CN108595854A - 一种钢筋混凝土固定墩的钢筋笼计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢筋混凝土固定墩的钢筋笼计算方法,固定墩是由两平行设置的固定节、钢筋网及与所述钢筋网连接的洞口的笼式加强筋通过在基板上浇灌混凝土成型的钢筋混凝土整体连接件,笼式加强筋是由在固定墩墩体内环绕所述固定节并沿所述连接管轴向平行均布设置的多个环形筋和环绕所述环形筋沿连接管轴向固接在环形筋上的多根纵筋构成;钢筋笼计算方法步骤为:1)确定环形筋的筋环直径;2)计算出克服轴向应力需要的纵筋的截面积和根数;3)计算出克服法向应力需要的环形筋的截面积和环形凸缘两侧的环形筋总个数。本发明的优点:科学选料,节省资材,实现笼式加强筋的合理结构配置,并保证固定墩整体强度,满足供热管道的牢固与稳定。
Description
技术领域
本发明涉及直埋供热管道用固定墩技术领域,尤其涉及一种钢筋混凝土固定墩的钢筋笼计算方法。
背景技术
直埋供热管道在敷设中,为保持结构牢靠、定位稳固、不变形,相隔一定距离就要设置固定墩。如图1-2所示,传统钢筋混凝土固定墩是由两平行设置的固定节3、钢筋网2及与所述钢筋网连接的洞口的加强筋通过在基板5上浇灌混凝土1成型的钢筋混凝土整体连接件,所述固定节3为外侧带有环形凸缘32且两端伸出横穿固定墩前后端面的洞口的连接管31,连接管31作为管道连接件其两端与敷设的供热管道焊接连接。钢筋网2内衬于接近墩体外表面的内部。所述固定墩可约束供热管道变形,保持供热管道结构牢固。连接管穿过固定墩,对固定墩来说就形成了洞口,在实际应用中固定墩要承受供热管道很大的作用力,供热管道因变形而产生的应力通过固定节扩散到固定墩,因此固定节穿越混凝土形成的洞口部位如处理不好,很可能开裂、造成固定墩损毁,工程上已有多起固定墩裂损事故发生。按照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》,采用环绕固定节连接管的井字形加强筋4,包括横筋41a横筋和纵筋42a,设置两片,分别位于所述固定墩内沿连接管固连在洞口对应的固定墩前后两端面的钢筋网上。但这种加强筋结构对于管道固定节产生的冲切力的防范作用不大,防范固定墩平面开裂的效果也不明显,仍不能有效防止固定墩损毁事故发生。
如图3-图4所示,本申请人的专利ZL201420427065.X“一种直埋供热管道固定墩洞口用笼式加强筋”解决了上述技术问题。所述笼式加强筋是由在固定墩墩体内环绕所述固定节3并沿所述连接管31轴向平行均布设置的多个环形筋41和环绕所述环形筋沿连接管轴向固接在环形筋上的多根纵筋42构成。
通过克服轴向应力的纵筋42和克服法向应力的环形筋41,该笼式加强筋有效防范固定节产生的冲切力造成的开裂及平面开裂,达到提高固定墩整体强度防止其损毁的效果。
但在应用初期阶段,配置笼式加强筋的结构时,包括环形筋41,纵筋42的直径及数量确定,完全凭经验确定,如:对于直径DN600的供热管道,为充分保证强度,笼式加强筋选择纵筋直径20mm,16根;环筋直径12mm,5个。由于选材未经科学计算,出现选料直径过粗,分布密集浪费资材,同样,也会出现选料直径过细,分布稀疏结构强度不够的弊端。因而探求一种科学的计算方法实现准确计算,科学选料,结构合理,节省资材的效果,成为本申请人努力追求解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述问题,提供一种钢筋混凝土固定墩的钢筋笼计算方法,达到准确计算,科学选料,结构合理,节省资材的效果,实现笼式加强筋的合理结构配置,并能保证固定墩整体强度,满足供热管道的牢固与稳定的需要。
