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1、圆截面混凝土支护桩配筋的新算法12李乾南,熊宗海(1.武汉科技大学中南分校,武汉430200;2.中国地质大学,武汉430074)摘要:在沿整个圆周均匀配筋与局部均匀配筋相结合的条件下,提出一种钢筋混凝土支护桩配筋的新实用方法,构建了一个函数数表,同时提出修正值公式。通地四个实例的计算表明,新方法可节省钢筋14%～31%,而仍保留仅沿整个圆周均匀配筋的优点。关键词:钢筋混凝土,支护柱,配筋中图分类号:TU473文献标识码:B文章编号:100423152(2011)0420078204sinπαsfyAsrsn(2)π1引言1-1rfy1+r/rsαs=cos[-+
2、1.25(1+)πrs0.0033Es1+rs/r目前,混凝土支护桩的圆截面抗弯有两种配筋(1-cosπα)](3)方式,一是沿整个周边均匀配置纵向钢筋,二是在截式中:αs为圆截面受拉钢筋屈服区面积的圆心角与面受拉区和受压区周边局部均匀配置纵向钢筋或集2π的比值;α为圆截面受压区面积的圆心角与2π的中纵向钢筋,其受弯承载力计算《,建筑基坑支护技比值;αt=1.25-2α,α>0.625时,取αt=0;r为圆[1]术规程》(JGJ120-99)作了明确规定。全圆周均截面半径,rs为纵向钢筋所在圆周半径;n为钢筋受[2～4]匀配筋的优缺点是:①形成刚劲钢筋笼,施工时拉
3、屈服区内所增钢筋的倍数,一般n=1或2,其余需保证纵向钢筋直立,牢固不变位;②同一桩体,诸[6]字符意义详见规范。截面弯矩变向时,容易照顾,方便考虑;③无需另外为避免利用上述(1)、(2)和(3)式进行配筋计算设置纵向构造筋(一般约占纵向受力筋的15%～时求解超越方程的麻烦,引入两个无量纲参数β、m,25%),可由纵向受力筋承担;④由于每根钢筋与中构建了一个函数αs(α)、β(α)和m(α)的数表,同时提和轴的距离不等,距中和轴越近的钢筋,抗弯矩作用供一对计算α、αs修正值的公式,以快速计算出所求越小,不经济。而局部周边配筋的优缺点,恰恰与之数值。实例计算表明,新
4、方法可节省钢筋14%～相反,虽可节省钢筋,但施工与构造要求高,须复杂31%,而仍保留仅沿整个圆周均匀配筋的优点。的设计。作者试图将此两种配筋结合在一起,即在截面整个周边除均匀配筋外,还在钢筋受拉屈服弧2全α域的无量纲参数αs(α)、β(α)和段内增加局部均匀钢筋,所增钢筋量为此段内原均匀配筋量的1～2倍,以达到扬长避短,互补完善的m(α)的函数表目的。fyAsfyAs理论上,可将《混凝土结构设计规范》(GB50010引入无量纲参数,即β==、m=α1fcAfcmA[5]-2002)中的(7.3.8-1)、(7.3.8-2)两式,除令NMMr[6]=,考虑一般=1.
5、16以及热轧钢筋=0,Nηei=M(弯矩设计值)外,再各增加一项,亦即:α1fcArfcmArrssin2πα[7]α1fcAα(1-)+(α-αt)fyAs-nαsfyAs=0性质,上述(1)、(2)和(3)式,可改写为: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作者简介:李乾南,男,教授级高工。©1994-2
6、013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第4期李乾南等:圆截面混凝土支护桩配筋的新算法79Ψ(α,αs)=2.080cosπα+cosπαs-0.9193(6)根据(4)、(5)和(6)式,可作出无量纲函数αs3α、αs的修正值公式(α)、β(α)和m(α)的函数表1,供设计使用。表1αs(α)、β(α)和m(α)函数表当已知参数值与表1中数值不相符时,可先按n=1n=2表1作线性插值,而后按以下公式(7)、(8),对α、αs序号αα
7、sβ=fyAs/m=M/β=fyAs/m=M/进行修正,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
