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管桩桩身的竖向极限承载力标准值、设计值与特征值的关系

2013-06-28 15:06 作者: 来源: 本站 浏览: 6,866 views 我要评论 字号:

摘要: 管桩桩身的竖向极限承载力标准值、设计值与特征值的关系 (一)、计算公式: 管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp与单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算: 1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的确定: 根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家...

管桩桩身的竖向极限承载力标准值、设计值与特征值的关系
(一)、计算公式:
管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp与单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算:
1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的确定:
根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集中的说明第6.2.5条的计算式可以计算出桩身竖向承载力设计值Rp:Rp=AfcΨc。
式中Rp—管桩桩身竖向承载力设计值KN;
A—管桩桩身横截面积mm2;
fc—混凝土轴心抗压强度设计值MPa;
Ψc—工作条件系数,取Ψc=0.70 。
2、单桩竖向承载力最大特征值Ra的确定:
根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集中的说明第6.2.6条的计算式可以计算出单桩竖向承载力最大特征值Ra:Ra= Rp/1.35。
3、管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的确定:
第一种确定方法:根据GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》附录中单桩竖向桩身极限承载力标准值Qpk=2 Ra。
第二种确定方法:根据以下公式计算Qpk=(0.8fck-0.6σpc)A。
式中Qpk—管桩桩身的竖向极限承载力标准值KN;
A—管桩桩身横截面积mm2;
fck—混凝土轴心抗压强度标准值MPa;
σpc—桩身截面混凝土有效预加应力。
管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk相当于工程施工过程中的压桩控制力。
4、综合以上计算公式,管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp与单桩竖向承载力最大特征值Ra的关系如下:
Ra= Rp/1.35;
Qpk=2 Ra=2 Rp/1.35约等于1.48 Rp。

(二)、举例说明:
一、例如,根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集标准,现对PC —A500(100)的管桩分别计算管桩桩身的单桩竖向极限承载力标准值、设计值与特征值如下,以验证以上公式的正确性:
1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的计算:
Rp=AfcΨc=125660 mm2×27.5 MPa×0.7=2419KN;03SG409《预应力混凝土管桩》中为2400 KN,基本相符。
2、单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算:
Ra= Rp/1.35=2419 KN/1.35=1792 KN。
3、管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的计算:
(1)先由第一种方法来计算:Qpk=2 Ra=2×1792 KN=3584 KN。
(2)再由第二种方法来验证:
Qpk=(0.8fck-0.6σpc)A=(0.8×38.5-0.6×3.9)×125660 mm2
=3576 KN。
(3)由此可见,以上二种管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的计算结果基本相同。
为了进一步验证以上公式的正确性,下面分别对PTC与PHC的管桩再进行计算(03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集中所列的管桩型号):
二、PTC —A400(60)的管桩:
1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的计算:
Rp=AfcΨc=64087 mm2×27.5 MPa×0.7=1234KN;
03SG409《预应力混凝土管桩》中为1230 KN,基本相符。
2、单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算:
Ra= Rp/1.35=1234 KN/1.35=914KN。
3、管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的计算:
(1)先由第一种方法来计算:Qpk=2 Ra=2×914KN=1828 KN。
(2)再由第二种方法来验证:
Qpk=(0.8fck-0.6σpc)A=(0.8×38.5-0.6×3.2)×64087mm2
=1851 KN。
(3)由此可见,以上二种管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的计算结果基本相同。
三、PHC —A500(100)的管桩:
1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的计算:
Rp=AfcΨc=125660 mm2×35.9MPa×0.7=3158KN;
03SG409《预应力混凝土管桩》中为3150 KN,基本相符。
2、单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算:
Ra= Rp/1.35=3158 KN/1.35=2339KN。
3、管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的计算:
(1)先由第一种方法来计算:Qpk=2 Ra=2×2339 KN=4678 KN。
(2)再由第二种方法来验证:
Qpk=(0.8fck-0.6σpc)A=(0.8×50.2-0.6×3.9)×125660 mm2
=4752KN。
(3)由此可见,以上二种管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的计算结果基本接近。
通过以上分别对PTC、PC、PHC管桩的桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp与单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算,已基本可验证以上公式的正确性。

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