本发明的设计思想是,将房屋建筑中针对圆柱体轴心受压构件的力学计算公式应用到对钢筋混凝土固定墩的笼式加强筋的配置计算中,其中,笼式加强筋的纵筋,环形筋分别对应于圆柱体的纵筋和箍筋,固定节承受的管道推力等效于圆柱体的承载力。此外,结合笼式加强筋的结构特点,进行了公式变换。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种钢筋混凝土固定墩的钢筋笼计算方法,所述固定墩是由两平行设置的固定节、钢筋网及与所述钢筋网连接的洞口的笼式加强筋通过在基板上浇灌混凝土成型的钢筋混凝土整体连接件,所述固定节为外侧带有环形凸缘且两端伸出横穿固定墩前后端面的洞口的连接管,所述钢筋网内衬于接近固定墩墩体外表面的内部,所述笼式加强筋是由在固定墩墩体内环绕所述固定节并沿所述连接管轴向平行均布设置的多个环形筋和环绕所述环形筋沿连接管轴向固接在环形筋上的多根纵筋构成;其特征在于包括如下步骤:
1)确定环形筋的筋环直径
根据连接管直径d0、环形凸缘高度h1、及环形凸缘外侧纵筋占空高度h2计算环形筋环径d1,d1=d0+2h1+2h2;
2)计算出克服轴向应力需要的纵筋的截面积和根数
将建筑业圆柱体轴心受压构件的结构力学计算公式应用到对钢筋混凝土固定墩的笼式加强筋的结构配置计算,其中,笼式加强筋的纵筋,环形筋分别对应于圆柱体的纵筋和箍筋,圆柱体承载力等同为固定节承受的管道推力;
(2.1)按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010式6.2.5,计算出克服轴向应力需要的纵筋的总截面积;
式中:
N—固定节承受管道的推力,KN;
—钢筋混凝土的稳定系数;根据上述《混凝土结构设计规范》的表6.2.15,选取1;
fc—混凝土轴心抗压去强度设计值,N/mm2;根据混凝土标号从《混凝土结构设计规范》的表的表4.1.4-1中查得;
A—混凝土面积,mm2;选取0;
fy’—纵筋受压强度设计值,N/mm2;根据钢筋型号由上述《混凝土结构设计规范》的表4.2.3-1查得;
As’—纵筋总截面积,mm2;
将A=0代入式6.2.5即可得出
As’≥N/(0.9fy’);由此,可计算出As’;
(2.2)根据《混凝土结构设计规范》对轴心受压构件的构造要求,按照以下原则,确定纵筋的根数和截面积,选择对应标准直径规格的纵筋,并保证,最终纵筋总截面积大于等于所述计算出的As’;
(2.2.1)纵筋直径d2≥12mm;
(2.2.2)纵筋的净间距为50~300mm;
(2.2.3)纵筋根数n1≥8根,沿环形筋均匀分布;
3)计算出克服法向应力需要的环形筋的截面积和环形凸缘两侧的环形筋总个数;
(3.1)按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010式6.2.3-2,计算出克服法向应力需要的环形凸缘一侧环形筋的总截面积:
N≤0.5ftημmh0+0.8fyvAsvu;
根据内设并列连接管31的钢筋混凝土固定墩中环形凸缘挤压混凝土的应力作用面是一个环形截面,且所述并列连接管的相邻侧环形截面叠加,受力互相削弱,所述式6.2.3-2转换为:
N≤0.25ηft h0(μm-πd0)+0.8fyvAsvu;进而转换为:
Asvu≥【N-0.25ηft(μm-πd0)h0】/(0.8fyv);
式中:
N—管道推力,N;
d0—连接管暨管道直径,mm;
ft—混凝土轴心抗拉去强度设计值,N/mm2;根据选用的混凝土型号,由《混凝土结构设计规范》查得;
μm———应力扩散中间截面的周长,mm;
h0———有效高度,取环形凸缘到混凝土端面钢筋网的距离,mm;
