基坑支护中格构柱计算分析
格构柱承载力
格构柱承载力
"格构柱" 通常是指钢结构或混凝土结构中的柱子，这些柱子采用了特定的结构形式，以增强其承载能力和稳定性。
格构柱的设计和承载力计算取决于其具体的几何形状、材料和荷载条件。
以下是一些影响格构柱承载力的因素：
1.截面形状：格构柱的截面形状可以是圆形、方形、矩形、T形等
各种形式。
截面形状对柱子的承载能力有重要影响。
2.截面尺寸：柱子的截面尺寸，包括截面面积、宽度、厚度等，
会直接影响其承载能力。
通常情况下，截面尺寸越大，承载能力越高。
3.材料：柱子的材料类型，如混凝土、钢、木材等，对其承载能
力有显著影响。
不同材料的强度和特性不同。
4.约束条件：格构柱的底部和顶部约束条件，包括悬臂长度和支
座类型，会影响其承载能力。
有效的约束可以提高柱子的稳定性。
5.荷载条件：柱子承受的荷载类型和大小对其承载能力有直接影
响。
荷载类型可以包括压力、拉力、弯矩等。
6.构造细节：柱子的构造细节，如箍筋、加固方式和连接方式，
会影响其抗震性和整体承载能力。
格构柱的承载力通常需要进行结构分析和设计，以确保其能够承受预期的荷载，并满足建筑规范和标准的要求。
具体的承载力计算可能需要依赖于工程师进行结构分析，包括使用有限元分析等工具来模拟和
评估柱子在各种荷载条件下的性能。
在设计过程中，通常需要遵循相应的建筑规范和标准，以确保结构的安全性和可靠性。
格构柱式塔吊基础施工方案及计算书
For personal use only in study and research; not for commercial use第一章工程概况及现场情况第一节工程概况工程名称：浦东古北御庭工程工程地址：本工程东至万邦都市花园五期、西至沪南公路、南至龙汇路、北至龙阳路建设单位：上海浦东古北置业有限公司设计单位：中国联合工程公司（主体设计）同济大学建筑设计研究院（围护设计）监理单位：上海四海建设工程造价咨询监理有限公司施工单位：浙江宝业建设集团有限公司围护施工单位：上海市机械施工有限公司勘察单位：上海豪斯岩土工程技术有限公司检测单位：上海地矿工程勘察有限公司建筑面积：93293 ㎡（其中地上建筑面积约68865㎡，地下建筑面积：24428 ㎡）结构层次：框剪结构，地下1~2层，地上均为18层。
本工程由6栋高层住宅组成。
其中4#楼、5#楼坐落在中间2层地下车库中，为大底盘双塔结构。
1#、3#、5#、6#楼坐落在中央二层地下车库周边。
中央二层地下车库为桩筏基础，地下室底板厚为0.9米，其余均为桩-梁式筏形基础，底板厚0.4m。
本工程由1～2层地下室、6栋高层组成，具体情况如下：第二节现场情况本工程由于受世博会限制，工期较紧，同时根据地下室的深度情况，先后分二期进行施工，一期区域为地下二层的中央地下车库包括4#、5#楼上上部主体结构，二期区域为中央地下车库周围的仅有地下一层的1#、2#、3#、6#楼。
根据现场平面布置及塔吊的综合利用率，1#与3#楼共用一台塔吊，2#与4#楼共用一台塔吊，5#与6#楼共用一台塔吊。
4#、5#楼位于一期中央地下车库深坑内，深坑开挖深度为-7.8m（标高为-9.10m），2#、6#楼位于二期浅坑内，浅坑开挖深度为-4m，由于先施工一期深坑及4#、5#楼上部结构，2#、6#楼需在世博结束后开工，而塔吊随着4#、5#楼上部结构的施工同步上升，考虑到塔吊的附墙杆设置，因此需将2#与4#楼、5#与6#楼之间共用的两台塔吊安装在深坑内，塔吊基础采用钻孔灌注桩+格构柱+ 承台的型式。
基坑支护的结构的计算
基坑支护的结构的计算基坑支护是指在建筑工地或者其他开挖工程中，为了防止土方塌方和保证施工安全而采取的一系列措施。
基坑支护结构的计算是基坑工程设计中重要的一部分，本文将对基坑支护结构的计算进行详细介绍。
