钢管柱承载力计算所有
光伏电站螺旋钢管桩的应用和计算
Engineering Technology and Application| 工程技术与应用 | ·53·2016年12月光伏电站螺旋钢管桩的应用和计算桑 涛（南京南瑞继保工程技术有限公司，江苏 南京 211100）摘 要：随着技术的进步和新施工工艺的提倡，螺旋钢管桩在光伏电站建设中得到越来越广泛的应用。
螺旋钢管桩的优势有绿色环保、施工快捷、承载力高、可重复利用等。
因此，掌握螺旋钢管桩的实际应用和承载力计算，为今后光伏支架基础设计进行技术储备，对提高公司光伏总包项目的经济效益具有重要的意义。
关键词：光伏电站；螺旋钢管桩；承载力；计算中图分类号：U665.12 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2016）12-0053-02由中心钢轴与若干个螺旋叶片连接组成的螺旋钢管桩是一种异型桩，其表面呈现出一种复杂的几何形状。
螺旋钢管桩又分为分层叶片式螺旋钢管桩和连续叶片式螺旋钢管桩，其划分是根据叶片布置形式来定的。
其受力机理与日常生活中常见的螺丝钉相识，用配套机械将其旋入土体中。
通过钢管桩桩侧与土体之间的侧摩阻力，尤其是螺旋叶片与土体之间的咬合力抵抗上拔力和承受垂直荷载，利用桩体、螺旋叶片与土体之间的桩土相互作用抵抗水平荷载。
1 螺旋钢管桩承载力的主要计算方法精确计算螺旋钢管桩的承载力有一定程度的难度，因为除开地质条件外，像桩型参数、施工扭矩等多方面因素都会影响螺旋钢管桩承载力的计算。
螺旋钢管柱承载力的计算方法有很多，主要的方法有以下几种：1.1 单盘承载力法假定承载力破坏发生在每单片叶片上时，叶片就像是一个钢盘，基于深基础破坏模式下，每个钢盘的极限承载力之和就是单桩极限承载力，这里不再考虑各钢盘间中轴的土侧摩阻力。
若上部无钢盘段的中轴直径较大且长度较长（不小于5倍最上一个叶片的直径）时，可以考虑该段的侧摩阻力，计算模型如图1所示。
图1 单盘承载力法计算模型1.2 连续剪切筒法（常用）当叶片间距在一定范围内时，假定最上部与最下部的叶片之间，构成了一个圆柱形的剪切面，该圆柱筒表面的剪切阻力和螺旋叶片的承载力就是承载力的来源。
柱模板计算书
柱模板计算书本计算书依据《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）、《建筑施工计算手册》江正荣著、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范编制。
柱段：Z1。
模板剖面示意图面板采用克隆(平行方向)12mm厚覆面木胶合板；厚度：12mm；抗弯设计值fm：31N/mm2；弹性模量E：11500N/mm2；3.柱箍柱箍间距(mm)：500*9,；材料：2根Ф48×3.5钢管；钢材品种：钢材Q235钢(＞16-40)；弹性模量E：206000N/mm2；屈服强度fy：235N/mm2；抗拉/抗压/抗弯强度设计值f：205N/mm2；抗剪强度设计值fv：120N/mm2；端面承压强度设计值fce：325N/mm2；4.竖楞材料：2根50×100矩形木楞；木材品种：太平洋海岸黄柏；弹性模量E：10000N/mm2；抗压强度设计值fc：13N/mm2；抗弯强度设计值fm：15N/mm2；抗剪强度设计值fv：1.6N/mm2；B边最外两根竖楞间距：750mm；B边竖楞根数：4；B边竖楞间距调整(mm)：250*3；H边最外两根竖楞间距：750mm；H边竖楞根数：4；H边竖楞间距调整(mm)：250*3；5.对拉螺栓参数B边最外两根对拉螺栓间距：400mm；B边对拉螺栓根数：2；B边对拉螺栓直径：M16；B边对拉螺栓间距调整(mm)：400*1；H边最外两根对拉螺栓间距：400mm；H边对拉螺栓根数：2；H边对拉螺栓直径：M16；H边对拉螺栓间距调整(mm)：400*1；6.荷载参数：36.952kN/m2；砼对模板侧压力标准值G4k：2kN/m2；倾倒砼产生的荷载标准值Q3k二、柱模板面板的计算面板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。
这里取面板的计算宽度为1.000m。
外包柱脚塑性抗弯承载力计算分析
ＡＢ ＴＲＡＣ Ｓ Ｔ：Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｈ ｅ － ｍｂ ｄ ｅ ｏ ｎ ｃ ｉｎ ａ ｏ ｃ ｅ ｅ ｉ ｆｌ ｄ ｒ ｃ ａ ｇ ｌ ｒ ｓｅ ｌｔ ｂ ｏ ｕ ｌ ｅ ｄ ｓｇ ｔ ｏ ｆｔ ｅ ｓ ｍｉ ｅ ｅ ｄ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ｔ ｃ ｎ ｒ ｔ －ｎ ｉ ｅ ｅ ｔ ｎ ｕ ａ ｔ ｅ ｕ ｅ ｃ ｌ ｎ ｎ ｌ
