高樁板梁計算原理

1、高樁板梁式碼頭CAD軟件V2.0計算原理1 / 64上海易工工程技術(shù)服務(wù)有限公司高樁板梁式碼頭CAD軟件計算原理一、程序簡介高樁板梁式碼頭CAD軟件是依據(jù)港口工程技術(shù)規(guī)范(2010年)開發(fā)的工程輔助設(shè)計軟件，該系統(tǒng)包含荷載前處理(自重、波浪力、水流力、地震力和機(jī)械荷載等自動計算)、作用效應(yīng)計算(作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值、作用效應(yīng)組合值和作用效應(yīng)包絡(luò)值計算)、截面承載力驗算、單樁抗拉抗壓極限承載力驗算、碰樁驗算等多個計算功能模塊，此外該系統(tǒng)提供直觀的3D視圖方式顯示碼頭實體模型、荷載、作用效應(yīng)等，并且為用戶提供完整的WORD格式報告書。計算依據(jù)：高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范 (JTS 167-1-2010)港口

2、工程荷載規(guī)范 (JTS 144-1-2010)海港水文規(guī)范 (JTJ 213-99)水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JTS 151-2011)港口工程樁基規(guī)范(JTS 167-4-2012)港口工程后張法預(yù)應(yīng)力混凝土大管樁設(shè)計與施工規(guī)程(JTS 167-6-2011)水運(yùn)工程抗震設(shè)計規(guī)范(JTS 146-2012)參考標(biāo)準(zhǔn)船舶力計算參考日本標(biāo)準(zhǔn)、英國標(biāo)準(zhǔn)和挪威標(biāo)準(zhǔn)。碼頭前沿結(jié)構(gòu)上波浪力計算參考海港碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊，1975。波浪上托力參考海港設(shè)計手冊，模型簡化：程序?qū)⒋a頭結(jié)構(gòu)簡化為桿系結(jié)構(gòu)計算，可以選擇M法或等效嵌固點法進(jìn)行計算。碼頭實體結(jié)構(gòu)計算模型二、碼頭設(shè)計一般步驟取得初步設(shè)計工程參數(shù)（地質(zhì)資

3、料、自然條件、荷載參數(shù)）初步確定結(jié)構(gòu)截面尺寸內(nèi)力計算調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)截面配筋計算（橫梁、縱梁、面板、樁）繪制施工圖三、程序功能高樁板梁式碼頭CAD軟件軟件在設(shè)計過程中主要是在內(nèi)力計算、截面配筋計算中起到輔助設(shè)計計算的作用，他主要包含對排架的計算、縱梁的計算、和其它輔助功能，具體介紹如下：3.1、排架計算編號模塊內(nèi)容1結(jié)構(gòu)類型1、現(xiàn)澆橫梁式結(jié)構(gòu)；2、樁帽節(jié)點式結(jié)構(gòu)2樁入土段模型1、假想嵌固點法；2、M法3包含荷載自重自動計算結(jié)構(gòu)自重均載自動計算不利效應(yīng)門機(jī)包含規(guī)范上數(shù)據(jù)庫波浪力-水流力-水平地震力可以計算多質(zhì)點汽車荷載包含規(guī)范上數(shù)據(jù)庫船舶荷載-汽車、輪胎式起重機(jī)包含規(guī)范上數(shù)據(jù)庫箱腳荷載-附加荷載容許