一、基坑支护结构的分类基坑支护结构通常可以分为两类：一是按照支护方式的不同分为主动支护和被动支护；二是按照结构形式的不同分为钢支撑结构和混凝土支护结构。
主动支护是指通过设置支撑结构对基坑进行支护，常见的主动支护结构有钢支撑和桩墙支护。
被动支护是指利用土体自身力学性质对基坑进行支撑，常见的被动支护结构有土钉墙和锚杆墙。
钢支撑结构是以钢材为主要材料的支护结构，常见的有钢板桩和钢管桩。
混凝土支护结构则是以混凝土为主要材料的支护结构，常见的有混凝土梁和混凝土墙。
二、基坑支护结构的计算方法基坑支护结构的计算方法主要包括以下几个方面：1.基坑支护结构受力分析：支护结构需要承受土压力、地下水压力和附加荷载等多种作用力，计算时需要对支护结构的受力情况进行全面的分析。
2.支撑杆件的稳定性计算：钢支撑结构中的支撑杆件需要满足一定的稳定性要求，包括弯曲强度、屈曲稳定性和抗扭稳定性等方面的计算。
3.连墙件的选择与计算：在钢支撑结构中，如果需要两个或多个支撑壁之间进行连接，则需要使用连墙件。
连墙件的选择和计算需要考虑其承受的弯曲强度和抗剪强度等。
4.土壁和桩身的稳定性计算：在钢板桩和钢管桩的设计中，需要对土壁和桩身的稳定性进行计算，包括土壁的滑移和失稳以及桩身的稳定性等。
5.锚杆的计算：在锚杆墙的设计中，需要对锚杆的承载力和稳定性进行计算。
三、基坑支护结构计算的基本步骤基坑支护结构的计算一般包括以下几个基本步骤：1.确定基坑的尺寸和形状，确定基坑周围的土质和地下水情况。
2.根据基坑的具体情况，选择适当的支护方案和支撑结构类型。
3.进行基坑支护结构的初步设计，包括确定支护结构的布置形式、支距和锚固长度等参数。
4.对支撑结构进行受力分析，计算支护结构受到的土压力、地下水压力和附加荷载等。
塔吊基础计算(格构柱)【参考借鉴】
塔吊基础计算（格构柱）八、基础验算基础承受的垂直力：P=449KN 基础承受的水平力： H=71KN 基础承受的倾翻力矩： M=1668KN.m(一)、塔吊桩竖向承载力计算：1、单桩桩顶竖向力计算：单桩竖向力设计值按下式计算：Q ik=( P + G )/n ± M/a2式中：Q ik—相应于荷载效应标准组合偏心竖向力作用下第i根桩的竖向力；P—塔吊桩基础承受的垂直力，P=449KN；G—桩承台自重，G=(4.8×4.8×0.4+4.8×4.8×1.3)×25=979.2KN;P+G=449+979.2=1428.2KNn—桩根数，n=4；M—桩基础承受的倾翻力矩，M=1668+71×1.3=1760.3KN.m；a—桩中心距，a=3.2m。
Q ik=1428.2/4±1760.3/3.2×2单桩最大压力： Q压=357.05+389.03=746.08KN单桩最大拔力： Q拔=357.05-389.03=-31.98KN2、桩承载力计算：(1)、单桩竖向承载力特征值按下式计算：R a = q pa A P+u P∑q sia L i式中： R a—单桩竖向承载力特征值；q pa、q sia—桩端阻力，桩侧阻力特征值；A P—桩底端横截面面积；u P—桩身周边长度；L i—第i层岩土层的厚度。
5号塔吊桩：对应的是8-8剖的Z52。
桩顶标高为-6.8m，绝对标高为-1.9m，取有效桩长52m，桩端进入6-1粘土层2.19m。
a=1813.51>746.08KN 满足要求3、承台基础的验算（1）承台弯矩计算Mx1=My1=2×(746.08-979.2/4)×(3.2/1.414)=2268.88KN·m（2）承台截面受力主筋配筋面积As=1.4×2268.88×106/(0.9×1300×310)=8757.7mm2塔吊承台配筋采用22@180双层双向计27根，Ag＝。
地铁设计格构柱计算
Vbl 0.7h f
lw
2
f
