桩身内力计算书.doc

抗滑桩推力及桩身内力计算书3.1、已知资料3.1.1抗滑桩设于滑坡前缘的抗滑部分：如图8-12所示。设桩处的滑坡推力E1=418.13kN/m，滑体厚度h1=6.5m; 桩前土体厚度h2=4m，剩余抗滑力Ep=200kN/m。E1和Ep均按矩形分布。该处滑面近水平，故不考虑滑坡推力的垂直分力。由于桩前土体较薄，故仍按悬臂桩计算。3.1.2滑体特征滑体表层为黄土覆盖，下为风化严重类似砂土状的砂砾岩夹页岩。滑床为风化严重的砂砾岩夹页岩，当作比较好的土层考虑。各层指标如下:滑体:容重1=19.2kN/m3， 内摩擦角1=35，c=5.4kPa；滑床:容重2=20.5kN/m3，内摩擦角2= 53，c=100kPa。地基系数的比例系数选用m=125000kN/m4。3.1.3抗滑桩采用200级钢筋混凝土断面为矩形: d= 2.0m, B=1.8m桩间距:L= 5m混凝土的弹性模量:Ew=2.7107kN/m2;混凝土的容重: w = 25kN/m3;桩截面积:F=dB= 21.8=3.6m2;桩截面模量: 桩截面惯性矩: 相对刚度系数: EI=0.8EwI=0.82.71071.2=2.592107kNm2桩的计算宽度:Bp = B+1=1.8+1=2.8m3.1.4桩的变形系数 （4.9）设桩埋入滑面以下的长度 h= 6m，则 h = 0. 26676=1.602.5 应按刚性桩计算3.2、桩侧应力(土抗力)和桩身内力计算3. 1外力每根桩上的滑坡推力ET=E1L=418.135=2090.65kN，其分布力： 每根桩前的剩余抗滑力，其分布力外力移于滑面处:，3. 2桩侧应力和桩身内力计算滑动面以上桩侧应力和桩身内力计算：可用一般力学方法，y由桩顶向下计算。(1)桩侧应力y (2)列表计算剪力Qy和弯矩My表1yqtqpQyMy0.00 321.64 250.00 0.000.001.00 321.64 250.00 321.64160.822.00 321.64 250.00 643.28643.282.50 321.64 250.00 804.101005.133.00 321.64 250.00 839.921416.134.00 321.64 250.00 911.562291.875.00 321.64 250.00 983.203239.256.00 321.64 250.00 1054.844258.276.50 321.64 250.00 1090.664794.653.3 滑面下桩侧应力和桩身内力计算按角变位法计算:先按不考虑桩底应力重分布时，计算y0、和桩底应力。由公式(7 -25)和(7 -26)得:由公式(7 -23)得:即：由于桩底出现拉应力，应考虑桩底应力重分布。此例按第一种情况考虑，由公式(7 -32)至(7 -34)求、y0和t：试算得t=1.65m，t2=2.724.49+51.18-56=-0.37（可以）桩底应力由公式(7 -35)得 (包含计算误差)1)桩侧应力y由公式(7 -27)知列表2计算： 表2y364.61yy2-85.75 y2备注（1）（2） （3） （4） （5）=（2）+（4）（6）00.00 0.00 0.00 0.00 1364.61 1.00 -85.75 278.86 2729.22 4.00 -343.00 386.22 y=h/32.128775.89 4.53 -388.31 387.58 y=y0/231093.83 9.00 -771.75 322.08 41458.44 16.00 -1372.00 86.44 51823.05 25.00 -2143.75 -320.70 62187.66 36.00 -3087.00 -899.34 2)强度条件校核: 滑体土换算为滑床土的高度 （可以） （可以）3)剪力Qy由公式(7-28) 得 列表3计算。 表3yy2-510.81 y2y380.03 y3备注（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）=（2）+（4）+（6）（8）0.001090.650.000.000.000.001090.651.001090.651.00-510.811.0080.03659.871.711090.652.92-1493.665.00400.17-2.842.001090.654.00-2043.248.00640.24-312.353.001090.659.00-4597.2927.002160.81-1345.834.001090.6516.00-8172.9664.005121.92-1960.395.001090.6525.00-12770.25125.0010003.75-1675.856.001090.6536.00-18389.16216.0017286.48-12.03计算误差Q= 0点的位置，可由表中数值内插求得：4)弯矩My由公式(7-29)得 列表4计算。 