fyv———环筋受拉强度设计值,N/mm2;根据钢筋型号由《混凝土结构设计规范》查得;
Asvu———固定节环形凸缘一侧环形筋总截面积,mm2;
式中η是由下列两个公式计算,取较小值;
η1=1;
η2=0.5+5h0/(μm-πd0);
至此,计算出Asvu;
(3.2)参照《混凝土结构设计规范》对箍筋的要求及所述固定墩的结构特点,按以下原则,确定设置在环形凸缘一侧的环形筋个数n2,及对应标准直径规格的直径d3,并保证最终环形筋总截面积大于等于所计算出的Asvu:
当Asvu>0:
(3.2.1)环形筋直径d3≥纵筋直径d2/4,且环形筋直径d3≥8mm;
(3.2.2)环形筋间距100mm;
当Asvu≤0:
表示不需要计算配筋,但仍按照构造要求配置环形筋;
(3.3)确定设置在环形凸缘两侧的环形筋总个数;n=2n2。
本发明的有益效果是:科学地将将房屋建筑中针对圆柱体轴心受压构件的力学计算公式应用到对钢筋混凝土固定墩的笼式加强筋的配置计算中,按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010的设计原理,将笼式加强筋的纵筋,环形筋分别对应于圆柱体的纵筋和箍筋,固定节承受的管道推力等效于圆柱体的承载力,进而结合笼式加强筋的结构特点,进行了公式变换,准确合理确定出了纵筋的截面积和根数,环形筋的截面积和环形筋个数。与现有凭经验估算选材的做法相比达到准确计算,科学选料,结构合理,节省资材的效果,实现笼式加强筋的合理结构配置,并能保证固定墩整体强度,满足供热管道的牢固与稳定的需要。
附图说明
图1是现有钢筋混凝土固定墩整体结构示意图;
图2是图1的侧视图;
图3是本发明提供的钢筋混凝土固定墩的结构示意图;
图4是图3的侧视图;
图5是本发明的固定节受力分析示意图;
图6是从图5的A向看的固定节应力作用范围示意图。
图中:1混凝土,2钢筋网,3固定节,31连接管,32环形凸缘,4a井字形加强筋,41a横筋,42a纵筋,4笼式加强筋,41环形筋,42纵筋,5基板,6挤压应力,7应力扩散面,8应力扩散端面,9应力扩散中间截面,10固定节应力作用端面。
以下结合附图和实施例对本发明详细说明。
具体实施方式
图3-4示出一种直埋供热管道固定墩洞口用笼式加强筋,所述固定墩是由两平行设置的固定节3、钢筋网2及与所述钢筋网2连接的洞口的笼式加强筋4通过在基板5上浇灌混凝土成型的钢筋混凝土整体连接件,所述固定节3为外侧带有环形凸缘32且两端伸出横穿固定墩前后端面的洞口的连接管31,所述钢筋网2内衬于接近固定墩墩体外表面的内部,所述笼式加强筋4是由在固定墩墩体内环绕所述固定节3并沿所述连接管31轴向平行均布设置的多个环形筋41和环绕所述环形筋沿连接管轴向固接在环形筋上的多根纵筋42构成的。实际施工中,笼式加强筋4是通过其多根纵筋42两端与分别对应的固定墩前后端面的钢筋网2固接固定在所述固定节3外侧。
本发明提供出上述钢筋混凝土固定墩的钢筋笼计算方法,其特征在于包括如下步骤:
1)确定环形筋的筋环直径;
根据连接管31的直径d0、环形凸缘32的高度h1、及环形凸缘外侧纵筋42的占空高度h2计算环形筋41的环径d1,d1=d0+2h1+2h2
2)计算出克服轴向应力需要的纵筋的截面积和根数,
将建筑业圆柱体轴心受压构件的结构力学计算公式应用到对钢筋混凝土固定墩的笼式加强筋的结构配置计算,其中,笼式加强筋的纵筋,环形筋分别对应于圆柱体的纵筋和箍筋,圆柱体承载力等同为固定节承受的管道推力;
(2.1)按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010式6.2.5,计算出克服轴向应力需要的纵筋42的总截面积;