w f
160MPa
b类轴心受 压构件的稳 定系数计算 Q235钢f= Q235钢fy= 弹性模量E= λn=λ *(fy/E)0.5/ Л= Фx= α1= α2= α3=
215.00
MPa
235.00
Mpa
206000.00
MPa
1.01
0.60 0.65 0.97 0.30
构件长细比 λy=L0y/iy=
92.68
<150
构件的截面 高度H= 等边角钢形心距离z0=
分肢轴线间距c=
缀板的纵向 高度h= 缀板的宽度 b= 缀板的厚度 t= 缀板的惯性 矩Ib= 相邻两缀板 间的中心距 l1= 相邻两缀板 间的净距 l01= 分肢长细比 λ 1=l01/i1= 构件的换算 长细比λ 0y= 格构柱的剪 力V= 每个缀板面 剪力V1=
>6，满足要求
缀板弯矩 Mbl=V1l1/2=
6657.41
KN-mm
缀板剪力 Vbl=V1l1/b=
33.29
KN
缀板正应力 σ =6*Mbl/t/h ^2= 缀板剪应力 τ =1.5*Vbl/t /h=
六、缀板角 焊缝计算
焊脚尺寸 hf= 角焊缝的计 算长度 lw=hb-2hf= 角焊缝的综 合应力τ=
<150
KN
KN
二、格构柱 强度验算
f=N/An= 三、格构柱 整体稳定性 验算 f=N/（Ф *A）= 四、缀板刚 度验算 缀板的线刚 度之和与分 肢线刚度之 比= 五、缀板强 度验算
108.05 181.41 14.27
Mpa
<[f]=215MPa，满足要求
格构柱计算长度范文
格构柱计算长度范文格构柱是一种传统的建筑构造形式，广泛应用于古代建筑中。
它是由许多方形或圆形的石块或木材堆叠而成的柱子，通过结构上的交错使得柱子能够承受更大的重力和外力。
格构柱的构造复杂但美观，被广泛用于宫殿、庙宇和寺庙等建筑中。
为了计算格构柱的长度，首先需要了解它的基本结构和构造原理。
格构柱由四个相互垂直的方形或圆形柱体组成，这四个柱体通过水平和垂直的石块或木材相互连接，形成一个稳定的结构。
每个柱体上都有凹槽，用于固定连接柱体的石块或木材。
格构柱的长度取决于每个柱体的高度和连接柱体的石块或木材的长度。
计算格构柱的长度需要遵循以下步骤：1.测量每个柱体的高度。
使用测量工具如尺子或测量仪器，从柱体的底部到其顶部测量高度，记录下每个柱体的高度。
2.计算连接柱体的石块或木材的长度。
连接柱体的石块或木材位于每个柱体的凹槽中，连接相邻柱体。
测量这些石块或木材的长度，并记录下来。
3.计算格构柱的长度。
将每个柱体的高度和连接柱体的石块或木材的长度加在一起，得到格构柱的长度。
例如，柱体1的高度为10米，连接柱体的石块长度为2米；柱体2的高度为8米，连接柱体的石块长度为1.5米；柱体3的高度为12米，连接柱体的石块长度为3米；柱体4的高度为9米，连接柱体的石块长度为2.5米。
则格构柱的长度为10米+2米+8米+1.5米+12米+3米+9米+2.5米=48米。
在实际应用中，格构柱的长度可以根据需要进行调整。
当需要构建更大的建筑物时，可以增加每个柱体的高度和连接柱体的石块或木材的长度来增加格构柱的长度。
相反，如果需要构建较小的建筑物，可以减小柱体的高度和连接柱体的石块或木材的长度来减小格构柱的长度。
总之，格构柱的长度是根据每个柱体的高度和连接柱体的石块或木材的长度进行计算的。
通过测量这些参数并将它们相加，可以得到格构柱的长度。
格构柱作为一种独特的建筑构造形式，不仅在古代建筑中得以应用，也在现代建筑中发挥着重要的作用。
深基坑支护计算分析
深基坑支护计算分析深基坑支护计算分析深基坑支护是在建筑工程中常见的一项关键任务，旨在确保基坑在施工和使用阶段的稳定性和安全性。
该过程涉及到多种工程材料和结构计算，其中包括土壤力学、结构力学和建筑材料科学等方面的知识。