4、用戶自己定義一些特殊荷載偶然荷載偶然類型荷4效應(yīng)計算標(biāo)準(zhǔn)值計算組合值計算包絡(luò)值計算5組合提供荷載自動組合，自動剔除相互沖突的荷載6結(jié)構(gòu)配筋橫梁配筋（包含疊合梁計算）預(yù)應(yīng)力配筋灌注樁配筋7報告書輸出計算報告書輸出計算結(jié)果匯總表輸出配筋計算結(jié)果3.2、縱梁計算編號模塊內(nèi)容1支座支撐模型1、剛性支座；2、彈性支座；3、分布彈性支座2包含荷載自重自動計算結(jié)構(gòu)自重均載自動計算不利效應(yīng)門機(jī)包含規(guī)范上數(shù)據(jù)庫汽車荷載包含規(guī)范上數(shù)據(jù)庫船舶荷載-汽車、輪胎式起重機(jī)包含規(guī)范上數(shù)據(jù)庫箱腳荷載-4效應(yīng)計算標(biāo)準(zhǔn)值計算組合值計算包絡(luò)值計算5結(jié)構(gòu)配筋縱梁配筋（包含疊合梁計算）預(yù)應(yīng)力配筋6報告書輸出計算報告書輸出匯總表輸出配筋

5、計算3.3、其它模塊編號模塊內(nèi)容1面板計算碼頭疊合板2船舶荷載計算船舶系纜力船舶擠靠力船舶靠岸撞擊力船舶靠岸撞擊力（英國標(biāo)準(zhǔn)）船舶橫搖撞擊力3波浪荷載計算任意斷面上波浪力單樁上波浪力波浪力上托力、波浪下砸力碼頭結(jié)構(gòu)上波浪力碼頭前沿上波浪力縱梁上波浪力樁帽上波浪力樁上波浪力面板上波浪力縱向波浪力4單樁承載力計算單樁承載力計算包含1、預(yù)制樁；2、灌注樁；3、嵌巖樁的計算5單樁穩(wěn)定計算單樁在波浪、水流、自重作用下受力分析6碰樁計算碼頭內(nèi)碰樁計算7配筋計算橫梁、縱梁、樁配筋計算；鋼筋選配模塊預(yù)應(yīng)力橫梁、預(yù)應(yīng)力縱梁鋼筋計算8Robot Millennium輸出可以將結(jié)構(gòu)模型（排架、縱梁）輸入到Robot

6、 Millennium 程序中轉(zhuǎn)化為Robot Millennium計算文件，可以直接比對或校驗本系統(tǒng)計算結(jié)果9彈性地基異形板計算可以計算船塢底板、碼頭面板等任意形狀、任意支持類型的面板內(nèi)力，計算采用有限元分析。10幫助系統(tǒng)在線幫助系統(tǒng)、提供FLASH動畫教學(xué)、用戶使用手冊、算例四、計算原理4.1、荷載計算A） 自重自重包括面板、縱梁、橫梁、樁帽、靠船構(gòu)件等，自重計算時扣除面板、縱梁、橫梁、樁帽相交部分。自重由上向下傳遞，面板自重傳遞到縱梁，縱梁傳遞到橫梁，橫梁傳遞到樁，對于雙向板面板的部分自重直接傳遞到橫梁。B） 均載均載是分布在碼頭面板上的均布荷載，在某些情況下面板滿布并不是結(jié)構(gòu)最不利狀態(tài)

7、，在實際計算時我們是按照以下原則確定面板最不利效應(yīng)：將均載按縱梁分割為多個部分，分別作用在碼頭上，計算出各自效應(yīng)，將所有的效應(yīng)按照正值與正值累加，負(fù)值與負(fù)值累加的原則，計算出均載作用下結(jié)構(gòu)的效應(yīng)包絡(luò)值。按照本程序原則計算出的橫梁彎矩按照均載滿布下計算出的橫梁彎矩C） 門機(jī)門機(jī)沿軌道梁滾動，門機(jī)對橫梁的作用可以先計算出門機(jī)在沿縱梁方向滾動下最大支座反力，將反力作為集中力在軌道梁位置反加到橫梁上。D） 波浪力波浪力計算考慮波流合成計算，波流在速度方向進(jìn)行矢量合成。波浪力考慮波的相位，以碼頭前沿相位為標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)前后的距離確定不同點上的相位。波浪力作用在樁上、前沿結(jié)構(gòu)上的波浪力計算時沒有考慮折減，用戶在