式中:
N—固定节承受的管道推力,KN;
φ—钢筋混凝土的稳定系数;根据上述《混凝土结构设计规范》的表6.2.15,选取1;
fc—混凝土轴心抗压去强度设计值,N/mm2;根据混凝土标号从《混凝土结构设计规范》表4.1.4-1中查得;
A—混凝土面积,mm2;由于笼式加强筋内没有混凝土,故选取0;
fy’—纵筋42受压强度设计值,N/mm2;根据钢筋型号由上述《混凝土结构设计规范》的表4.2.3-1查得;
As’—纵筋总截面积,mm2;
将A=0代入即可得出
As’≥N/(0.9fy’);由此,可计算出As’;
(2.2)根据《混凝土结构设计规范》对轴心受压构件的构造要求,按照以下原则,确定纵筋42的根数和截面积,选择对应标准直径规格的纵筋,并保证,最终纵筋总截面积大于等于所计算出的As’:
(2.2.1)纵筋直径d2≥12mm;
(2.2.2)纵筋的净间距为50~300mm;
(2.2.3)纵筋根数n1≥8根,沿环形筋均匀分布;
3)计算出克服法向应力需要的环形筋的截面积和环形凸缘32两侧的环形筋总个数;
(3.1)按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010式6.2.3-2,计算出克服法向应力需要的环形凸缘32一侧环形筋41的总截面积:
N≤0.5ftημmh0+0.8fyvAsvu;
此公式中的前项力是由混凝土承担,后项力是由钢筋承担。
式6.2.3-2的力N是作用在实心面,而上述钢筋混凝土固定墩承受的力N是由环形凸缘挤压混凝土产生的,作用面是一个环形截面。对固定墩来说,就是一个混凝土空心。采用常规的式6.2.3-2,要减去空心的混凝土影响。
对计算应力扩散中间截面9的法向应力来说,环形混凝土分担的力N等于外环周长μm混凝土截面分担的N大-内环周长πd0混凝土截面分担的N小。
列为计算式为:N=N大-N小=0.5ftημmh0-0.5ftηd0h0=0.5ηft h0(μm-d0)
此外,如图6所示,固定墩含有供回水两根并列连接管31,两根连接管各自存在扩散面,且连接管相邻侧的环形面是叠加的,且可能每个环形面都可能扩进另一个管道的空心混凝土,这部分计算认为混凝土不起作用,不计入计算。只考虑外侧的一半混凝土起作用是安全的。
因此,上述应力扩散中间截面9的法向应力计算式进一步转化为:
N=0.5ηft h0(μm-πd0)/2=0.25ηft h0(μm-πd0)
按照常规公式的应用应完善为:
N≤0.25ηft h0(μm-πd0)+0.8fyvAsvu;
进而转换为:
Asvu≥【N-0.25ηft(μm-πd0)h0】/(0.8fyv);
式中:
N—固定节承受的管道推力,KN;
d0—连接管暨管道直径,mm;
ft—混凝土轴心抗拉去强度设计值,N/mm2;根据选用的混凝土型号,由《混凝土结构设计规范》查得;
μm———应力扩散中间截面的周长,mm;
h0———有效高度,取环形凸缘到混凝土端面钢筋网的距离,mm;
fyv———环筋受拉强度设计值,N/mm2;根据钢筋型号由《混凝土结构设计规范》查得;
Asvu———固定节环形凸缘32一侧环形筋41的总截面积,mm2;
式中η是由下列两个公式计算,取较小值;
η1=1;
η2=0.5+5h0/(μm-πd0);
至此,计算出Asvu;
(3.2)参照《混凝土结构设计规范》对箍筋的要求及所述固定墩的结构特点,按以下原则,确定设置在环形凸缘32一侧的环形筋41的个数n2及对应标准直径规格的直径d3,并保证最终环形筋总截面积大于等于所计算出的Asvu:
当Asvu>0:
(3.2.1)环形筋直径d3≥纵筋直径d2/4,且环形筋直径d3≥8mm;
