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1、圓截面混凝土支護樁配筋的新算法12李乾南,熊宗海(1.武漢科技大學(xué)中南分校,武漢430200;2.中國地質(zhì)大學(xué),武漢430074)摘要:在沿整個圓周均勻配筋與局部均勻配筋相結(jié)合的條件下,提出一種鋼筋混凝土支護樁配筋的新實用方法,構(gòu)建了一個函數(shù)數(shù)表,同時提出修正值公式。通地四個實例的計算表明,新方法可節(jié)省鋼筋14%～31%,而仍保留僅沿整個圓周均勻配筋的優(yōu)點。關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土,支護柱,配筋中圖分類號:TU473文獻標(biāo)識碼:B文章編號:100423152(2011)0420078204sinπαsfyAsrsn(2)π1引言1-1rfy1+r/rsαs=cos[-+
2、1.25(1+)πrs0.0033Es1+rs/r目前,混凝土支護樁的圓截面抗彎有兩種配筋(1-cosπα)](3)方式,一是沿整個周邊均勻配置縱向鋼筋,二是在截式中:αs為圓截面受拉鋼筋屈服區(qū)面積的圓心角與面受拉區(qū)和受壓區(qū)周邊局部均勻配置縱向鋼筋或集2π的比值;α為圓截面受壓區(qū)面積的圓心角與2π的中縱向鋼筋,其受彎承載力計算《,建筑基坑支護技比值;αt=1.25-2α,α>0.625時,取αt=0;r為圓[1]術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)作了明確規(guī)定。全圓周均截面半徑,rs為縱向鋼筋所在圓周半徑;n為鋼筋受[2～4]勻配筋的優(yōu)缺點是:①形成剛勁鋼筋籠,施工時拉
3、屈服區(qū)內(nèi)所增鋼筋的倍數(shù),一般n=1或2,其余需保證縱向鋼筋直立,牢固不變位;②同一樁體,諸[6]字符意義詳見規(guī)范。截面彎矩變向時,容易照顧,方便考慮;③無需另外為避免利用上述(1)、(2)和(3)式進行配筋計算設(shè)置縱向構(gòu)造筋(一般約占縱向受力筋的15%～時求解超越方程的麻煩,引入兩個無量綱參數(shù)β、m,25%),可由縱向受力筋承擔(dān);④由于每根鋼筋與中構(gòu)建了一個函數(shù)αs(α)、β(α)和m(α)的數(shù)表,同時提和軸的距離不等,距中和軸越近的鋼筋,抗彎矩作用供一對計算α、αs修正值的公式,以快速計算出所求越小,不經(jīng)濟。而局部周邊配筋的優(yōu)缺點,恰恰與之?dāng)?shù)值。實例計算表明,新
4、方法可節(jié)省鋼筋14%～相反,雖可節(jié)省鋼筋,但施工與構(gòu)造要求高,須復(fù)雜31%,而仍保留僅沿整個圓周均勻配筋的優(yōu)點。的設(shè)計。作者試圖將此兩種配筋結(jié)合在一起,即在截面整個周邊除均勻配筋外,還在鋼筋受拉屈服弧2全α域的無量綱參數(shù)αs(α)、β(α)和段內(nèi)增加局部均勻鋼筋,所增鋼筋量為此段內(nèi)原均勻配筋量的1～2倍,以達到揚長避短,互補完善的m(α)的函數(shù)表目的。fyAsfyAs理論上,可將《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010引入無量綱參數(shù),即β==、m=α1fcAfcmA[5]-2002)中的(7.3.8-1)、(7.3.8-2)兩式,除令NMMr[6]=,考慮一般=1.
5、16以及熱軋鋼筋=0,Nηei=M(彎矩設(shè)計值)外,再各增加一項,亦即:α1fcArfcmArrssin2πα[7]α1fcAα(1-)+(α-αt)fyAs-nαsfyAs=0性質(zhì),上述(1)、(2)和(3)式,可改寫為:2παsin2παΦ(α,αs)=α--β(1.25-3α+nαs)(4)(1)2π3πα32αsinsinπα+sinπαtm=0.2122sinπα+0.2744β[sinπα+M=1fcAr+fyAsrs+3ππsinπ(1.25-2α)+nsinπαs](5)收稿日期:2010210211作者簡介:李乾南,男,教授級高工。?1994-2
6、013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第4期李乾南等:圓截面混凝土支護樁配筋的新算法79Ψ(α,αs)=2.080cosπα+cosπαs-0.9193(6)根據(jù)(4)、(5)和(6)式,可作出無量綱函數(shù)αs3α、αs的修正值公式(α)、β(α)和m(α)的函數(shù)表1,供設(shè)計使用。表1αs(α)、β(α)和m(α)函數(shù)表當(dāng)已知參數(shù)值與表1中數(shù)值不相符時,可先按n=1n=2表1作線性插值,而后按以下公式(7)、(8),對α、αs序號αα
7、sβ=fyAs/m=M/β=fyAs/m=M/進行修正,即fcmAfcmArfcmAfcmArΦ(αi,αsi)πsinπαsi-Ψ(αi,αsi)nβhi+1=π[(1-cos2παi+3β)sinπαsi+2.080nβsinπαi10.19290.79030.030030.052360.019480.05101(7a)20.20290.77120.035880.061700.023210.05990ki+1=30.21290.75250.042560.072150.027430.06977Ψ(αi,αsi)(1-cos2παi+3β)+Φ(αi,αsi)2.
8、080πs