8、使用時可以自己根據(jù)已有的設(shè)計經(jīng)驗進(jìn)行折減。 考慮到在水流作用下的波浪要素比較難獲得，因此計算樁上的波浪力計算公式未采用海港水文規(guī)范 (JTJ213-99)8.4中的公式，采用的是規(guī)范8.3中公式,水質(zhì)點的速度為波浪與水流的矢量合成。樁上波浪力作用在樁上任一點任一時刻的波浪力的計算按照下式計算：其中：、的取值根據(jù)下列規(guī)定進(jìn)行：當(dāng)和或和時，；。當(dāng)和或和時，按規(guī)范JTJ 213-98 圖8.3.2-8規(guī)定選?。弧．?dāng)時，按規(guī)范JTJ 213-98 圖8.3.2-8規(guī)定選??；按規(guī)范JTJ 213-98 圖8.3.2-10規(guī)定選取。每根樁上的相位按照下圖進(jìn)行計算：作用在樁上的波浪力將被分解為X方向和Y方向

9、波浪力，見圖：計算波浪在樁上作用寬度時，當(dāng)截面為圓形時取樁的直徑，當(dāng)截面為矩形時樁的截面對角線長度。 碼頭上波浪力側(cè)壓力 碼頭側(cè)面波浪力的計算參考交通部第一航務(wù)工程局設(shè)計研究院1975年編的海港碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊。 其中： 為動水壓力， 為靜水壓力。面板底部上波浪力上托力波浪力上托力計算公式在規(guī)范中為給出公式，參照海港工程設(shè)計手冊公式(1-9-87)規(guī)定。壓制波高公式：其中：為波浪上托力，為壓力反應(yīng)系數(shù)，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)約在10M以下時，可?。划?dāng)上部結(jié)構(gòu)的寬度較大時，可??；為水的重度；為靜水面的高程；為碼頭面板底部的高程。E） 水流力水流力計算采用規(guī)范 JTS144-1-2010 13.0.1款 規(guī)定

10、計算,公式如下:其中： 已考慮水深、遮流等其它影響因素，用戶應(yīng)根據(jù)實際情況查表。系統(tǒng)假定水流力自水位到水底均勻分布。F） 水平地震力1)采用單質(zhì)點法計算地震慣性力：上部結(jié)構(gòu)重心：上部結(jié)構(gòu)重度包括面板、縱梁、橫梁、樁帽等自重和上部荷載重。面板、縱梁、橫梁、樁帽等自重取空氣中自重，其它永久荷載、上部荷載重需用戶提供，系統(tǒng)將地震力加在橫梁第一個節(jié)點上。結(jié)構(gòu)自振周期：結(jié)構(gòu)自振周期按照單質(zhì)點公式計算，公式如下：其中:為計算方向碼頭計算自振周期；為換算質(zhì)點總重力標(biāo)準(zhǔn)值；為重力加速度；在重心位置計算方向上作用單位力引起的位移。地震慣性力：地震慣性力按照下列公式計算：其中：為水平地震慣性力；為綜合影響系數(shù)，其

11、如何取值見規(guī)范JTS 146-2012 中5.2.1款；按照下表求得；值按照下圖5.4.1求得。水平向地震系數(shù)設(shè)計烈度7890.1（0.15）0.2（0.3）0.4設(shè)計反應(yīng)譜曲線 (阻尼比)特征周期Tg(s)設(shè)計地震分組場地類別I0I1IIIIIIV第一組0.200.250.350.450.65第二組0.250.300.400.550.75第三組0.300.350.450.650.902) 采用多質(zhì)點法計算地震慣性力振型作用在質(zhì)點的水平地震慣性力標(biāo)準(zhǔn)值可按下列公式計算:式中振型作用在質(zhì)點處的水平地震慣性力標(biāo)準(zhǔn)值綜合影響系數(shù),取0.30振型在質(zhì)點處的相對水平位移;相應(yīng)于振型自振周期的動力放大系數(shù)