ｔ ａ ｅ ｃ ｄｅ （ ｈｅ ｓ ｍ ｏ ＧＢ ５ ０１１— ２ ０）， ｔ ｃ ｌｕｌｔｎ ｍ ｅ ｈｏｄ ０ ０１ ｈｅ ａｃ ａ ｉ ｇ ｔ ｏｆ ｔ ｅ ｌｉ ａ ｅ ｏ ｉ ｇ ａ ａｃｔ ｏ ｔ ｅ ｏｎｎ ｃ ｉｎｓ ｈ ｕ ｔｍ ｔ ｌａｄ ｎ ｃ ｐ ｉｙ ｆ ｈ ｃ ｅ ｔｏ
（ 以下简称 “ 抗规 ” 的 要 求 ， 比新 旧抗 规 下 的 计 新 ） 对
技术 规程 》 （ 以下 简称“ 高钢规 ” 中的相关 方 法 ， ） 但
对 于抗震 设计 时 ，高钢 规” “ 以及 “ 旧抗规 ” 均未 作 明 确规 定 ，０ ０年 出版并 实施 的“ ２１ 新抗 规 ” 出 了相 关 做
３ ２ 新抗规 要 求 ． ２１ ０ ０年 出版 的 “ 抗 规 ” 明 确 规 定 柱 脚 与 基 新 中
层结 构 ， 其结 构有一 层或 一层 以上 的地下 室时 ， 倾 抗
覆 力矩 大部分 也 可 由首 层楼板 和 负一层楼 板组 成 的
力 矩承 受 ； 三 ， 第 当高层 结构地 下 室不少 于两层 或多
Ｍ ≥ Ｍ （） ２
２０ ０ ２年前 后 出版 的 一 系 列 规 范 基 本 未 对 柱 脚
式中： Ｍ。 为考 虑轴力 影 响时钢管 混凝 土柱柱 身 的全 塑性 受弯 承载能 力 ； 为外包 混凝 土受拉 主筋 屈 服 Ｍ
(完整版)桩基础作业(承载力计算)-附答案
1．某灌注桩，桩径，桩长。
从桩顶往下土层分布为：0.8d m =20l m =填土，；淤泥，；黏土，0~2m 30sik a q kP =2~12m 15sik a q kP =12~14m ；以下为密实粗砂层，，，该层厚度大，50sik a q kP =14m 80sik a q kP =2600pk a q kP =桩未穿透。
试计算单桩竖向极限承载力标准值。
【解】 uk sk pk sik ipk pQ Q Q uql q A =+=+∑()20.8302151050280426000.841583.41306.92890.3uk sk pkQ Q Q kNππ=+=⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=+=2．某钻孔灌注桩，桩径，扩底直径，扩底高度，桩长1.0d m = 1.4D m = 1.0m ，桩端入中砂层持力层。
土层分布： 黏土，；12.5l m =0.8m 0~6m 40sik a q kP =粉土，；以下为中砂层，6~10.7m 44sik a q kP =10.7m ，。
试计算单桩竖向极限承载力标准值。
55sik a q kP =1500pk a q kP =【解】 ，属大直径桩。
1.00.8d m m =>大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为：ppk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑（扩底桩斜面及变截面以上长度范围不计侧阻力）d 2大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为：桩侧黏性土和粉土：()1/51/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ===桩侧砂土和碎石类土：()1/31/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ===桩底为砂土：()1/31/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ===()21.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564uk Q kNππ=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=+=3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径，桩端进入中等风化岩，1.2m 1.0m中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为，桩顶以下土层41.5a MP 参数见表，求单桩极限承载力标准值（取桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数）0.76r ζ=层序土名层底深度（）m 层厚（）m sikq （）a kP pkq （）a kP ①黏土13.7013.7032/②粉质黏土16.00 2.3040/③粗砂18.00 2.0075/④强风化岩26.858.851802500⑤中等风化岩34.858.00//【解】桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。
