基坑和管沟支撑计算书.doc

基坑和管沟支撑计算书
计算依据：
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99
2、《建筑施工计算手册》江正荣编著
3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著
4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著
5、《地基与基础》第三版
本工程基坑（槽）的土质为天然湿土，地下水很少，采用连续垂直铺设挡板基坑土壁。挡板铺设的挡土板、背楞、横撑杆的强度及稳定性按以下方法计算。
一、参数信息:
挡板铺设方式：垂直铺设；

基坑和管沟支撑【垂直】
1、基坑（槽）参数
土层参数表：
序号
1
土名称
填土
土厚度(m)
1
坑壁土的重度γ(kN/m3)
18
坑壁土的内摩擦角φ(°)
18
序号
2
土名称
粘性土
土厚度(m)
2.4
坑壁土的重度γ(kN/m3)
19
坑壁土的内摩擦角φ(°)
17.5
序号
3
土名称
粘性土
土厚度(m)
3
坑壁土的重度γ(kN/m3)
21
坑壁土的内摩擦角φ(°)
17.5
坑壁土的平均重度γ(kN/m3)：19.267；
坑壁土的平均内摩擦角φ(°)：17.611；
基坑开挖深度H (m)：4.50；
基坑开挖宽度l (m)：1.20。
2、支撑材料参数
挡土板材料类型：方木；截面宽度b1：200mm，厚度h：50mm；
抗弯强度设计值fm(N/mm2)：18；
弹性模量E(N/mm2)：9000；
背楞材料类型：16a号槽钢；
抗弯强度设计值fm(N/mm2)：205；
弹性模量E(N/mm2)：206000；
横撑材料类型：Ф48×3.5钢管；
抗压强度设计值fc(N/mm2)：205；
弹性模量E(N/mm2)：206000；
竖直方向背楞道数：4道。自上而下，距沟底距离依次为：3600mm，2200mm，1000mm，400mm，水平方向横撑间距l2(mm)：1000。
二、主动土压力强度计算:
深度h处的主动土压力强度按以下公式计算 ：
pa=γ×h×tg2(45°-φ/2)
其中，h--基坑（槽）开挖深度；
γ--坑壁土的平均重度 (kN/m3)；
φ--坑壁土的平均内摩擦角 (°)；
pa--主动土压力强度(kN/m2)；
pa=19.27×4.50×tg2(45°-17.611°/2) =46.42 kN/m2。
三、挡土板计算:

计算简图

剪力图(kN)

弯矩图(kN·m)

变形图(mm)
挡土板承受三角形荷载作用，按照多跨连续梁进行计算：
1、荷载计算
挡土板的最大线荷载按以下公式计算：
q=pa×l1
其中 q--挡土板的线荷载（kN/m）；
l1--挡土板的间距（mm）；
q =46.423×0.200=9.285 （kN/m）。
2、挡土板按照连续梁计算最大弯矩，计算如下：
最大弯矩 Mmax = 0.771 kN·m 。
最大受弯应力按以下计算公式计算：
σ = M/W
其中，M--背楞的最大弯矩（kN·m）；
W--背楞的截面抵抗矩(mm3)；
W =200×502/6 =83333(mm3)；
σ= 0.771×106/83333 =9.256N/mm2。
挡土板的受弯应力计算值 σ =9.256 N/mm2 小于抗弯强度设计值 18N/mm2，满足要求！
四、背楞计算:
背楞按受力最大的一根计算。背楞需要计算弯矩和剪力。
1、荷载计算
各背楞对挡土板作用的最大支座反力Rmax=6.65kN。所以背楞的线荷载按以下公式计算：q=Rmax/l1
其中，q--背楞的线荷载(kN/m)；
l1--挡土板的间距(m)；
q =Rmax/l1= 6.654/0.200 = 33.269 kN/m。
2、背楞按照三跨连续梁计算最大弯矩，计算公式如下：
Mmax=0.1ql22=0.1×33.269 ×1.0002 = 3.327 kN·m。
其中，q--背楞的线荷载(kN/m)；
l2--水平方向横撑间距(m)；
最大受弯应力按以下计算公式计算：
σ =M/W
其中，M--背楞的最大弯矩(kN·m)；
W--背楞的截面抵抗矩(mm3)；W = 16300.00(mm3)；
σ=M/W= 3.327×106 / 16300 = 204.103 N/mm2。
背楞的受弯应力计算值 σ=204.103 N/mm2 小于抗弯强度设计值 205N/mm2，满足要求！
3、最大支座反力按以下公式计算：
R =1.1×q×l2
R =1.1×q×l2= 1.1×33.269×1.000 = 36.596 kN。
五、横撑杆计算:
横撑杆为承受支座反力的中心受压杆件，可按以下公式验算其稳定性。
fc=R/(A×φ)≤[fc]
其中，fc--横撑杆抗压强度（N/mm2）；
[fc]--横撑杆抗压强度设计值（N/mm2）；
R--横撑杆承受的支点最大反力（kN）；R=36.596kN；
φ--横撑杆的轴心受压稳定系数；φ = 0.864；
λ--横撑杆的长细比λ=l0/i= 780/15.800 = 49.367 ；
l0--横撑杆的长度（mm）；l0= l-b1×2- h1×2=1200 - 160 ×2 - 50 ×2 = 780 mm；
i--横撑杆的回转半径（mm）；i = 15.800 mm；
A--横撑杆的截面积（mm2）；A = 489 mm2；
得到：
fc=36596/(489×0.864) = 86.618 N/mm2。
横撑杆的抗压强度计算值 : fc = 86.618 N/mm2 小于钢管抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！