁检算(第二层)：最大弯矩值385.1kN·m，最大剪力值602.5kN，跨度4.0m，构件截面的最大厚16.50mm, 根据表3.4.1-1, f = 205.00N/mm2, fv = 120.00N/mm2，根据GB/T 700-1988及GB/T 1591-1994, fy =225.00N/mm2
弯曲正应力控制的单向弯矩设计值：
Mx1 = f × Wnx × gx = 205.00 × 1082.05 × 103 × 10-6 × 1.05 = 232.91kN·m
只承受与腹板平行的剪力时，可承受的剪力设计值：
Vmax = 671.20 × 103 × 1031.00 × 120.00 × 22781.00 × 104× 12.50
整体稳定控制的单向弯矩承载力设计值(绕x-x轴)
简支梁I40b, 钢号Q235，受压翼缘自由长度l1为4m，跨中无侧向支承, 均布荷载作用在上翼缘，查表B.2，并插值计算，得轧制普通工字钢简支梁的jb为1.450，jb > 0.6，根据(B.1-2)式，得jj0.282
整体稳定控制的单向弯矩承载力设计值(绕x-x轴)：
Mx2 = f × jb × Wx/1000 = 1.00 × 205.00 × 0.876 × 1139.00 /1000 = 204.43 kN·m
综上，若该构件只承受与腹板平行的剪力时，可承受的剪力设计值为509.11kN，Mx1 > Mx，整体稳定起控制作用，构件受弯承载设计值为 Mx2 = 204.43 kN·m
2Mx2＝2×204.43＝408.86kN·m>385.1kN·m，满足 
2Vmax＝2×509.11＝1018.22kN>602.5kN，满足
(2)横撑检算(第二层)：最大轴力2182.4kN，长度3.4m
按公式5.1.1-1进行计算：
N1 = 1.00× f × An 1031.00 × 205.00 × 84.66 × 102 = 1735.59kN
双轴对称截面，按5.1.2-2进行计算 
lx ixl0x15.561.70 × 102 = 10.93  ly iyl0y2.711.70 × 102 = 62.73
取长细比较大值ly，根据GB50017-2003表5.1.2-1，属于 b类截面，查附录C，得稳定系数j为0.800，两个主轴方向的最大长细比为62.73，不大于设定的长细比150.00，不满足要求，根据规范公式5.1.2-1
 N2 = 1.00fjA = 1.00 × 205.00 × 0.800 × 94.07 × 102 × 10-3 = 1542.63kN  
N1 > N2，整体稳定起决定作用，构件承载力为2N2 = 2 ×1542.63kN＝308