钢管混凝土构件计算
即：
cr / f scy
（11-14）
计算分析表明：混凝土强度等级和含钢率对稳定系数的影响很小，而稳定系数主要与 钢种有关。经拟合计算后，稳定系数 可按下式计算：
1.0 sc o ( A1 A32 o sc p sc ) A2 A / 2 sc p 4 sc
虑稳定问题。由此可得强度破坏与稳定破坏的界限长细比λ o。
y t ，由公式（11-10）则有： 在此情况下有： cr f sc , 若取Esc Esc
2 Esc cr 2 f scy o
于是可求出强度破坏与稳定破坏之间的临界长细比为：
（11-11）
/ f scy o E sc
比较公式（11-20）和（11-10）可知，格构式钢管凝土轴 心受压构件的稳定计算，亦可套用公式（11-19）进行。 但需由公式（11-21）求出换算长细比λoy，并以此查表求 出稳定设计安全系数。 以下给出常用的各种格构形式的换算长细比的计算公式。
（11-1）
式中：K——钢管抗拉强度提高系数
K 1.1 0.04 0.14 2
ψ——空心率，
且
K 1.1
（11-2）
rci / rco ；对于实心钢管混凝土柱
有rci=0 ，ψ=0，在此情况下，K=1.1 rco 、rci——核心混凝土的外半径和内径； As——钢管的截面面积， As=π(ro2 –rco2) ro——钢管外半径； f——钢管材料的抗拉强度设计值
在实际的钢管混凝土构件中不可避免地具有初弯曲和荷载初始偏心等缺陷。同时钢管还 存在着残余应力，也就是说绝对的轴心受压构件是不存在的。为正确地确定轴心受压构件的 稳定承载力，取附加安全系数 kcr 加以考虑。计算方法如下：
[学习]钢管混凝土构件计算
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b—两肢钢管混凝土柱的中心距
2、双（四）肢缀条柱（有斜腹杆）
见图11-4，双（四）肢缀条柱的x、y两轴均为虚轴，且两 方向对称。
•3、三肢缀条柱自学
按上述公式求出换算长细比λoy或λox后，查表求出稳定设 计安全系数值，即可按公式（11-35）计算轴压格构柱的 稳定承载力：
（11-4）
式中：fsc——组合抗压强度设计值，按表10-2（或表10-5、 表10-9）取用，系数B、C按公式（10-2）计算 。对于空 心钢管混凝土柱按下式计算：
（11-5）
ζo——套箍系数，ζo=αf/fc； α——含钢率，按下式计算：
（11-6）
Asc——构件截面总面积，由下式确定：
t——钢管壁厚； fc——混凝土抗压强度设计值
§11-3 偏心受力构件的强度和稳定计算
偏心受力构件包括压弯和拉弯构件。钢管混凝土拱圈在绝 大多数情况下是属于压弯构件
一、偏压（即压弯）构件的强度和稳定问题 1、偏压构件的破坏特征 偏压构件的破坏与构件的长细比有关。对于长细比λsc≤20
的短柱，一般将发生强度破坏。图11-8给出了轴向力和构 件最大纤维应变的关系曲线。
式中：N、M——计算截面的最大轴向力和弯矩，用于钢管
混凝土拱桥计算时，应按公路桥规取用计算内力即Nj、Mj 并应同时考虑Njmax→ Mj和Mjmax→Nj两种布载工况；
Asc、Wsc——构件的截面面积和截面抵抗矩；
NE——欧拉临界力， 10-7、表Es1c—0-1—0）截确面定的；组合弹性模量，可查表10-3（或表
曲线上oa段为弹性工作； 过了a点，截面受压区不断发展塑性，钢管和受压区混凝
土之间产生了非均紧箍力，工作呈弹塑性。
脚手架钢管 扣件用量计算方法
脚手架钢管扣件用量计算方法脚手架在建筑施工中起着重要的支撑作用，保障了施工的安全与高效进行。
其中，钢管和扣件是构成脚手架的主要材料。
为了确保脚手架的稳定性和承载力，正确计算和选择钢管和扣件的用量至关重要。
本文就脚手架钢管和扣件的用量计算方法进行探讨。
一、脚手架钢管的用量计算方法脚手架钢管的用量计算需要考虑以下几个因素：1. 梁的跨度及间距：根据梁的跨度和间距，计算所需的钢管数量。
