潘峻峰 張懿

摘 要：文章對(duì)現(xiàn)行《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中圓形截面偏心受拉構(gòu)件配筋公式進(jìn)行了分析和探討，提出了采用“修正簡(jiǎn)化配筋公式”計(jì)算偏拉構(gòu)件的配筋，本公式可以直接用于掏挖基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)的配筋設(shè)計(jì)計(jì)算，也可用于快速校核基礎(chǔ)配筋，還可作為精確配筋計(jì)算搜索迭代的初始值。

關(guān)鍵詞：偏心受拉構(gòu)件；原型基本公式；簡(jiǎn)化公式；修正簡(jiǎn)化公式

在送電線路工程掏挖基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)配筋會(huì)遇到圓形截面偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算，現(xiàn)行《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（以下簡(jiǎn)稱“線路規(guī)定”）中規(guī)定當(dāng)偏心距e0≤rs/2時(shí)，可以使用簡(jiǎn)化公式計(jì)算配筋，當(dāng)偏心距e0>rs/2時(shí)，需要按混凝土規(guī)范“原型基本公式”計(jì)算配筋，原型基本公式為一組超越方程，配筋計(jì)算相當(dāng)繁瑣，“線路規(guī)定”中采用的方法是使用圖表查系數(shù)法，這個(gè)圖表是76年版混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)中采用的圖表，雖然圖表查系數(shù)方法計(jì)算誤差大，但當(dāng)時(shí)的條件決定了圖表法較實(shí)用。在電腦普及的今天這種方法顯然過(guò)時(shí)，且新混凝土規(guī)范2011版已經(jīng)實(shí)施，采用新混凝土規(guī)范進(jìn)行配筋計(jì)算是必然的，所以按新混凝土規(guī)范研究“修正簡(jiǎn)化公式”計(jì)算偏拉構(gòu)件是非常必要的，修正簡(jiǎn)化公式在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中也很實(shí)用，其計(jì)算速度和計(jì)算結(jié)果精度均優(yōu)于圖表查系數(shù)方法。

1 原型基本公式和簡(jiǎn)化公式

1.1 原型基本公式

解超越方程可先假定一個(gè)初始值α，初始值可按下述近似公式求得：

As=1.1N（1+1.25e0/rs）/fy；α=1.25fyAs/（0.47fcA+3fyAs）；e0=M/N；

將初始值α及其余已知參數(shù)代入（1）式得到As1，再將初始值α和As1代入（2）式求得Mu，再將Mu及其余已知參數(shù)代入（3）式解出As2，比較As1和As2，如果兩者數(shù)值不相等，則將α+1/10000的步長(zhǎng)（本文采用較小的初值向大值方向搜索），重復(fù)上述（1）、（2）、（3）計(jì)算過(guò)程，直至As1和As2接近相等，兩者不需完全相等，相差30平方毫米以下已滿足工程精度。

1.2簡(jiǎn)化公式

鋼筋混凝土圓形截面偏心受拉構(gòu)件配筋的簡(jiǎn)化公式有兩個(gè)基本假定：一、假定全部荷載由所配鋼筋承擔(dān)，不考慮混凝土的有利作用；二、假定全部縱向鋼筋形成一個(gè)薄壁圓管，經(jīng)上述假定后可套用材料力學(xué)應(yīng)力公式：

σ=（N/As+M/W）；W-為薄壁圓管截面模量；

As=2πδds；W=πδds2/4；σ=fy；rs=ds/2；δ為薄壁圓管厚度；將以上式子代入材料力學(xué)應(yīng)力公式，整理后可得：As=N（1+2e0/rs）/fy

現(xiàn)行“線路規(guī)定”中規(guī)定需乘以1.1的配筋調(diào)整系數(shù)，得到如下“線路規(guī)定”中的簡(jiǎn)化公式：

（1）不考慮鋼筋應(yīng)力塑性分布時(shí)：

As=1.1N（1+2e0/rs）/fy；e0=M/N；M-為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)彎矩。

（2）考慮鋼筋應(yīng)力塑性分布時(shí)： As=1.1N（1+1.25e0/rs）/fy；

從以上推導(dǎo)過(guò)程可以看出，簡(jiǎn)化公式計(jì)算配筋是較為保守的。

2 簡(jiǎn)化公式分析及結(jié)論

2.1 簡(jiǎn)化公式分析

現(xiàn)行“線路規(guī)定”中規(guī)定當(dāng)偏心距e0>rs/2時(shí)，需要按混凝土規(guī)范“原型基本公式”配筋，由于配筋計(jì)算繁瑣費(fèi)時(shí)，如果不用電腦編制程序計(jì)算，靠手算是不現(xiàn)實(shí)的，即使用電腦計(jì)算也需要假定一個(gè)較接近精確值的初始值，花最少的時(shí)間搜索到精確值。由于以上原因我們分析了最常用的五種基礎(chǔ)直徑，使用乘以配徑系數(shù)upl的修正簡(jiǎn)化公式，使修正簡(jiǎn)化公式計(jì)算基礎(chǔ)配筋不受偏心距e0≤rs/2的限制，修正簡(jiǎn)化公式如下：

下面列出部分分析結(jié)果表1～表2：表中“原1.1As1”為按新砼規(guī)范原型基本公式計(jì)算的配筋值，“簡(jiǎn)1.1As”為按修正簡(jiǎn)化公式計(jì)算的配筋值，配徑系數(shù)upl值列于表中最后一列。

2.2 結(jié)論

總結(jié)歸納以上分析，我們給出以下幾種常用基礎(chǔ)直徑的配筋系數(shù)，使用配筋系數(shù)后，我們就可以很方便地采用“修正簡(jiǎn)化公式”計(jì)算混凝土偏心受拉構(gòu)件。配徑系數(shù)列表如下。

表3 配徑系數(shù)表

參考文獻(xiàn)

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[4]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB 50010-2010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2011.

作者簡(jiǎn)介：潘峻峰（1973，4-），男，重慶萬(wàn)州，工程師，現(xiàn)就職重慶三峽水利電力（集團(tuán)）股份有限公司，從事過(guò)電網(wǎng)施工、設(shè)計(jì)等工作。