12、按圖4.1.4采用;振型參與系數(shù);集中在質(zhì)點(或第分段)的重力標(biāo)準(zhǔn)值.由水平地震慣性力標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的內(nèi)力可按下式計算:式中S由水平地震慣性力標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的內(nèi)力;由振型水平地震慣性力標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的內(nèi)力;振型數(shù),根據(jù)計算視其影響程度確定,一般不超過3個振型.G） 汽車等流動荷載汽車等其它沿橫梁流動荷載在計算中按照用戶設(shè)定步長和范圍進(jìn)行滾動，每滾動一次計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，最終獲得整個過程的效應(yīng)包絡(luò)值。 汽車等荷載輪子的壓力按照面板上集中進(jìn)行傳遞，汽車滾動時每滾動一次沿縱梁方向在排架范圍內(nèi)滾動，目的是找出最不利效應(yīng)。H） 箱角荷載計算過程中根據(jù)用戶輸入的集裝箱參數(shù)，自動將集裝箱在碼頭上進(jìn)行分布，并將整個碼頭上的集

13、裝箱作為滾動荷載沿橫梁滾動。I） 船舶荷載作用在船舶上的風(fēng)荷載按照下列公式計算：其中：，-分別為作用在船舶上的計算風(fēng)壓力的橫向和縱向分力（kN），-分別為船體水面以上橫向和縱向受風(fēng)面積（m2），-分別為設(shè)計風(fēng)速的橫向和縱向分量（m/s）-風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)；-風(fēng)壓高度變化修正系數(shù)；船舶水面以上最大輪廓尺寸100200風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)1.000.900.700.60船舶水面以上高度(m)10152030風(fēng)壓高度變化修正系數(shù)1.001.181.31.391.54受風(fēng)面積A按照查表計算：作用在船舶上的水流力按照下列公式計算：當(dāng)水流與船舶縱軸平行或流向角和時作用在船首和船尾的橫向分力為：水流對船舶作

14、用產(chǎn)生的水流力的縱向分力為：其中：、-分別為水流對船首和船尾的橫向分力（kN）；、-分別為水流力船首橫向分力系數(shù)和船尾橫向分力系數(shù)；-水的密度（t/m3）；-水的速度（m/s）-船舶吃水線以下的橫向投影面積（m2）-為水流對船舶產(chǎn)生的水流力縱向分力（kN）；-水流力縱向分力系數(shù)；-船舶吃水線以下的表面積（m2）當(dāng)水流與船舶縱軸平行或流向角和時其中：、-分別為水流對船舶作用產(chǎn)生的水流力的橫向分力和縱向分力（kN）；、-分別為水流力橫向分力和縱向分力系數(shù)；-水的密度（t/m3），對海水；-水的速度（m/s）、-分別為相應(yīng)裝載度情況下的船舶水下部分垂直和平行水流力方向的投影面積（m2）；散貨船的橫向

15、投影面積計算： 油船的橫向投影面積計算： DW-船舶的載重量(t)；船舶系纜力計算：系纜力標(biāo)準(zhǔn)值N按照下列公式計算：其中：N-為系纜力標(biāo)準(zhǔn)值、-分別為可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和水流對船舶作用的橫向分力總和和縱向分力總和（kN）；-為系船柱受力分布不均勻系數(shù)，當(dāng)實際受力的系船柱數(shù)目n=2時，K取1.2，n2時，k取1.3；-計算船舶同時受力的系船柱數(shù)目；-系船纜的水平投影與碼頭前沿線所成的夾角（O）；-為系船纜與水平面之間的夾角（O）船舶擠靠力計算：膠護(hù)舷連續(xù)布置時，擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值可按照下式計算：其中：-橡膠護(hù)舷連續(xù)布置時，作用于系船、靠船結(jié)構(gòu)上的單位長度上的擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）；-擠靠力分布不均勻系