本文将对深基坑支护计算分析进行探讨，以帮助读者更好地理解和应用相关理论和技术。
1. 引言深基坑支护是建筑工程施工中的一项重要任务，不仅涉及到大量的土地开挖和土方运输，还需要结构力学和土壤力学的知识来保证基坑的安全和稳定。
支护计算分析是深基坑工程设计和施工过程中不可或缺的一部分，其目标是评估各种可能的基坑支护措施，并选择最佳的方案以确保施工过程的安全性和经济性。
2. 深基坑支护计算2.1 土壤力学分析土壤力学分析是深基坑支护计算的基础，它涉及到土壤的物理和力学性质。
在进行土壤力学分析时，需要考虑土壤的类型、密度、含水量等因素，并结合土壤剪切强度、变形性质等参数来评估土壤的稳定性和变形特性。
通过合理的土壤力学分析，可以确定基坑支护所需的支撑体系和支撑结构的类型、尺寸和材料。
2.2 结构力学分析结构力学分析是深基坑支护计算的另一个重要部分，它主要关注基坑支护结构和施工围护结构的承载能力和稳定性。
在进行结构力学分析时，需要考虑支撑结构受力情况、变形特性以及与土壤之间的相互作用。
结构力学分析还涉及到各种支撑结构的设计和优化，以确保其满足基坑工程的要求。
3. 基坑支护计算方法基坑支护计算涉及到多种计算方法和工具的应用，以下是常见的几种方法：3.1 经验公式法经验公式法是一种基于历史经验和现场观察的计算方法，适用于一些简单和常见的基坑支护问题。
这种方法通常比较简单和快速，但精度相对较低，所以需要结合其他计算方法进行验证和调整。
3.2 数值模拟法数值模拟法是利用计算机技术和数值分析方法，对基坑支护问题进行建模和模拟的方法。
这种方法通常需要较高的计算能力和相关软件的支持，但可以提供更准确和全面的分析结果。
浅谈格构柱在基坑支护中的实践与应用
浅谈格构柱在基坑支护中的实践与应用摘要：随着地下工程的扩展,基坑开挖深度越来越大，越来越增加了基坑支护的难度。
在周边环境复杂的情况下，往往会使用格构柱钻孔灌注桩加冠梁的支护形式。
格构柱作为重要的受力支撑构件其安装就显得尤为重要。
本文章将结合实际项目对格构柱的质量控制和安装工艺进行阐述。
关键词：深基坑；格构柱；钻孔灌注桩1.工程概况本工程内支撑设计及工况根据工程地质、周边情况及地下室设计情况，本工程采用黄海高程，设计标高±0.000相当于绝对标高30.10m，非主楼区域坑底标高为-18.500，1#、2#主楼范围坑底标高为-19.700，电梯井坑中坑底标高为-21.700，开挖深度约10.6～19.10m，基坑周长979m。
本基坑支护体系采用钻孔灌注桩（格构柱）+两道钢砼角撑（两层地下室区域采用一道钢砼角撑）形式，2、4层地下室交界处采用双排桩支护。
支撑设计图如下：2.格构柱设计参数根据图纸施工设计，本项目设置钻孔灌注桩（格构柱）+两道钢砼角撑的形式，加强主体围护结构在开挖期间支护体系的整体稳定性。
格构柱上部为钢构件，下部为钢筋混凝土钻孔灌注桩基础，格构柱钻孔灌注桩直径为1000,由四根角钢为L180×16等边角钢和缀板焊接而成，格构柱的截面尺寸为480×480，缀板尺寸为460×300×12。
3.格构柱制作的质量控制格构柱采用现场制作，制作场地选用砼硬化地坪，严格按设计长度下料，拼装前角钢需校正，下料长度内允许偏差为±5毫米，局部变形允许偏差为±2毫米，缀板拼接严格按每道梁中心线为基准安排缀板位置。
为保证格构柱垂直度，在专用靠模中拼接。
缀板与角钢的焊缝等级为三级，焊缝厚度为6mm，角钢拼接的焊缝等级为二级，焊条使用前应按出厂证明书规定进行烘干，严禁使用药皮脱、焊芯生锈的焊条，立柱身弯曲允许偏差为h/300（h是开挖深度），且不得大于5毫米。
深基坑格构柱
深基坑格构柱
深基坑格构柱是指在建筑框架的深基坑中采用格构柱进行支撑、加固的结构技术。
深基坑是指土方工程中挖掘深度超过一般建筑的基础深度的地下发掘作业。
