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1、桩基础抗震能力保护构件计算书1 一、设计资料 1、计算依据 根据公路桥梁抗震设计细则JTG/T B02-01-2008 第6.8.5条，对桥墩桩基进行能力保护设计验算。 2、计算参数 地基土的比例系数m =40000kN/m4 3、桥墩数据 柱的高度7.4m 柱的直径1.2m 柱混凝土强度等级C30 柱主筋种类HRB335 柱主筋直径25mm 柱底主筋根数30根 柱主筋净保护层厚度0.0475m 桩长L=22m 桩基直径d =1.4m 桩基混凝土强度等级C30 桩基主筋种类HRB335 桩基主筋直径32mm 桩基主筋净保护层厚度0.09m 4、E2地震作用下柱底受力 柱底轴力P =5076.9
2、kN 柱底剪力 VC0 =1331.6kN 二、桩顶设计弯矩计算 根据公路桥梁抗震设计细则JTG/T B02-01-2008第6.8.5条，桩顶设计弯矩采用墩柱底可能出现塑性铰处的弯 矩承载力（考虑超强系数1.2）。其值根据墩柱底截面按实际配筋，采用材料强度标准值和轴压力计算出的正截面 抗弯承载力对应的弯矩值。下面计算该弯矩： 轴向力 Nd =5076.9kN A =0.9784 B =0.5783 C =-0.5268 D =1.9013 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)附录C有 已知墩柱的配筋，故配筋率 =0.013 XXX桥桩柱式桥墩桩基础抗震能力保
3、护构件计算 假定= 0.437 ，则 计算：张三 复核：李四 日期：2010.5.10 2 s A r = 0 cksk cksk BfD gf er AfCf + = + sheji公司 桩基础抗震能力保护构件计算书 2 fck =20.1MPa fsk =335MPa g = rs/r =0.900 所以 e0=0.927m 对应的弯矩值为4122.88kN.m 此弯矩时实际的轴向力偏心矩 e0= Md/Nd =0.812m 构件的计算长度： l0 = 2l =14.8m 惯性半径i = =0.3m 长细比 l0/I =49.3317.5 应考虑偏心矩增大系数 偏心矩增大系数 = 式中：截
4、面有效高度 h0 = r+rs =0.600 + 0.540=1.140 m 截面高度h = 2r =1.2m 1 = 0.2+2.7e0/h0 =2.1231.0 荷载偏心率对截面曲率的影响系数1 =1.000 2 = 1.15-0.01l0/h =1.0271.0 构件长细比对截面曲率的影响系数2 =1.000 =1.153 e0 =0.936m 假定的e0与实际e0的差值|(e0-e0)/e0100%|=0.9%2.5 m 桩在土中的变形系数 = 桩采用C30混凝土，则 5 11 1 IE mb r A I 2 0 12 00 1 1() 1400/ l ehh + 33 dcksk M
5、Br fD gr f=+= sheji公司 桩基础抗震能力保护构件计算书3 取h4.0，故Kh0 从而有 X0 = 0 = 由公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)附表P.0.8查得 = =1.625 3) 桩身弯矩 X0 = =0.0164m 0 = =-0.00655 A3、B3、C3、D3由公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)附表P.0.8查得，计算见下表 yh=y (m)(m) #000.000000.000001.000000.00000 #0.2210.1-0.00017-0.000011.000000.10000 #0.4410.2-0.0013
6、3-0.000130.999990.20000 #0.6620.3-0.00450-0.000670.999940.30000 #0.8830.4-0.01067-0.002130.999740.39998 #1.1040.5-0.02083-0.005210.999220.49991 #1.3240.6-0.03600-0.010800.998060.59974 #1.5450.7-0.05716-0.020010.995800.69935 #1.7660.8-0.08532-0.034120.991810.79854 #1.9860.9-0.12144-0.054660.985240.89
7、705 #2.2071-0.16652-0.083290.975010.99445 #2.4281.1-0.22152-0.121920.959751.09016 #2.6491.2-0.28737-0.172600.937831.18342 #2.8691.3-0.36496-0.237600.907271.27320 #3.0901.4-0.45515-0.319330.865731.35821 #3.3111.5-0.55870-0.420390.815041.43680 #3.5311.6-0.67629-0.543480.738591.50695 #3.7521.7-0.80848-
8、0.691440.646371.56621 桩桩 身身 弯弯 矩矩 My 计计 算算 My (kNm) 4947.5 5238.9 5516.7 5769.4 4793.2 6332.5 6220.7 6065.6 5871.3 My = A3B3C3D3 6298.0 6381.4 6414.4 6397.9 5988.0 6166.0 5641.9 5404.8 5098.0 =2.441 =1.751 2 000 03333 23 () MH EI x ABCD EIEI + EI M EI H 2 0 3 0 625. 1441. 2 + ) 751. 1625. 1 ( 0 2 0
9、EI M EI H + 3443 3443 11 2 0 3443 3443 11 3 1 BABA CBCB IE l BABA DBDB IE + ) 1 ( 3443 3443 11 0 3443 3443 11 2 BABA CACA IE l BABA DADA IE + 3443 3443 BABA DBDB 3443 3443 BABA CBCB 3443 3443 BABA DADA 3443 3443 BABA CACA sheji公司 桩基础抗震能力保护构件计算书4 #3.9731.8-0.95564-0.867150.529971.61162 #4.1941.9-1.11
10、796-1.073570.385031.63969 #4.4142-1.29535-1.313610.206761.64628 #4.8562.2-1.69334-1.90567-0.270871.57538 #5.2972.4-2.14117-2.66329-0.948851.35201 #5.7392.6-2.62126-3.59987-1.877340.91679 #6.1802.8-3.10341-4.71748-3.107910.19729 #6.6223-3.54058-5.99979-4.68788-0.89126 #7.7253.5-3.91921-9.54367-10.340
11、40-5.85402 #8.8294-1.61428-11.73066-17.91860-15.07550 Md =6414.4kNm 垂直力： Nd =5144.9kN 2、截面配筋验算 轴向力的偏心矩： e0 = Md/Nd =1.247m 构件的计算长度： l0 = 0.74/ =6.180m 惯性半径i = =0.35m 长细比 l0/I =17.6617.5 应考虑偏心矩增大系数 偏心矩增大系数 = 式中：截面有效高度 h0 = r+rs =0.700 + 0.594=1.294 m 截面高度h = 2r =1.4m 1 = 0.2+2.7e0/h0 =2.8011.0 荷载偏心率对
12、截面曲率的影响系数1 =1.000 2 = 1.15-0.01l0/h =1.1061.0 构件长细比对截面曲率的影响系数2 =1.000 =1.014 e0 =1.265m 由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)附录C有 fcd =13.8MPa fsd =280MPa g = rs/r =0.849 A =1.0029 B =0.5855 C =-0.4782 y = 1.766 处，弯矩最大 2495.7 1905.5 1386.8 952.5 4473.3 4143.3 3807.7 3138.0 266.8 129.2 配筋率 = 假定= 0.445 ，则 I A 2 0 12 00 1 1() 1400/ l ehh + DgrCe AeBr f f sd cd 0 0 sheji公司 桩基础抗震能力保护构件计算书5 D =1.9192 =0.02425 Ar 2f cd+Cr 2f sd = 5190.1kN Nd = 5144.9 kN 假定值的差值(Ar 2f cd+Cr 2f sd -Nd)/(Ar 2f cd+Cr 2f sd) = 0.9%As 32 钢筋 主筋取用 47 根 选用直径 d = 32 mm的 HRB335 钢筋 sheji公司