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抗滑桩计算

5.3.2.3A型抗滑桩设计计算
图5-1 A型桩尺寸示意图
1、判别抗滑桩的类型
当βh2≤1.0时,抗滑桩属刚性桩;
当βh2>1.0时,抗滑桩属弹性桩。

其中:h2为锚固段长度;
β为桩的变形系数,以m-1计,可按下式计算:
4
1
4
k
⎪⎪




=
EI
B
p
β
式中:k——地基系数(kN/m3)。

Bp——桩的正面计算宽度(m),Bp=b+1
E——桩的弹性模量(kPa);
I——桩截面惯性矩(m4):I=ba3÷12
抗滑桩的截面尺寸为1.2×1.5,长得计算宽度为Bp=1.2+1=2.2m。

桩的截面惯性矩I=ba3÷12=1.2×1.53÷12=0.3375(m4)
桩的变形系数0.0881
3375
.0
10
8.2
4
2.2
10
1.044
1
7
5
=
⎪⎪









=
β
0.1
0.324
0.0881
4
2
<
=

=
hβ,故按刚性桩计算。

2、外力计算
(1)每根桩上承受的滑坡推力:
E T=E n×S=330.76×4=1203.04kN
(2)桩前抗力计算:
由于抗滑桩设置在滑坡前缘处,桩前没有土体处于悬臂状态,所以桩前不考虑抗力。

3、受荷段内力计算(见表5-7)
假定滑坡推力和桩前抗力都是三角形分布:
m kN h E q b T
/601.525.01
==
∆ m kN h E q b R
/05.01
'==
∆ 剪力:22
1'75.192)(y y h q b q b Q y =∆-∆=
弯矩:325.063
y y
Q M y
y == 滑面处的剪力Q 0=1522.60kN ,滑面处弯矩M 0=2283.59kN·m
表5-7 桩身受荷段内力表
4、锚固段内力计算
(1)确定转动中心的位置y 0:采用k 法,有: []
202000h 2h 3)
23(h ++=
h h y
计算得: y 0=2.3810(m),距桩顶6.8810(m ) (2)桩的转角 :[]
202h -2y K 2H
h B p =
ϕ
代入相关参数:)(250200.0rad =ϕ
(3)桩各点侧应力:φσ∆-+=))((02y y my A y
250200.0)381.2(101043⨯-⨯=y y σ
)(y -2.381260.2080=y σ
(4)桩身各点剪力:
202
0)(K 2
1K 21y y B y B H Q p p y -∆+∆-
=φφ 最大剪力位置:
0Q =dy
d y ,则y=2.3810,距桩顶6.8810,即转动中
心处剪力最大。

(5)桩身各点弯矩:
300200)(K 6
1
)3(K 61)(y y B y y y B y h H M p p y -∆+-∆-+=φφ
最大弯矩位置:令:0=dy
dM y ,则y=6.6871m
(6)计算结果
最大弯矩=2319.7844(kN.m ),距离桩顶6.6871(m ); 最大剪力=1478.7988(kN ),距离桩顶6.8810(m ); 最大位移=5.9573(mm )。

5.3.2.4 A 型抗滑桩的结构设计
1、抗滑桩纵向钢筋配置
矩形抗滑桩纵向受拉钢筋配置数量应根据弯矩图分段确定,其截面积按如下公式计算:
01h f M
K A y s s γ=
或y
c s f bh f K A ξα0
11=
2211s
s αγ-+=
2
101bh f M
K c s αγα=
s
αξ211--=
式中:A S ——纵向受拉钢筋截面面积(mm 2); M ——抗滑桩弯矩设计值(N·mm);
f y ——受拉钢筋抗拉强度设计值(N/mm 2); f c ——砼轴心抗压强度设计值(N/mm 2);
a 1——矩形应力图的强度与受压区混凝土最大应力fc 的比值; h 0——抗滑桩截面有效高度(mm); h 0=a-a 0(砼保护层厚度)
b ——抗滑桩截面宽度(mm);
K 1——抗滑桩受弯强度设计安全系数,取1.2。

