桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算

① 桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算

由上可知，最大弯矩发生在天然地面线以下 2.53z m =处，该处385.32j M kN m =⋅。 天然地面线以下2.53m 段范围内的桩侧摩阻力：

11

4.8720 2.53123.2122

k uq z kN =⨯⨯⨯= 计算轴向力j N 时，根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）第4.1.6条，恒载分项系数取1.2，汽车荷载及制动力作用的分项系数取1.4，则

12346

11.2) 1.42

1.2(2493.5429

2.147

3.20246.22282.3123.21) 1.4493.96 4608.57j k N N N N N F uq z N kN

=⨯++++-+⨯=⨯++++-+⨯=（ ①纵向钢筋面积

桩内竖向钢筋按含筋率0.2%配置：

221.60.2%40.214

s A cm π

=

⨯⨯=

桩柱采用C25混凝土，主筋选用HRB335级钢筋22425 117.82 0.586%s A cm φρ==， ②计算偏心距增大系数η 因为长细比：

03285.4017.5/0.2485/1.77

p l l i I A

=

=

=>

所以偏心距增大系数：212001

1()1400/p l e h h

ηζζ=+

其中：max 0max 385.32

0.0844608.57

M e m N =

==；00.750.65 1.40s h r r m =+=+=；2 1.50h r m ==； 0

100.2 2.7

0.362e h ζ=+=；2 1.150.010.937p l h

ζ=-= 2132

=1()0.3620.937 2.83814000.084/1.40 1.5

η+

⨯⨯⨯=⨯

③计算截面实际偏心距0e η

max

0max

2.838385.32

0.2374608.57

M e m N ηη⨯=

=

=

④根据《公预规》求轴向力偏心距0e

'

0'

cd sd

cd sd

Bf D gf e r Af C f ρρ+=+ 其中：0.75r m =，0.00586ρ=，并设0.9g =，则

013.80.005860.928013.8 1.47670.750.7513.80.0058628013.8 1.6408B D B D

e A C A C

+⨯⨯+=

⨯=⨯+⨯+

按《公预规》提供的附录C 表C.0.2“圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数”表，查得各系数A 、B 、C 、D 。以下采用试算法列表计算

由表3-16可见，取=0.79ξ时为计算值。

表3-16 0e 试算表

ξ A B C D 0()e 0e

00()/e e 0.80

2.1234 0.5898 1.6381 1.1212 0.229 0.237 0.966 0.79 2.0926 0.5982 1.5938 1.1496 0.237 0.237 1.000 0.78 2.0617 0.6061 1.5482 1.1787 0.244

0.237

1.030

⑤截面承载力复核

22'

22 2.092675013.8 1.59380.00586750280 17714.81()4608.57()

u cd sd

j N Ar f C r f kN N kN ρ=+=⨯⨯+⨯⨯⨯=>= 33'

330.598275013.8 1.14960.005860.97502804198.84()385.32()

u cd sd

j M Br f D gr f kN m M kN m ρ=+=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⋅>=⋅ 满足要求。

根据弯矩分布，桩基的钢筋骨架宜至桩底，如考虑分段配筋，在 6.43z m =截面处为界：

192.54()M kN m =⋅

11.24034.368.8 1.0416.4 5.39 4.87(20 1.0415.7 5.39) 1.4493.96

2 5341.79()

N kN m ⎡⎤

=⨯+⨯+⨯-⨯⨯⨯+⨯+⨯⎢⎥⎣⎦

=⋅

按均质材料验算该截面应力：221.5 1.767()4

A m π

=

⨯=

截面弹性抵抗矩：3

30.331()32

d W m π=

=

3.604

5341.79192.54()2.441

1.7670.331MPa σ⎧=

±=⎨⎩

截面未出现拉应力，且小于13.8()cd f MPa =，可在此处 6.43z m =截面切除一半主钢筋。

⑥裂缝宽度验算

根据《公预规》第6.4.5条，圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，当按作用短期效应组合计算的截面受拉区最外边缘钢筋应力24ss MPa σ≤时，可不必验算裂缝宽度。

20

32,=59.42(2.80 1.0) 1.65s s ss cu k N e r f r ησρπ-⎡⎤--⋅⎢⎥⎢⎥⎣⎦

（3-10）

式中：

s N ——按作用（或荷载）短期效应组合计算的轴向力（N ）；

ρ——截面配筋率，2/()s A r ρπ=； s η——使用阶段的偏心距增大系数，212001

1()1400/p s l e h h

ηζζ=+

，

式中h 以2r 代替，0h 以()s r r +代替；当0/(2)14l r ≤时，可取 1.0s η=；

0e ——轴向力s N 的偏心距；

,cu k f ——边长为150mm 的混凝土立方体抗压强度标准值，设计时取混凝土抗压强度等

级。

其中750r =；,25cu k f MPa =；由于0/(2)21.314l r => 2.838s η=；0.00586ρ=。 求在作用短期效应组合下桩身最大弯矩：

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）第4.1.6条，恒载分项系数取1.0，汽车荷载及制动力作用的分项系数取0.7，风荷载分项系数取0.75；当除汽车荷载（含汽车冲击力）外尚有一种可变作用参与组合时，其组合系数取0.8，当除汽车荷载（含汽车冲击力）外尚有两种可变作用参与组合时，其组合系数取0.7。

0126()0.7(2493.54292.14)0.7493.963131.45P N N N kN =++=++⨯= 010.70.70.750.70.765.600.75 2.0533.68Q H W kN =⨯+=⨯⨯+⨯=

[]{}06120.70.250.70.7 1.30.75(8.077.52)(7.52 3.76) 0.7493.960.250.7(0.765.60 1.30.75 2.050.550.757.18 3.76) 143.00M N H W W kN m

=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯--⨯-=⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=⋅ 计算方法同前所示，可求得在作用短期效应组合下桩身最大弯矩s M 由00Q =得：

0.3419143.00

1.4517

33.68Q M C Q α⨯=

=

=