基坑自立式工字钢设计及检算2.doc

基坑自立式工字钢设计及检算1、基坑支护方案：基坑开挖前，坑壁位置插打工字钢，工字钢采用40a型，工字钢间距为0.5m。中间安放挡土板支护坑壁，防止坍塌。坑壁支护深度为5m，工字钢插入基坑底以下大于5.59m。2、检算过程：（一）、参数确定 1、根据图纸中提供的地质资料，并参考建筑施工手册相关部分，确定设计参数如下： 土的重力密度， 取=18KN/m3 c 土的粘聚力， 取c =15Kpa n 土的内摩檫角，取=22 Q 地面超载， 取q =18KN/m2 桩土间摩檫角， 取=2/3=14.67 2、工字钢选用36C型，其截面特征为： 惯性矩 IX=1/12【BH3-(B-b）h3】=21714 cm4 截面抵抗矩 WX=1/（6H）【BH3-(B-b）h3】=1085.7cm3 截面积 A=BH-(B-b）h=86.07cm2 强度标准值 f=210 MPa 弹性模量 E=210GPa（二）、各项受力检算 1、确定桩插入深度t 主动土压力系数 Ka=tg2（45-22/2）=0.455 =0.675 被动土压力系数 Kp=Cos/-2 =Cos22/-Sin222 =3.304 （Kp-Ka）=18（3.304-0.455）=51.3KN/m3主动土压力强度ea=.h.Ka-2c =1850.455-2150.675=20.7Kpa土压力为零处距基坑底距离=e/（Kp-Ka） =（ea+q. Ka）/（Kp-Ka） =（20.7+180.455）/51.3 =0.56 m土压力为零处距基坑顶距离l=h+=5+0.56=5.56m桩所受侧压力总计P= ea.h/2+q. Ka.h =20.75/2+180.4555 =92.7 Kpa合力作用点距基坑顶距离a= ea.h2/3+q. Ka.h2/2/ P =（172.5+102.38）/92.7 =2.97m对C点取矩，Mc= P（l+x-a）-Ep.x/3=0 而Ep=.（Kp-Ka）.X2/2代入Ep并简化上式，得 X3-6P.X/.（Kp-Ka）- 6P.（l-a）/.（Kp-Ka）=0 X3-6*92.7.X/51.3- 6*92.7*(5.56-2.97)/51.3=0 解之得 X=4.19m 确定埋深为t=1.2*X+=1.2*4.19+0.56=5.59m（3）工字钢抗弯强度及挠度验算 因最大弯矩应在剪力为零处。设从土压力为零处O往下xm剪力为零， 则P-.（Kp-Ka） xm2/2=0xm=2P/.（Kp-Ka）=（292.7/51.3）1/2=1.9mMmax= P.（l+xm-a）-.（Kp-Ka） xm 3/6=92.7(5.56+1.9-2.97)-51.31.93/6=357.6KN.m抗弯强度=Mmax/W,间距为0.5米;=357.60.5/0.0010867=164.7103 KN/m2=164.7 Mp f=210Mp（即0.5米设一根工字钢可以满足强度要求）桩顶挠度=P .b2.h.（3-b/h）/（6EI） =92.71.0525（3-1.05/5）/（62.1108 2.171410-4） =0.00