2、抗滑桩箍筋配置
矩形抗滑桩应进行斜截面抗剪强度验算,以确定箍筋的配置,可按如下公式计算:
0025.17.0h s
A f bh f V sv
yv
t cs += 且要求满足条件:0225.0bh f V K c c β≤ 式中:V ——抗滑桩设计剪力设计值(N);
V CS ——抗滑桩斜截面上砼和箍筋受剪承载力设计值(N); f t ——砼轴心抗拉强度设计值(N/mm 2); f c ——砼轴心抗压强度设计值(N/mm 2); f yv ——箍筋抗拉强度设计值(N/mm 2); h 0——抗滑桩截面有效高度(mm); b ——抗滑桩截面宽度(mm);
A SV ——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积(mm),
A SV =nA SV1;
S ——抗滑桩箍筋间距(mm);
K 2——抗滑桩斜截面受剪强度设计安全系数,取1.3。

βc ——混凝土强度影响系数,当混凝土强度等级不超过C50时,取βc
=1.0;当混凝土强度等级为C80时,取βc =0.8,其间按线性内插法取用。

3、配筋结果
根据桩身所受的内力,桩的配筋按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)进行计算。

为了节省钢筋用量,减少工程费用,根据桩身各段的内力不同,本次配筋设计采用分段配筋的方法。

以下是取桩身最大弯矩和最大剪力进行配筋计算工程。

其他段得配筋的计算过程相同。

为了施工的方便,两种桩型采用相同的材料。

其材料的基本参数如下: 抗滑桩采用C25混凝土,抗压强度设计值:fc=11.9 N/mm2,α1=1.0 C25混凝土的抗拉强度设计:f t =1.27 N/mm2; HRB335受力筋强度设计值:f y =300 N/mm2; HRB335箍筋强度设计值:f yv =210 N/mm2; 抗滑桩配筋计算: (1)截面尺寸:
B=1200mm ,h=1500mm ,保护层厚度为100mm ; 桩截面有效果高度:h0=h-100=1400mm ; (2)受力筋计算
受力钢筋合力点至截面受拉边缘的距离
0995.01400
12009.111102319.784412.12
6
20101=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==bh f M K c s αγα 桩截面相对受压区高度:
55.0051.00995.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ 满足要求 受拉区纵向钢筋的截面面积:
20118396.64300
05
1.0140012009.111
2.1mm f bh f K A y c s =⨯⨯⨯⨯⨯==
ξα 纵向受拉钢筋(HPB335)实配选用16φ25和4φ18,。

实际钢筋面积为8868mm 2
滑坡体后缘侧钢筋(HPB335)选用8φ25 两侧构造筋(HPB335)选用8φ16
(3)箍筋计算
0025.17.0h s A f bh f V sv
yv
t cs +=
20.4140021025.11400
120027.17.010479125.17.0600=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯=-≥h f bh f V s nA yv t sv
采用四肢箍,即n=4,
0.1≥s A sv
直径取16mm ,即:2
1.201mm A sv =
mm S 1.201≤ ,取间距S=200mm 。

且:603
2105140012009.11125.025.01047912.1⨯=⨯⨯⨯⨯=≤⨯⨯=bh f V K c c β 满足要求。

为了固定桩的形态和结构的稳定,在桩侧设置加强筋采用φ14@2000。

A 型抗滑桩桩身配筋见表5-10:
表5-10 A 型抗滑桩受力筋配筋表
注:ξ≤0.566,不会发生超筋破坏。

且在配筋时,设计的纵向受力钢筋面积大于最少配筋的要求,故也不会发生少筋破坏。

建筑工程预算表
预算表二单位:元
临时工程预算表
预算表四单位:元
独立费用概算表
预算表五单位:元。

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