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z=2.53m处，该处

Mj=385.32kN⋅m。天然地面线以下2.53m段范围内的桩侧摩阻力：

11uqkz=⨯4.87⨯20⨯2.53=123.21kN 22

计算轴向力Nj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

1Nj=1.2⨯（N1+N2+N3+N4+F-uqkz)+1.4⨯N62

=1.2⨯(2493.54+292.14+73.20+246.22+282.3-123.21)+1.4⨯493.96 =4608.57kN

①纵向钢筋面积

桩内竖向钢筋按含筋率0.2%配置：

As=π4⨯1.62⨯0.2%=40.21cm2

桩柱采用C25混凝土，主筋选用HRB335级钢筋24φ25， As=117.82cm2

ρ=0.586% ②计算偏心距增大系数η

因为长细比：lp

i===85.40>17.5 lp21()ζ1ζ2 所以偏心距增大系数：η=1+1400e0/h0h

其中：e0=Mmax385.32==0.084m；h0=r+rs=0.75+0.65=1.40m；h=2r=1.50m；Nmax4608.57

ζ1=0.2+2.7le0=0.362；ζ2=1.15-0.01p=0.937 h0h

η=1+132⨯()2⨯0.362⨯0.937=2.838 1400⨯0.084/1.401.5

③计算截面实际偏心距ηe0

ηe0=ηMmaxNmax=2.838⨯385.32=0.237m 4608.57

④根据《公预规》求轴向力偏心距e0

'Bfcd+Dρgfsde0=r 'Afcd+Cρfsd

其中：r=0.75m，ρ=0.00586，并设g=0.9，则

e0=

13.8B+0.00586⨯0.9⨯280D13.8B+1.4767D

⨯0.75=⨯0.75

13.8A+0.00586⨯280C13.8A+1.6408C

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ξ=0.79时为计算值。

表3-16 e0试算表

⑤截面承载力复核

'

Nu=Ar2fcd+Cρr2fsd

=2.0926⨯7502⨯13.8+1.5938⨯0.00586⨯7502⨯280 =17714.81(kN)>Nj=4608.57(kN) '

Mu=Br3fcd+Dρgr3fsd

=0.5982⨯7503⨯13.8+1.1496⨯0.00586⨯0.9⨯7503⨯280

=4198.84(kN⋅m)>Mj=385.32(kN⋅m)

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z=6.43m截面处为界：

M=192.54(kN⋅m)

1⎡⎤

N=1.2⨯⎢4034.36+8.8⨯1.04+16.4⨯5.39-⨯4.87⨯(20⨯1.04+15.7⨯5.39)⎥+1.4⨯493.96 2⎣⎦

=5341.79(kN⋅m)

按均质材料验算该截面应力：A=

π

4

⨯1.52=1.767(m2)

截面弹性抵抗矩：W=

πd3

32

σ=

=0.331(m3)

5341.79192.54⎧3.604

±=⎨(MPa)

1.7670.331⎩

2.441

截面未出现拉应力，且小于fcd=13.8(MPa)，可在此处z=6.43m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σss≤24MPa时，可不必验算裂缝宽度。

式中：

Ns——按作用（或荷载）短期效应组合计算的轴向力（N）；⎡⎤-

2Nsηse0σss=⎢59.422(2.80-1.0)-1.65⎥⋅ρ3 πrfcu,kr⎢⎥⎣⎦（3-10）

ρ——截面配筋率，ρ=As/(πr2)；

ηs——使用阶段的偏心距增大系数，ηs=1+lp1h0式中h以2r代替，()2ζ1ζ2，1400e0/h0h

以(r+rs)代替；当l0/(2r)≤14时，可取ηs=1.0；

e0——轴向力Ns的偏心距；

fcu,k——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r=750；fcu,k=25MPa；由于l0/(2r)=21.3>14ηs=2.838；ρ=0.00586。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。

P0=(N1+N2)+0.7N6=(2493.54+292.14)+0.7⨯493.96=3131.45kN

Q0=0.7⨯0.7H+0.75W1=0.7⨯0.7⨯65.60+0.75⨯2.05=33.68kN

M0=0.7⨯N6⨯0.25+0.7{0.7⨯H⨯1.3+0.75⨯[W1⨯(8.07-7.52)-W2⨯(7.52-3.76)]}

=0.7⨯493.96⨯0.25+0.7⨯(0.7⨯65.60⨯1.3+0.75⨯2.05⨯0.55+0.75⨯7.18⨯3.76)

=143.00kN⋅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Ms

由Q0=0得：

CQ=αM0Q0=0.3419⨯143.00=1.451733.68

由CQ=1.4517及h=0.4，查《基础工程》（人民交通出版社，第四版）附表13，得： -

zMmax=0.861 -

zMmax=

--0.861=2.52m 0.3419由zMmax=0.861及h=0.4，查附表13得：kM=1.384。