在深基坑中，由于土体周围围压力的控制，地下水位的影响，坑壁所承受的荷载会变得非常大，因此需要采用一些措施来支撑坑壁，防止坍塌。
传统的支撑方法是使用钢支撑或混凝土靠墙，但使用这些方法时，支撑体积较大，施工难度较高。
而深基坑格构柱就是一种高效的支撑方式，其结构是由水平的横担、立式柱和交叉的斜撑组成。
这种结构的特点是支撑范围小、承载能力大、施工简便。
深基坑格构柱能够有效地支撑坑壁，避免土质滑坡、坍塌等事故的发生。
同时，在振动较大的地区，它还能够起到减震的作用。
因此，深基坑格构柱在城市建设中应用广泛，已成为深基坑施工中不可或缺的一项技术。
格构柱计算资料
格构式轴心受压构件6.7.1 格构式轴心受压构件绕实轴的整体稳定格构式受压构件也称为格构式柱(latticed columns)，其分肢通常采用槽钢和工字钢，构件截面具有对称轴（图6.1.1）。
当构件轴心受压丧失整体稳定时，不大可能发生扭转屈曲和弯扭屈曲，往往发生绕截面主轴的弯曲屈曲。
因此计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，只需计算绕截面实轴和虚轴抵抗弯曲屈曲的能力。
格构式轴心受压构件绕实轴的弯曲屈曲情况与实腹式轴心受压构件没有区别，因此其整体稳定计算也相同，可以采用式(6.4.2)按b类截面进行计算。
6.7.2 格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定1.双肢格构式轴心受压构件实腹式轴心受压构件在弯曲屈曲时，剪切变形影响很小，对构件临界力的降低不到1%，可以忽略不计。
格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲时，由于两个分肢不是实体相连，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件的腹板弱，构件在微弯平衡状态下，除弯曲变形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。
根据弹性稳定理论分析，当缀件采用缀条时，两端铰接等截面格构式构件绕虚轴弯曲屈曲的临界应力为：构式轴心受压构件(图6.1.2d)缀条的三肢组合构件(图6.1.2d)6.7.3 格构式轴心受压构件分肢的稳定和强度计算格构式轴心受压构件的分肢既是组成整体截面的一部分，在缀件节点之间又是一个单独的实腹式受压构件。
所以，对格构式构件除需作为整体计算其强度、刚度和稳定外，还应计算各分肢的强度、刚度和稳定，且应保证各分肢失稳不先于格构式构件整体失稳。
一、分肢稳定和强度的计算方法1.分肢内力的确定构件总挠度曲线为2．分肢稳定的验算①对缀条式构件：图7.7.1格构式轴心受压构件弯曲屈曲稳定和强度求v0的简化计算方法(规范规定的方法)①由钢构件制造容许最大初弯曲l/1000，考虑其它初始缺陷按经验近似地规定v0=l/500右l/400等。
②根据构件边缘纤维屈服准则来确定v0。
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基坑支护中格构柱计算分析
摘要：以实际基坑工程项目为例，分析基坑支护中格构柱的相关规范规定及计算方法，通过工程实例对格构柱的内力进行分步验算，方便设计人员在基坑支护设计中参考，有利于基坑支护工程设计及计算的标准化建设。
关键词：基坑支护；钢支撑；格构柱；计算算例
为满足日益增长的市民出行，城市轨道交通的建设稳中有进。
地铁车站一般位于城市繁华地带，由于基坑周边建构筑物及交通等因素的限制，地铁车站的长条型基坑通常采用控制基坑变形较好且有利于重复使用的排桩+钢管内支撑结构进行支护，基坑宽度大于20m时，一般需要在基坑中间设置格构柱。