(3.2.2)环形筋间距100mm;
当Asvu≤0:
表示不需要计算配筋,但仍按照构造要求配置环形筋;
(3.3)确定设置在环形凸缘两侧的环形筋总个数;n=2n2
下面以一个具体工程实施例来阐述本发明的应用。
天津地区直埋的热力管道,埋深1.5米;管道采用DN600规格管道,因此,连接管31的直径d0=630mm;在某个钢筋混凝土固定墩位置存在500KN的推力;固定墩由标号C30混凝土及HRB400钢筋制作;参见图3-6,固定墩厚度d=1米,宽w=3米,高h=3米;固定节的环形凸缘32的高度h1=100mm,厚度20mm,环形凸缘外侧纵筋42的占空高度h2=25mm。固定节应力作用端面10的直径=880mm;应力扩散面7的角度为45°,位于固定墩表面的应力扩散端面8的直径=1880mm;应力扩散中间截面的直径=(880+1880)/2=1380mm。
图6中,应力扩散中间截面9,阴影区为应力叠加区域,相互削弱,不考虑,只考虑中线外侧环内混凝土起作用。
钢筋混凝土固定墩配置钢筋笼的计算方法如下:
1).确定环形筋的环径;
根据连接管31的直径d0、环形凸缘32的高度h1、及环形凸缘外侧纵筋42的占空高度h2计算环形筋41的环径d1,d1=d0+2h1+2h2=630+200+50=880mm。
2).计算出克服轴向应力需要的纵筋的截面积和根数
本发明,将建筑业圆柱体轴心受压构件的力学计算公式应用到对钢筋混凝土固定墩的笼式加强筋的结构配置计算,其中,笼式加强筋的纵筋,环形筋分别对应于圆柱体的纵筋和箍筋,圆柱体承载力计等同为固定节承受的管道推力;
(2.1)按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010式6.2.5,计算出克服轴向应力需要的纵筋42的总截面积;
N:固定节承受的管道推力,为由常规热力计算得到的已知值;
N=500KN=5*105N;
根据上述《混凝土结构设计规范》的表6.2.15,对于上述固定墩,选取钢筋混凝土的稳定系数为1;
fc:根据混凝土标号C30,从《混凝土结构设计规范》的表4.1.4-1中查得混凝土轴心抗压强度设计值;fc=14.3N/mm2;
A:上述固定墩钢筋笼内无混凝土,选取混凝土面积为0;
fy’:根据钢筋型号HRB400,由上述《混凝土结构设计规范》表4.2.3-1查得环形筋受压强度设计值=360N/mm2;
将A=0代入即可得出
As’≥N/(0.9fy’)=5*105/(0.9*360)=1543mm2
由此,计算出As’;
(2.2)根据《混凝土结构设计规范》对轴心受压构件的构造要求,按照以下原则,确定纵筋42的根数和截面积,选择对应标准直径规格的纵筋42,并保证,最终纵筋总截面积大于等于所述计算出的As’:
(2.2.1)纵筋直径d2≥12mm;
(2.2.2)纵筋的净间距为50~300mm;
(2.2.3)纵筋根数n1≥8根,沿环形筋均匀分布;
按构造要求至少钢筋数:3.14*880/300(间距300)=9.2>8根,取12根
钢筋直径最小12mm;
则12根φ12钢筋面积:12*113.1=1357<1543mm2
不满足计算配筋要求;
取12根φ14钢筋:As’=12*153.9=1846.8>1543mm2
满足计算配筋要求可行。
即纵筋为12根φ14钢筋,沿环筋均布。
3)计算出克服法向应力需要的环形筋的截面积和环形凸缘两侧的环形筋总个数;
(3.1)按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010式6.2.3-2,计算出克服法向应力需要的环形凸缘一侧环形筋的截面面积:
Asvu≥【N-0.25ηft(μm-πd0)h0】/(0.8fyv);
式中:
管道推力N=500KN;
d0—连接管暨管道直径,mm;
混凝土轴心抗拉去强度设计值Ft,根据选用的混凝土型号C30,由《混凝土结构设计规范》查得Ft=1.43N/mm2;
应力扩散中间截面9的直径=(880+1880)/2=1380mm;
与该位置对应的空心圆柱体直径d0=880mm;
应力扩散中间截面9的周长μm=3.14*1380=4333.2mm;
与该位置对应的空心圆柱体周长πd0为3.14*880=2763.2mm;
有效高度h0=500-25=475mm;
此处,h0是环形凸缘32至端面钢筋网片2的距离,环形凸缘至端面混凝土表面距离是500mm,混凝土表面距离钢筋网片25mm;
环筋受拉强度设计值Fyv,根据钢筋型号HRB400由《混凝土结构设计规范》查得Fyv=360N/mm2;
η1=1;
η2==0.5+5h0/(μm-πd0)=0.5+5*475/(4333.2-2763.2)=0.5+3.0=3.5>η1=1;
取η=1;
固定节环形凸缘一侧环形筋总截面积:
Asvu≥【N-0.25ηft(μm-πd0)h0】/(0.8fyv)=【5*105-0.25*1*1.43(4333.2-2763.2)475】/(0.8*360)=810mm2;
(3.2)参照《混凝土结构设计规范》对箍筋的要求及所述固定墩的结构特点,按以下原则,确定设置在环形凸缘32一侧的环形筋41个数n2,及对应标准直径规格的直径d3,并保证最终环形筋总截面积大于等于所计算出的Asvu:
Asvu=810mm2,>0:
(3.2.1)环形筋直径d3≥纵筋直径d2/4,且环形筋直径d3≥8mm;
(3.2.2)环形筋间距100mm;
纵筋直径d2/4=14/4<8,取环筋直径8mm,间距100mm,沿固定墩厚度布置一半。需采用5根直径8mm的钢筋。查得相应规格钢筋面积:
Asvu=5*50.3=251.5<810mm2;
小于计算需要的凸缘一侧环形筋总截面积,选5根直径16mm的钢筋,Asvu=5*201.1=1005.5>810mm2;
最终确定环形筋按直径16mm,间距100mm布置。
如果上述环形筋总截面积计算结果是Asvu<0,表示不需要计算配筋,但仍按直径8mm,间距100mm配置环筋。
(2.3)确定设置在环形凸缘两侧的环形筋总个数;n=2n1=2*5=10根。
通过本实施例可以看出,与现有做法中凭经验确定笼式加强筋的规格及配置,结果相差较大,原来在相同管道及固定墩条件下,选择纵筋直径20mm,16根;环形筋直径12mm,5个。而采用本发明提供的计算方法后,选择纵筋直径14mm,12根,环形筋直径16mm,10个。纵筋选材明显节约资材,而环形筋选材则直径过小,数量偏少,造成强度不够,直接影响使用寿命。采用本发明提供的方法,可实现科学选料,结构合理,节省资材的效果,实现笼式加强筋的合理结构配置,并能保证固定墩整体强度,满足供热管道的牢固与稳定的需要。
以上所述,仅是本发明的优选实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (1)
1.一种钢筋混凝土固定墩的钢筋笼计算方法,所述固定墩是由两平行设置的固定节、钢筋网及与所述钢筋网连接的洞口的笼式加强筋通过在基板上浇灌混凝土成型的钢筋混凝土整体连接件,所述固定节为外侧带有环形凸缘且两端伸出横穿固定墩前后端面的洞口的连接管,所述钢筋网内衬于接近固定墩墩体外表面的内部,所述笼式加强筋是由在固定墩墩体内环绕所述固定节并沿所述连接管轴向平行均布设置的多个环形筋和环绕所述环形筋沿连接管轴向固接在环形筋上的多根纵筋构成;其特征在于包括如下步骤:
