圆形截面配筋及抗裂计算(灌注桩)
参考《水工混凝土结构设计规范》SL191-2008第6.3.7节;《混凝土结构设计规范》GB50010-2010附录E.0.4;
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012附录B.0.1;《港口工程灌注桩设计与施工规程》JTJ248-2001附录B;
《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018第5.3.8条和附录F
基本参数(适用圆形截面、沿周边均匀配筋)
序号 参数 单位 数据 备注
1 承载力安全系数= 表3.2.4 输入..
2 混凝土强度等级= 输入..
3 纵向钢筋类型= 输入..
4 箍筋类型= 输入..
5 桩截面直径= mm 输入..
6 混凝土保护层厚度c= mm 输入..
7 轴力设计值N= kN 压为正,拉为负 输入..
8 弯矩设计值M= kN·m 输入..
9 剪力设计值V= kN 抗剪计算 输入..
10 ①实配纵向钢筋直径= mm 输入..
11 ①实配纵向钢筋根数= Φ25@100 输入..
12 ②实配箍筋直径= mm 输入..
13 ②实配箍筋间距= mm Φ18@100 输入..
14 构件部位= 输入..
15 构件计算长度= mm 影响弯矩增大系数 输入..
1.灌注桩正截面配筋计算
序号 项目 符号 单位 计算结果 备 注
1 承载力安全系数 K 1.1 表3.2.4
2 砼轴心抗压强度设计值 fc N/mm2 16.7 表4.1.5
3 砼轴心抗拉强度设计值 ft N/mm2 1.57 表4.1.5
4 砼立方体抗压标准值 fcu,k N/mm2 35 C35
5 钢筋抗拉强度 fy N/mm2 300 Ⅱ级钢筋(带肋)
6 钢筋弹性模量 Es N/mm2 200000 Ⅱ级钢筋(带肋)
7 钢筋屈服时应变 εy 0.0015
8 圆形截面半径 r mm 600 r=D/2
9 圆形截面面积 A mm2 1130973.36
10 混凝土保护层厚度 c mm 70
11 纵向钢筋所在圆周的半径 rs mm 514 rs=r-c-d/2
12 钢筋合力点至边缘距离 a mm 86 c+d/2(d采用实际配筋)
13 轴向压力设计值 N kN 200 输入轴力设计值
14 弯矩设计值 M kN·m 2850 输入弯矩设计值
15 轴向压力对截面重心的偏心距 e0 mm 14250 e0=M/N
16 受压区面积圆心角与2π的比值 α 0.29 试算
17 受拉纵筋面积与全部纵筋比值 αt 0.67 αt=max(1.25-2α,0)
18 αfcA(1-sin2πα/2πα)
+(α-αt)fyAs
左右
相等
kN 220
19 KN kN 220 满足
20 2/3fcArsin3πα/π
+fyAsrs(sinπα+sinπαt)/π
左右
相等
kN·m 2868.22 注:纯弯情形不会出现As为负;
但偏心受压可能会出现As为负
21 KNηe0 kN·m 2868.22 满足
22 左边As 左右
相等
mm2 20699.1 代入试算
23 右边As mm2 20699.06 代入试算
24 偏心距 e0 mm 14250
25 截面有效高度 h0 mm 1114 h0=r+rs
26 构件计算长度 l0 mm 12840 表5.2.2-2
27 截面高度 h mm 1200 h=2r
28 截面应变影响系数 ζ1 1 ζ1>1时,取1
29 构件长细比影响系数 ζ2 1 长细比<15时,取1.0
30 偏心距增大系数 η 1.01 长细比≤8时,取1.0
31 计算纵向钢筋截面面积 As mm2 20699.1 全部纵向钢筋
32 计算配筋率 ρ % 1.83 ρ=As/A
33 实配纵向钢筋直径 d mm 32 实配间距72mm
34 实配纵向钢筋根数 n 45 不小于6根,间距范围60-300mm
35 实配纵向钢筋面积 As' mm2 36191.15 Φ32@71
36 实际配筋率 ρ' % 3.2 ρ' ≥ max{1.83%,0.41%}
37 规范要求配筋率范围 ρmin % 0.2~0.65 2000mm~300mm
38 最小配筋率 ρmin % 0.41 [只作参考]
39 判别条件 满足 ≥max{1.83%,0.41%}
2.灌注桩斜截面抗剪计算(配螺旋箍筋)
序号 项目 符号 单位 计算结果 备 注
1 承载力安全系数 K 1.1
2 砼轴心抗拉强度设计值 ft N/mm2 1.57
3 箍筋抗拉强度设计值 fyv N/mm2 270
4 实配箍筋直径 d mm 8
5 实配箍筋间距 s mm 200 Φ8@200
6 截面宽度 b mm 1056 b=1.76r
7 截面有效高度 h0 mm 960 h0=1.6r
8 Vc=0.7ftbh0 kN 1114.12
9 Vsv=1.25fyvAsv/s·h0 kN 651.44
10 0.07N kN 14 N>0.3fcA时,取N=0.3fcA
11 剪力设计值 V kN 0.00 输入剪力设计值
12 KV kN 0.00
13 截面验算:KV≤Vc+0.07N 满足 不配箍筋
14 截面验算:KV≤Vc+Vsv+0.07N 满足 仅配箍筋
15 结论: 满足受剪要求 6.5.4
3.灌注桩最大裂缝宽度计算(港口工程灌注桩设计与施工规程 JTJ248-2001)
序号 项目 符号 单位 计算结果 备 注
1 构件受力状态 自动判断 大偏心受压 只选取几种产生受拉区的状态
2 构件受力特征系数 α1 0.9
3 钢筋表面形状影响系数 α2 1 带肋钢筋
4 荷载影响系数 α3 1.5 永久荷载
5 钢筋弹性模量 Es N/mm2 200000 Ⅱ级钢筋(带肋)
6 砼弹性模量 Ec N/mm2 31500 表4.1.7
7 实配纵向钢筋直径 ds mm 32 Φ32@71
8 实配纵向钢筋面积 As mm2 36191.15
9 纵向钢筋配筋率 ρ 0.03 当ρ<0.6%,取0.6%
10 截面半径 r mm 600
11 构件初始偏心距 e0 mm 14250
12 轴力设计值 N kN 200 设计值
13 弯矩设计值 M kN·m 2850 设计值
14 钢筋弹性模量/砼弹性模量 αE 6.35 αE=Es/Ec
15 纵筋中心所在圆半径 rs mm 514
16 桩身受拉区边缘纵筋应力 σsl Mpa 275.15 自动判断类型
17 最大裂缝宽度 Wmax mm 0.19
18 允许裂缝宽度 [Wmax] mm 0.2 表4.4.6
19 结论: 满足
20 轴心受拉 σsl Mpa 5.53 分开计算,综合判断
(不用粘入计算书)
21 受弯 σsl Mpa 0.28
22 φ rad 1.34
23 小偏心受拉 σsl Mpa 311.94
24 大偏心受拉 σsl Mpa 12.15
25 φ rad 1.32
26 大偏心受压 σsl Mpa 275.15
27 φ rad 1.35