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：11-uqkz4.87 20 2.53 =123.21kN22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1Nj2( N1 N2 N3 N4 一严4 N6=1.2 (2493.54 292.14 73.20 246.22 282.3-123.21) 1.4 493.96= 4608.57kN 纵向钢筋面积桩内竖向钢筋按含筋率 0.2

2、%配置： 2 2As 二一1.60.2% = 40.21cm4桩柱采用C25混凝土，主筋选用HRB335级钢筋24 25, As =117.82cm? =0.586%其中:maxmax385.324608.57=0.084m馆=r rs =0.75 0.65 =1.40m ；h = 2r = 1.50m ； 计算偏心距增大系数因为长细比：丄l03285.40 17.5iI / A . 0.2485/1.771 |所以偏心距增大系数：丽页中2121 =0.22.7h0 =0.362 ；2 =1.10.01- =0.937=1-（翌）2 0.362 0.937 =2.8381400X0.084/1

3、.401.5计算截面实际偏心距QmaxN max2.838 385.324608.57=0.237 m根据公预规求轴向力偏心距 ebf DgfsdAGC "sd其中：r = 0.75m，? =0.00586，并设 g =0.9，贝U13.8B0.00586 0.9 280D13.8B1.4767D色0.750.7513.8A +0.00586 X280C13.8A + 1.6408C按公预规提供的附录C表“圆形截面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ABCD(

4、e。)e°(eJ/Q0.802.12340.58981.63811.12120.2290.2370.9660.792.09260.59821.59381.14960.2370.2371.0000.782.06170.60611.54821.17870.2440.2371.030截面承载力复核Nu "r2fcd Cr2fsd2 2=2.0926 75013.8 1.5938 0.00586 750280= 17714.81(kN) 叫=4608.57( kN)3c 3'Mu 二 Br fcd D ; gr fsd= 0.5982 7503 13.8 1.1496 0.

5、00586 0.9 7503 280=4198.84( kN m) M j =385.32( kN 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二6.43m截面处为界:M =192.54( kN m)- 1 1N =1.24034.36 8.8 1.04 16.4 5.39-勺 4.87 (20 1.04 15.7 5.39)1.4 493.96= 5341.79(kN m)按均质材料验算该截面应力：A二一1.52 = 1.767( m2)45341.791.767192.54-0.3313604(MPa)2.441截面弹性抵抗矩：3=0)32截面未出现拉应力，且小

6、于fcd =13.8(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 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；ss乞24MPa时，可不必验算裂缝宽度。(3-10):Ns g14匚 ss= 59.422(2.80 _1.0)-1.65，二 r fcu,kr式中：Ns 按作用(或荷载)短期效应组合计算的轴向力(N);一一截面配筋率，卜=代/(二r2)；1ls 使用阶段的偏心距增大系数，s =1-(丄)22，式中h以2r代替,1400e°/h0 h以(r rs)代替；当l°/(2r)空14时，可取s

7、 =1.0 ；eo 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参与组合时，其组合系

8、数取0.7。F0 =(N1N2) 0.7N6 =(2493.54 292.14) 0.7 493.96 =3131.45kNQ0=0.70.7H0.75W=0.7 0.765.600.75 2.05 =33.68kNM0 =0.7 N6 0.25 0.70.7 H 1.3 0.75；W (8.07 7.52) W2 (7.52 3.76)卜 =0.7493.96 0.250.7 (0.765.601.3 0.75 2.05 0.550.75 7.18 3.76)=143.00kN m计算方法同前所示，可求得在作用短期效应组合下桩身最大弯矩Ms由 Qo =0 得:二乜少419 143.叭1.45

9、17Q033.68由Cq=1.4517及亍=：0.4，查基础工程(人民交通出版社，第四版)附表 13,得:Z M max= 0.861zM max0.8610.3419=2.52m由 ZMmax =0.861 及 h=0.4，查附表 13 得：kM 日.384。M max 二 Km M。二 1.384； 143.00 二 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( N. N2Ns N4 卡二四 0.7 N6=(2493.54292.14 73.20246.22 282.3 -123