1)确定环形筋的筋环直径
根据连接管直径d0、环形凸缘高度h1、及环形凸缘外侧纵筋占空高度h2计算环形筋环径d1,d1=d0+2h1+2h2;
2)计算出克服轴向应力需要的纵筋的截面积和根数
将建筑业圆柱体轴心受压构件的结构力学计算公式应用到对钢筋混凝土固定墩的笼式加强筋的结构配置计算,其中,笼式加强筋的纵筋,环形筋分别对应于圆柱体的纵筋和箍筋,圆柱体承载力等同为固定节承受的管道推力;
(2.1)按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010式6.2.5,计算出克服轴向应力需要的纵筋的总截面积;
式中:
N—固定节承受管道的推力,KN;
—钢筋混凝土的稳定系数;根据上述《混凝土结构设计规范》的表6.2.15,选取1;
fc—混凝土轴心抗压去强度设计值,N/mm2;根据混凝土标号从《混凝土结构设计规范》的表的表4.1.4-1中查得;
A—混凝土面积,mm2;选取0;
fy’—纵筋受压强度设计值,N/mm2;根据钢筋型号由上述《混凝土结构设计规范》的表4.2.3-1查得;
As’—纵筋总截面积,mm2;
将A=0代入式6.2.5即可得出
As’≥N/(0.9fy’);由此,可计算出As’;
(2.2)根据《混凝土结构设计规范》对轴心受压构件的构造要求,按照以下原则,确定纵筋的根数和截面积,选择对应标准直径规格的纵筋,并保证,最终纵筋总截面积大于等于所述计算出的As’;
(2.2.1)纵筋直径d2≥12mm;
(2.2.2)纵筋的净间距为50~300mm;
(2.2.3)纵筋根数n1≥8根,沿环形筋均匀分布;
3)计算出克服法向应力需要的环形筋的截面积和环形凸缘两侧的环形筋总个数;
(3.1)按照《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010式6.2.3-2,计算出克服法向应力需要的环形凸缘一侧环形筋的总截面积:
N≤0.5ftημmh0+0.8fyvAsvu;
根据内设并列连接管31的钢筋混凝土固定墩中环形凸缘挤压混凝土的应力作用面是一个环形截面,且所述并列连接管的相邻侧环形截面叠加,受力互相削弱,所述式6.2.3-2转换为:
N≤0.25ηft h0(μm-πd0)+0.8fyvAsvu;进而转换为:
Asvu≥【N-0.25ηft(μm-πd0)h0】/(0.8fyv);
式中:
N—管道推力,N;
d0—连接管暨管道直径,mm;
ft—混凝土轴心抗拉去强度设计值,N/mm2;根据选用的混凝土型号,由《混凝土结构设计规范》查得;
μm———应力扩散中间截面的周长,mm;
h0———有效高度,取环形凸缘到混凝土端面钢筋网的距离,mm;
fyv———环筋受拉强度设计值,N/mm2;根据钢筋型号由《混凝土结构设计规范》查得;
Asvu———固定节环形凸缘一侧环形筋总截面积,mm2;
式中η是由下列两个公式计算,取较小值;
η1=1;
η2=0.5+5h0/(μm-πd0);
至此,计算出Asvu;
(3.2)参照《混凝土结构设计规范》对箍筋的要求及所述固定墩的结构特点,按以下原则,确定设置在环形凸缘一侧的环形筋个数n2,及对应标准直径规格的直径d3,并保证最终环形筋总截面积大于等于所计算出的Asvu:
当Asvu>0:
(3.2.1)环形筋直径d3≥纵筋直径d2/4,且环形筋直径d3≥8mm;
(3.2.2)环形筋间距100mm;
当Asvu≤0:
表示不需要计算配筋,但仍按照构造要求配置环形筋;
(3.3)确定设置在环形凸缘两侧的环形筋总个数;n=2n2。
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