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1、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
2、梁称为平衡配筋梁。 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=?b?RwaRa?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?xO?hO(1?Ra0.0033Ea?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
3、弯矩，Mu是梁开裂弯矩)?s曲 线： MUMcr 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。若？<?min，称少筋梁根据Mcr二Mu，可得？min二0.34Rt?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,?min?0.15%C40C60,?min?0.2%(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。 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
4、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。 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0.40.8% 2梁的经济配盘率 0.61.5%截面宽度bO?h?B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？hO? ?Rw;砼抗弯强度？K:安全系数?1（1）h 的取值范围：?1? ?min? hO?1h?1hOch? he二主筋形的位置 ?h?h?h?h?02202c?maxh取（h2，hi）则桩属于适筋梁（桩）。?0.6%?h0
5、3,h3（2） h 的参考取值： ? ?1.5%?h,h044?从 hi、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？Q?H?K的抗剪能力由？?组成，?箍筋抗剪力 ?Q?K?即：？Q?二？Q?H+?Q?K=0.07Ra?b?h0+?kh?Rg?n?ak?hOs?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：？Q?K2Qmax （ 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
6、及布置。另因其它断面M v 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 ?1?RWRg?1?2K1Mmaxb?h02?Rw?主筋总面积： Ag=?1?b?h0 主筋数量： n=Agagag=可选主筋的单根截面积主筋数量？在布置断面时，（故he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： Ag1?Rg?m1?ag?Rg， x1?Ag1?RgRw?b?M1?m1?ag?Rg?h?Bh?xi? 2?第二排： Ag
7、2?Rg?m2?ag?Rg， x2?m2?a2?RgRw?b?M2?m2?ag?Rg?h?Bh?对于第 i 排有： xi?x2?dLL? 2?mi?ag?RgRw?b(1 v i m),xi?Mi?mi?ag?Rg?h?Bh?dLL(i?1)? 2? 故主断面的抗弯能力为： ?M?要求？M? ii?1m?M?K1?Mmax 构造要求：一般?30?36，每根束之间距 1 0 1 5cm ，排距1 520cm ， 保护层厚度1218cm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 ， KMmax3.4 桩的抗剪能力与箍筋设计 桩的抗剪
8、能力由 ?Q?H和?Q?K两部分组成 若？Q?H?K2Q,按理论不需箍筋。但应按规范中规定的 最大布置间距Smax布n?aK?k?置箍筋，同时满足？Smax?kmin 若？Q?H?K2Q,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a?K n?aK?S?K2Q?0.07Ra?b?h0?受拉区主筋？12?14cm可24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
9、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,，yi?Hi?H0）3. 钻孔和探坑绘制（
10、 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IP5?0 ?IP5?（绘桩力轮廓图和尺寸标准4.2 桩力结构图绘制桩力结构图桩力断面图箍筋示意图材料明细表汉字说明此外，注总，图框，图标桩力立面图：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
11、注方 式?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J实际工程中，为力臂，常将主筋成束排列箍筋-
12、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J的。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）
