桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算

1、 桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算由上可知，最大弯矩发生在天然地面线以下z=2.53m 处，该处Mj=385.32kN ? m。 天然地面线以下2.53m 段范围内的桩侧摩阻力：11uqkz=? 4.87? 20? 2.53=123.21kN 22计算轴向力 Nj 时，根据公路桥涵设计通用规范（ JTG D60 2004）第条，恒载分项系数取 1.2，汽车荷载及制动力作用的分项系数取 1.4，则 1Nj=1.2? （N1+N2+N3+N4+F-uqkz)+1.4 ? N624.1.6=1.2? (2493.54+292.14+73.20+246.22+282.3-123.21)+1.4? 4

2、93.96 =4608.57kN 纵向钢筋面积桩内竖向钢筋按含筋率0.2%配置：As=4?1.62? 0.2%=40.21cm2桩柱采用 C25 混凝土，主筋选用 HRB335 级钢筋 2425， As=117.82cm2 =0.586% 计算偏心距增大系数 因为长细比： lpi=85.40>17.5 lp21()所1以偏2心距增大系数： =1+1400e0/h0h其中： e0=Mmax385.32=0.084m；h0=r+rs=0.75+0.65=1.40m；h=2r=1.50m； Nmax4608.57 1=0.2+2.7le0=0.362； 2=1.15-0.01p=0.937 h

3、0h =1+132? ()2? 0.362? 0.937=2.838 1400? 0.084/1.401.5计算截面实际偏心距 e0 e0= MmaxNmax=2.838? 385.32=0.237m 4608.57根据公预规求轴向力偏心距 e0'Bfcd+D gfsde0=r 'Afcd+C fsd其中： r=0.75m，=0.00586，并设 g=0.9，则e0=13.8B+0.00586? 0.9? 280D13.8B+1.4767D? 0.75=? 0.7513.8A+0.00586? 280C13.8A+1.6408C按公预规提供的附录 C 表 C.0.2 “圆形截面

4、钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数 ”表，查得各系数 A 、B、C、D 。以下采用试算法列表计算由表 3-16 可见，取 =0.79时为计算值。表 3-16 e0 试算表截面承载力复核'Nu=Ar2fcd+C r2fsd=2.0926? 7502? 13.8+1.5938? 0.00586? 7502? 280 =17714.81(kN)>Nj=4608.57(kN)'Mu=Br3fcd+D gr3fsd=0.5982? 7503? 13.8+1.1496? 0.00586? 0.9? 7503? 280=4198.84(kN? m)>Mj=385.32(k

5、N ? m)满足要求。根据弯矩分布，桩基的钢筋骨架宜至桩底，如考虑分段配筋，在 z=6.43m 截面处为界：M=192.54(kN ? m)1? ?N=1.2? 4034.36+8.8? 1.04+16.4? 5.39-? 4.87? (20? 1.04+15.7? 5.39)? +1.4? 493.962? ?=5341.79(kN? m)按均质材料验算该截面应力：A=4? 1.52=1.767(m2)截面弹性抵抗矩： W= d332=0.331(m3)5341.79192.54? 3.604±=? (MPa)1.7670.331? 2.441截面未出现拉应力，且小于 fcd=13

6、.8(MPa)，可在此处 z=6.43m 截面切除一半主钢筋。裂缝宽度验算根据公预规第6.4.5条，圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，当按作用短期效应组合计算的截面受拉区最外边缘钢筋应力ss24MPa时，可不必验算裂缝宽度。式中：Ns 按作用（或荷载）短期效应组合计算的轴向力（ N）； ? ? - 2Ns se0 ss=? 59.422(2.80-1.0)-1.65? ? 3 rfcu,kr? ? ? ? （ 3-10）截面配筋率， =As/( ；r2) s使用阶段的偏心距增大系数， s=1+lp1h0式中 h 以 2r 代替， ()2 1，21400e0/h0h以(r+rs)代替；当 l0/(

7、2r) 时14，可取 s=1.；0 e0 轴向力 Ns 的偏心距；fcu,k 边长为 150mm 的混凝土立方体抗压强度标准值，设计时取混凝土抗压强度等级。其中 r=750；fcu,k=25MPa；由于 l0/(2r)=21.3>14 s=2.；838=0.00586。 求在作用短期效应组合下桩身最大弯矩：根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60 2004）第 4.1.6 条，恒载分项系数取1.0，汽车荷载及制动力作用的分项系数取0.7，风荷载分项系数取0.75；当除汽车荷载（含汽车冲击力）外尚有一种可变作用参与组合时，其组合系数取 0.8，当除汽车荷载（含汽车冲击力）外尚有两种可变作用

8、参与组合时，其组合系数取0.7。P0=(N1+N2)+0.7N6=(2493.54+292.14)+0.7? 493.96=3131.45kN Q0=0.7? 0.7H+0.75W1=0.7? 0.7? 65.60+0.75? 2.05=33.68kNM0=0.7? N6? 0.25+0.70.7? H? 1.3+0.75? W1? (8.07-7.52)-W2? (7.52-3.76) =0.7? 493.96? 0.25+0.7? (0.7? 65.60? 1.3+0.75? 2.05? 0.55+0.75? 7.18? 3.76) =143.00kN? m计算方法同前所示，可求得在作用短

9、期效应组合下桩身最大弯矩Ms由 Q0=0 得：CQ= M0Q0=0.3419? 143.00=1.451733.68由 CQ=1.4517 及 h=0.4，查基础工程（人民交通出版社，第四版）附表13，得： -zMmax=0.861 -zMmax=-0.861=2.52m 0.3419由 zMmax=0.861 及 h=0.4，查附表 13 得： kM=1.384。Mmax=KMM0=1.384 ? 143.00=197.91(kN? m)故在作用短期效应组合下桩身最大弯矩 Ms=197.91(kN)，最大弯矩位于天然地面线以下 z=2.52m 处，此位置所对应的Ns 为：1Ns=（N1+N2+N3+N4+F-uqkz)+0.7 ? N62=(2493.54+292.14+73.20+246.22+282.3-123.21)+0.7? 493.96=3609.96kNe0=