抗滑桩配筋实例 [抗滑桩的配筋设计2013]
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 1. 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:
(mi,n
m a
(1)平衡梁的概念与max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(max)
相应于超筋梁,把具有“塑性破坏”特征的梁称为适筋梁。
超筋梁可知,平衡梁是的界限情况,平衡配筋率又称为界限配筋率,即max
适筋梁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max计算公式:
max=
bRwa
Ra
b:界限相对受压区高度
Rwa:砼的弯曲抗压强度
R:钢材屈服强度a
式中b
x0
h0
(1
Ra
0.0033Ea
x0:砼受压区高度
Ea:钢材弹模)
(2)少筋梁的概念和最少配筋率min的计算: 如图,为祖不同配盘率梁的
Mcr
(Mcr是梁开裂弯矩,Mu是梁开裂弯矩) ~s曲线:
MU
Mcr
MU
s
可是:随配筋率减少,Mcr/Mu增大,梁的极限弯矩Mu减少。一旦减少到使Mcr
与Mu重合时,裂缝出现钢筋应力即达屈服。
①
若
② 根据Mcr=Mu,可得min=0.34
Rt
Rt:砼抗拉强度
a R:钢材屈服强度a
注意:其取值与多因素有关,《规范》是据砼等级查表得。
例
C35以下,min0.15%C40~C60,min0.2%
(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(min,max)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
1.板的经济配筋率 0.4~0.8%
2.梁的经济配盘率 0.6~1.5%
截面宽度b0h
已知下,合理选择成为砼设计的关键。
最大弯矩Mmax
对矩形截面梁:
Rg:主筋抗拉强度
h0 Rw;砼抗弯强度
K:安全系数1
(1)h的取值范围:
1 minh01h1h0ch
hc=主筋形的位置
hhhh02202cmax
h取(h2,h1)则桩属于适筋梁(桩)。
0.6%h03,h3
(2)h的参考取值:
1.5%h,h044
从h1、h2、h3、h4选优 (3)抗剪强度对h的控制
h的选择尚应满足抗剪强度。
砼抗剪力QH
桩的抗剪能力由组成,
箍筋抗剪力QK
即:Q=QH+QK=0.07Rabh0+
khRgnakh0
s
Ra:砼的轴心抗压强度
kh:设计常数1.2-1.5
n:箍筋肢数
a:设计中允许选择的单根箍筋的最大截面积k:[s]允许选择的箍筋布置的最小间距最终要求h满足:QK2Qmax (K2: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Mmax进行截面受拉区钢筋数量计算及布置。
另因其它断面M﹤Mmax,且变化幅度大,为节省材料需进行割筋设计。 1. 主筋配筋设计 主筋断面和筋率1RW
Rg12K1Mmaxbh02Rw
主筋总面积:Ag=1bh0 主筋数量:n=
Agag
ag=可选主筋的单根截面积
主筋数量
在布置断面时,(故hc随主筋的布置情况可精确算出,等都要作某些调整,
截面尺寸据图中布筋进行强度验算):主筋m排,各排间距du,各排数量为m1,m2„。
一般情况下,主断面的抗弯能力M:
第一排:Ag1Rgm1agRg ,x1
Ag1RgRwb
M1m1agRghBh
xi
2
第二排:Ag2Rgm2agRg ,x2
m2a2Rg
Rwb
M2m2agRghBh
对于第i排有:xi
x2
dLL 2
miagRg
Rwb
(1﹤i≤m),
xi
MimiagRghBhdLL(i1)
2
故主断面的抗弯能力为:M 要求
M
i
i1
m
MK1Mmax
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。
2. 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QH和QK两部分组成
① 若QHK2Q,按理论不需箍筋。但应按《规范》中规定的最大布置间距Smax布
naK
k置箍筋,同时满足S
max
kmin
② 若QHK2Q,则应计算设计箍筋:
箍筋的间距S
主要有 ,进而绘出桩的抗剪能力包络图
布置的区分hsi
其原理是:
箍筋肢数,n
在桩截面h选取中,已确定,
截面积aK
naK
S
K2Q0.07Rabh0
受拉区主筋
12~14cm可2~4肢,刚性抗滑桩一般存在两种受筋,间距灵活布置。
抗剪箍筋
3.5 此外
受压区和断面两侧的架立筋尚有,一般按构造布置,多与主筋同型号,间距50cm左右。
各种拉筋
第四节 抗滑桩工程的施工设计图绘制
()滑坡计算断面图1(2)桩力结构图3)桩基抗护壁图((4)桩位布置纵断面图
抗滑桩工程的施工图包括:
(5)工程布置总平面图内力分布图(6)还有结构设计中学需的材料包络图围岩应力分布图
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
1. 图框、图标及绘图比例
1
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)
8
图标:各异
应画出图例外框和岩芯分界线。
2. 断面地表线(line),读入基点(0,高程H0),新点(xi,,yiHiH0) 3. 钻孔和探坑绘制(ZKB)
4. 岩土分层线、水位线(虚线)和刷方线(中粗线)绘制(Line模块)
5. 滑面绘制:可能有多层滑面。(调用LINE或ARC函极)
6. 滑坡桩力单元中重量、刷方量和饱水面积计算(调用Area函极)
令IP50
IP50绘桩力轮廓图和尺寸标准
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桩力立面图:
指沿桩截面高度h方向,桩整体配筋结构图。
桩力结构线(桩力轮廓线,主筋绘制,架立筋布置,箍筋绘制)
尺寸标注线(水平尺寸标注,竖向尺寸标注)
主筋标注方式
材料型号标注架立筋标注方式箍筋标注方式
1. 2.
主筋(排数、割筋)
注架立筋,当架立筋与主筋型号同,辅架立筋只需将靠山侧两根主筋延长即
可,型号差大则需与相应排主筋有DL长的搭接长度。 3.
箍筋、属于受力筋,前已布置间距(立面图上为垂直主筋或架立筋的水平线)。
箍筋标注块KBK。
如第i个箍筋布置,长度YS(i),型号(18),编
逐根绘制方式号8,间距250mm
两种绘制法 该为内箍筋按实数画出
分为方字标注法不在图上实际标注箍筋
(二)桩力断面图
主筋的数量
对于等截面抗滑桩,这些断面主要区别是,其余构造均相同。
位置断面边框 ↓
主筋←实际工程中,为力臂,常将主筋成束排列 ↓
箍筋→单框双肢
↓
受压的架立筋断面受压区最底端
架立筋(受压筋)布于断面两侧,且是成双对称布置 ↓ 的。
拉筋 (可出现主筋上如钢轨) ↓
标准尺寸(材料型号、编号、数量、间距等)
1. 主筋:主筋布置排放 每排中含主筋束数
每束主筋的根数、编号、各编号主筋的位置、根数、型号等等。
(三)材料表制作(GJMXB钢筋明细表)
汇点表
1. 钢筋:按主筋、主架立筋、辅架立筋、箍筋、拉筋 单根长度、总长度、总重
按钢材分类计算各类钢材总吨数
2. 材料分类统计
计算桩力体积
4.3 桩基坑护壁图绘制
护壁是抗滑桩施工中的一项辅助工程。目的是保证基坑开挖时桩力深注期间的施工
锁口盘
安全由组成,其尺寸主要据抗滑桩的尺寸而定。
壁身
锁口盘尺寸和护壁厚度均为定型尺寸,目前该护壁结构已趁定型。
4.4 桩位布置纵断面图
表达抗滑桩在垂直于滑坡滑动方向的布置和桩位处地质情况。
4.5 内力分布图、材料包络图和围岩应力分布图
(不属施工图)