表4y=4794.611090.65yy3-170.27y3y420.01 y4备注（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）=（2）+（3）+（5）+（7）（9）0.00 4794.61 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4794.61 1.00 4794.61 1090.65 1.00 -170.27 1.00 20.01 5735.00 1.71 4794.61 1865.01 5.00 -851.39 8.55 171.09 5979.33 Mmax2.00 4794.61 2181.30 8.00 -1362.16 16.00 320.16 5933.91 3.00 4794.61 3271.95 27.00 -4597.29 81.00 1620.81 5090.08 4.00 4794.61 4362.60 64.00 -10897.28 256.00 5122.56 3382.49 5.00 4794.61 5453.25 125.00 -21283.75 625.00 12506.25 1470.36 6.00 4794.61 6543.90 216.00 -36778.32 1296.00 25932.96 493.15 计算误差最大弯矩点即Qy=0的位置，最大弯矩已如表4所列。 5)滑面和桩顶位移 Qy图 My图图1刚性桩的Qy、My图第三章 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：根据TB10025-2001铁路路基支挡结构设计规范10.3.1条桩身混凝土强度等级宜采用C20，故本设计采用C20混凝土。钢筋参数：采用HRB335热轧钢筋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：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=045h/h0 =045=0.2h/h0=故取=0.222注意：其取值与多因素有关，规范是据砼等级查表得，例综合比较取=0.222（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。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h1=4.764 、h2=1.952、h3=2.991、h4=2.058（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配筋率主筋总面积：=主筋数量：n=可选主筋的单根截面积（d=28mm，=615.3mm）综合荷载系数K=1.3，KMmax=1.35979.33=7773.13根据混凝土结构设计规范就算公式计算配筋率s=n=设置两排钢筋，取M=s=n=主筋割筋设计构造要求：一般2836，每根束之间距1015cm，排距1520cm，保护层厚度1220cm均可。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。 布筋范围：180-215=150cm，束筋间中-中距离：20+2d=20+6=26cm一排的钢筋束数：15026=5.76取5故有5个间隔6束钢筋根据上面的配筋计算（两排钢筋）可知，第一排钢筋配13根，采用两根或者三根一束一束，第1束三根，26束均为两根；第二排也配13根，第1束三根，26束均为两根。排数距桩顶距离（m）距桩底距离（m）钢筋长度（m）第一排0.200.2012.10第二排4.741.805.963.4 桩的抗剪能力与箍筋设计 混凝土结构设计规范（ GBJ10 ）规定，当柱子各边纵向受力钢筋多于3根时，应放置附加钢筋；考虑到抗滑桩为地下结构，桩身一般在十几米以上，工人必须在坑内上下作业，不宜设置过多的箍筋肢数，因此，规定不宜采用多于4肢的封闭箍筋，并允许每箍筋在一行上所箍的受拉筋不受限制。本设计采用4肢箍，HPB235钢筋，10直径。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：原理 在桩截面h选取中，已确定n取4，aK=78.5mm）主要有 ，进而绘出桩的抗剪能力包络图刚性抗滑桩一般存在两种受筋箍筋配筋率计算：1214cm可24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。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）两种绘制法（二）桩力断面图对于等截面抗滑桩，这些断面主要区别是，其余构造均相同。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 架立筋（受压筋） 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）主筋：主筋布置排放 每排中含主筋束数 每束主