本文梳理了格构柱的相关规范规定，并通过计算实例进行格构柱的分析验算，便于设计人员参考使用。
我国现行《建筑基坑支护设计规程》JGJ 120-2012(以下简称“《支护规程》”)第4.9.10条第2款规定了单层支撑的立柱及多层支撑底层立柱的受压计算长度应取底层支撑底面至基坑底面的净高度与立柱直径或边长的5倍之和。
《支护规程》第4.9.15条规定了立柱长细比不宜大于25。
对于立柱计算，《支护规程》4.9.5条及4.9.10条规定，对于在内支撑结构上的竖向荷载较小，且内支撑结构的水平构件按连续梁计算时，立柱可按偏心受压构件计算。
对于钢支撑其竖向荷载较小，为简化计算，立柱按轴心受压构件考虑，但根据《支护规程》无法确定立柱的竖向轴力设计值，笔者查阅了相关规范，《广州地区建筑基坑支护技术规定》GJB 02-98(以下简称“《广州规定》”)第6.9.12条规定，立柱内力宜根据支撑条件按空间杆系结构力学计算，也可按轴心受压构件计算，轴线力设计值宜可按下式确定：
其中
结合以上规定，则可在围护计算查出支撑轴力标准值的情况下，较为简洁的
进行立柱强度及稳定性验算。
结合以上分析，下面给出一个钢结构格构柱立柱的
计算实例，方便设计人员参考使用。
某基坑支护形式为两道支撑结构，底层支撑中心距离基底竖向高度5m，立柱
采用460×460mm角钢缀板式格构柱，角钢采用等边160×14mm，缀板采用
420×300×10mm，相邻缀板中心距为0.7m，钢材牌号均为Q235，第一道支撑轴
力标准值为1255kN，第二道支撑轴力标准值为7945kN，上部支撑、连系梁及施
工荷载自重为80kN，则支撑传到立柱上的竖向力标准值为80+0.1（1255+7945）
=1000kN，基坑安全等级为一级，重要性系数，根据以上条件验算立柱稳
定性。
首先计算格构柱自重，等边160×14角钢理论重量为0.34kN/m。
单块缀板重
量为0.42×0.3×0.01×78.5=0.1kN，格构柱每延米重量为
4×0.34+4×0.1/0.7=1.93kN，5m格构柱总自重为9.7kN。
支撑底部总轴力设计值
立柱计算长度
由《钢结构设计标准》GB50017-2017(以下简称“《钢规》”) 7.2.3条第2款，对于焊接缀板，分肢计算长度
查钢结构手册，对于等边160×14角钢，面积，最小回转半径，
故分肢对最小刚度轴的长细比，满足《钢规》第5.2.5条要求。
格构柱惯性矩
格构柱长细比
换算长细比
查《钢规》表7.2.1-1，b类截面，查《钢规》附录稳定系数
稳定性验算满足。
从上述算例可看出，用如上尺寸构件，支撑中心距离基底3m也不能满足长细比25的要求。
可看出长细比小于25要求较为严苛，不容易满足，但稳定性验算可满足。
如按承载力极限值反推，令，可得。
对于单根格构柱分担两道支撑、每道4根支撑的情况，由
令，忽略自重作用，则单根轴力计算值，也就是说，在2道水平支撑体系的基坑中，分担4根支撑荷载的460×460格构柱，支撑轴力标准值小于3040kN时，该格构柱稳定性可满足要求。
结论：
1对于设立柱的内支撑结构宜按空间框架计算，对于作用在内支撑结构上的竖向荷载较小时也可采用简化的轴心受压构件计算。
2结合《基坑规范》及《广州规定》相关规定，本文提出了相对简化的计算方法供设计人员参考。
3对于常用的460×460mm钢缀条式格构柱立柱，一般情况下不容易满足长细比限值25的要求，建议设计支撑轴力较大时适当加大格构柱尺寸。
参考文献：
[1].刘国斌、王卫东.基坑工程手册(第二版)[M].中国建筑工业出版社，2009.11.
[2].建筑基坑支护设计规程 JGJ 120-2012
[3]. 广州地区建筑基坑支护技术规定 GJB 02-98
[4]. 钢结构设计标准 GB50017-2017。