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第三章 刚性抗滑桩的配筋设计
3.1 设计参数依据
《钢筋砼结构设计规范》 (TJ10-74)和(TJ10-85)
杨文渊《土木工程设计手册》 交通出版社 1985
砼参数
钢筋、钢轨材料、型号参数
3.2 桩截面配筋率的取值和 截面高度h的确定
配筋率的取值
搅滑桩是一种特殊的“梁”,其结构设计要求桩在破坏时,具有“塑性破坏”特征,即受拉钢筋首先到达屈服,然后砼受压破坏。
要使桩的破坏属于“塑性破坏”或“使结构具有较好的延性”,桩截面配筋率应满足:
(1)平衡梁的概念与的计算
梁在破坏时,钢筋的屈服与砼的受压破坏同时发生,此时梁称为平衡配筋梁。
①相应的配筋率称为平衡配筋率
若增大,则钢筋应力尚未达屈服,砼却发生受压破坏,称之超筋梁。
相应于超筋梁,把具有“塑性破坏”特征的梁称为适筋梁。
可知,平衡梁是的界限情况,平衡配筋率又称为界限配筋率,即
②《钢筋砼结构设计规范》(TJ10-85),根据正截面强度计算方法和平衡梁的破坏特性,提出计算公式:
=
式中
(2)少筋梁的概念和最少配筋率的计算:
如图,为祖不同配盘率梁的曲线:(是梁开裂弯矩,是梁开裂弯矩)
可是:随配筋率减少,增大,梁的极限弯矩减少。一旦减少到使与重合时,裂缝出现钢筋应力即达屈服。
此时配筋率称为最少配筋率(它是少筋梁与适筋梁的界限)
若,称少筋梁
根据=,可得=0.34
注意:其取值与多因素有关,《规范》是据砼等级查表得。
例
(3)经济配筋率及的选取
从结构的受力特征看,截面尺寸的选取,只要即可。
① 如何使选定的截面尺寸在满足强度要求及使用要求的前提下,使结构设计的总造价最省?即结构优化的问题。
在此将满足该条件的配筋率称为经济配筋率,实际设计为经济配筋率范围。
② 目前据《砼基本构件》——藤智明,清华大学出版社总结
对于原筋矩形截面的构件
2. 桩截面高度h的确定
已知下,合理选择成为砼设计的关键。
对矩形截面梁:
(1)h的取值范围:
=主筋形的位置
h取(,)则桩属于适筋梁(桩)。
(2)h的参考取值:
从、、、选优
(3)抗剪强度对h的控制
h的选择尚应满足抗剪强度。
桩的抗剪能力由组成,
即:=+=0.07+
最终要求h满足: (:设计安全系数)
3.3 桩主断面主筋配筋设计和割筋设计
依据进行截面受拉区钢筋数量计算及布置。
另因其它断面M﹤,且变化幅度大,为节省材料需进行割筋设计。
主筋配筋设计
主筋断面和筋率
主筋总面积:=
主筋数量:n=
=可选主筋的单根截面积
在布置断面时,等都要作某些调整,随主筋的布置情况可精确算出,(故据图中布筋进行强度验算):主筋m排,各排间距,各排数量为,…。
一般情况下,主断面的抗弯能力:
第一排: ,
第二排: ,
对于第i排有:
(1﹤i≤m),
故主断面的抗弯能力为:
要求
构造要求:一般30~36,每根束之间距10~15cm,排距15~20cm,保护层厚度12~18cm均可。
主筋割筋设计
以主断面为基础,减少其他断面的主筋,
选材后绘出材料包络图。
[M1],[M2] ,[M3], K[Mmax]
3.4 桩的抗剪能力与箍筋设计
桩的抗剪能力由和两部分组成
若,按理论不需箍筋。但应按《规范》中规定的最大布置间距布置箍筋,同时满足
若,则应计算设计箍筋:
主要有 ,进而绘出桩的抗剪能力包络图
其原理是:
在桩截面h选取中,已确定,
刚性抗滑桩一般存在两种受筋,12~14cm可2~4肢,间距灵活布置。
3.5 此外
尚有,一般按构造布置,多与主筋同型号,间距50cm左右。
第四节 抗滑桩工程的施工设计图绘制
抗滑桩工程的施工图包括:
4.1 滑坡(桩力计算)断面图
桩力计算与结构设计
示出抗滑桩桩位,岩土分层及滑带位置
图框、图标及绘图比例
图框:选择图幅尺寸,有各种固定标准尺寸(加宽或加长应按的整倍数进行)
图标:各异
应画出图例外框和岩芯分界线。
断面地表线(line),读入基点(0,高程),新点(,)
钻孔和探坑绘制(ZKB)
岩土分层线、水位线(虚线)和刷方线(中粗线)绘制(Line模块)
滑面绘制:可能有多层滑面。(调用LINE或ARC函极)
滑坡桩力单元中重量、刷方量和饱水面积计算(调用Area函极)
4.2 桩力结构图绘制
⑴桩力结构图
⑵桩力断面图
⑶箍筋示意图
⑷材料明细表
⑸汉字说明
此外,注总,图框,图标
㈠桩力立
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