通常采用的方法是将梁的跨度分成若干等分段，每段之间距离相等，然后计算每段所需的钢管数量，最后将各段的数量相加得到总数。
2. 柱的高度：根据柱的高度计算所需的钢管数量。
一般情况下，柱的高度不会太高，所以可以根据实际情况进行估算，并加上一定的安全余量。
3. 脚手架的层数：根据脚手架的层数计算所需的钢管数量。
每一层脚手架都需要一定数量的钢管支撑。
除了上述因素外，还需要考虑连接钢管的方法和材料，以及钢管的长度。
连接钢管的方法通常有螺纹连接、插销连接等，根据具体情况选择合适的连接方法。
钢管的长度一般有固定的规格可供选择，根据实际需要进行计算，并考虑预留一定的余量。
二、脚手架扣件的用量计算方法脚手架扣件作为连接钢管的重要组成部分，其用量计算也是需要仔细考虑的。
1. 拐角连接数量：计算拐角连接所需的扣件数量。
拐角连接通常需要使用4个扣件进行固定。
2. 直线连接数量：计算直线连接所需的扣件数量。
直线连接通常需要使用2个扣件进行固定。
3. 斜撑支撑点数量：根据斜撑的数量，计算斜撑支撑点所需的扣件数量。
每个斜撑支撑点通常需要使用2个扣件。
需要注意的是，扣件的用量计算还需要考虑每个连接点上的扣件数量。
根据具体情况，可以进行实地测量或参考相关的规范标准，确定每个连接点所需的扣件数量，并进行累加得到总数。
总结：脚手架钢管和扣件的正确用量计算对于施工过程至关重要。
在计算过程中需要考虑梁的跨度、柱的高度、脚手架层数等多个因素，并根据具体情况选择合适的连接方法和材料。
钢管混凝土核心柱极限承载力分析
周 笑 ， 阳 彭
（ 成都 医学 院基建 工程处 ， 四川 成都 ６０８ ） １０４
【 摘 要】 钢 管混凝土利用钢管和混凝土 两种材料 的相 互作 用 ， 充分发挥两种材料的力学性能｝ 管 而钢
混凝土柱则利 用外 包混凝土解决 了钢管裸露在外带来的种种 问题。文 中详细推 导了普 通箍筋约束钢 管混凝
【 中图分类号】 Ｔ ３３ １ Ｕ ２，
【 文献标识码 】 Ａ
研究还未见有关 报导 ， 缺乏设计所需 的合理计算公式 。本文 主要就这两类柱的极限承载力计算 进行 分析研究 。
１ 钢 管混 凝 土核心柱 的特 点
钢 管 混 凝 土 利 用 钢 管 和 混 凝 土 两 种 材 料 在 受 力 过 程 中
钢管 混凝 土柱 根据外包混凝 土箍 筋约束情 况 ， 以分 为 可 以下几种类型 ： 普通箍筋 约束钢管 混凝 土柱 （ 以下称 柱 Ａ） ；
分别为纵向受压钢筋的截面积和强度， ＝ｌ 。 Ａ ｝挚 ，
１ ｃ Ｊ
考虑到外包混凝 土与 钢管混 凝土核 心一般 不能 同时达 到极 限承载力 ， 需增加一个折减系数 ， 即：
防腐 及 防火 处 理 ， 此 ， 程 中常 采 用 对 其 外 包 混 凝 土 处 理 ， 为 工 即将 钢 管 混 凝 土 置 于 柱 截 面 核 心 ， 包 普 通 钢 筋 混 凝 土 ， 外 内
２ 柱 Ａ极 限承载 力分 析
目前 ， 内外介绍该类 组合柱极 限承载力 方法主要有 以 国
型及 配筋情况 而定 。而柱 Ａ外包混 凝土没有 普通 箍筋 的横 向约束作用 ， 钢管 内混凝土只受到钢管一层横 向约束作用。 对 于普通钢管混凝 土柱极 限承载 力性 能 ， 内外 已做 了 国 大量 的理论分析和试验研究 ， 提出 了相应 的计算公式 。而 并 钢管混凝 土柱 Ａ， 国内外 在这方 面 的研 究 刚刚起 步 ； Ｂ的 柱
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mm
824
mm
12
KN.m
0
KN
18411
mm
400
mm
2
30611.68
mm
2
502654.8
KN/mm
2
0.21
KN/mm
2
0.0191
0.669581
KN
23885.22
0.9
mm
5200
mm
4680
5.679612
0.85096
0
0
1
KN
20325.37
柱的等效计算长度 L
e
e0/γ
c
考虑偏心影响的承载力折减系数 ψ
e
钢管混凝土柱的承载力设计值 N
u
偏心矩 e
0
考虑长细比影响的承载力折减系数 Ψl
钢管混凝土的套箍指标 θ=faAa/fcA
c
钢管混凝土轴心受压短柱的承载力设计值 N
0
柱的等效长度系数 K
柱的计算长度 L
0
Le/d
钢管柱承载力计算
钢管柱直径
钢管壁厚
混凝土的抗压强度设计值 f
c
柱两端弯矩设计值中较大者 M
2
轴向压力设计值 N
钢管的内半径 γ
c
钢管的横截面面积 A
a
钢管内混凝土的横截面面积 A
c
钢管的抗拉、抗压强度设计值 f
a