16、數(shù)，取1.1-可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和水流對船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總和（kN）；-船舶直線段與橡膠護(hù)舷的接觸長度（m）橡膠護(hù)舷間斷布置時，擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值可按照下式計算：其中：-橡膠護(hù)舷間斷布置時，作用于一組或一個橡膠護(hù)舷上擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）；-擠靠力分布不均勻系數(shù)，取1.3；-與船舶接觸的橡膠護(hù)舷的組數(shù)或個數(shù)； 船舶靠岸撞擊力計算：船舶靠岸時的撞擊力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)船舶有效撞擊能量和橡膠護(hù)舷性能曲線及靠岸結(jié)構(gòu)的剛度確定。船舶靠岸的有效撞擊能量可按照下式計算：其中：-船舶靠岸時的有效撞擊能量（kJ）-有效動能系數(shù)，取0.70.8；-船舶質(zhì)量（t），按滿載排水量計算-船舶靠岸法向速度（m/s）船舶在波浪

17、作用下撞擊力計算：船舶波浪作用下撞擊力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)船舶有效撞擊能量和橡膠護(hù)舷性能曲線及結(jié)構(gòu)的剛度確定。船舶波浪作用下的有效撞擊能量可按照下式計算：其中：-為橫浪作用下系泊船舶有效撞擊能量（kJ），-碼頭結(jié)構(gòu)形式影響系數(shù)，對于墩式碼頭=1.04；=0.90；對于岸壁式碼頭，=1.00，=1.69；-船舶附加水體質(zhì)量系數(shù)；-船舶轉(zhuǎn)動慣量（tm2）-船舶質(zhì)量（t），按與船舶計算裝載度相應(yīng)的排水量計算；-重力加速度（m/s2）；-計算波高按船舶不離開碼頭的最大波高計（m）；-波長（m）；-系靠船結(jié)構(gòu)前沿水深（m）-船舶型寬（m）-與船舶計算裝載度相對應(yīng)的平均吃水（m）-碼頭結(jié)構(gòu)影響系數(shù)，對于墩式碼頭，

18、=0.3，=1.32， =1.0，對于岸壁式碼頭，=0.35，=1.02， =0.8；4.2、內(nèi)力計算A）M法、假想嵌固點法樁入土部分模型可以考慮M法或假想嵌固點法，M法認(rèn)為樁入土部分樁兩側(cè)受到彈性約束，模型簡化為彈性地基梁，彈性系數(shù)是與入土深度和土的M系數(shù)有關(guān)系的值；假想嵌固點法認(rèn)為樁入土部分在某個深度側(cè)向不發(fā)生位移，不考慮該點以上兩側(cè)土的約束。B）內(nèi)力計算模型結(jié)構(gòu)體系最終簡化為桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，樁頂與橫梁形心連接采用剛性連接，樁頂與樁頂之間為一跨，如果中間橫梁分段，則每個分段間為一跨。C）結(jié)構(gòu)受力階段對于非樁帽節(jié)點結(jié)構(gòu)需要計算結(jié)構(gòu)3個受力狀態(tài)：1、樁在懸臂狀態(tài)下受到自身重量和水的浮力作用下

19、時；2、施工期下橫梁發(fā)揮強(qiáng)度，擱置上部結(jié)構(gòu)和澆筑上橫梁時；3、上部結(jié)構(gòu)全部發(fā)揮強(qiáng)度，整個碼頭投入生產(chǎn)時。對于樁帽節(jié)點結(jié)構(gòu)需要計算結(jié)構(gòu)4個受力狀態(tài)：1、樁在懸臂狀態(tài)下受到自身重量和水的浮力作用下時；2、樁帽將樁頭固定，擱置預(yù)制縱梁和預(yù)制橫梁，安裝靠船構(gòu)件和填充混凝土?xí)r，需計算樁的受力，和橫梁在自重作用下受力；3、施工期下橫梁發(fā)揮強(qiáng)度，擱置上部結(jié)構(gòu)和澆筑上橫梁時；4、上部結(jié)構(gòu)全部發(fā)揮強(qiáng)度，整個碼頭投入生產(chǎn)時。D）內(nèi)力分析：系統(tǒng)采用桿系有限元法進(jìn)行計算，有限有方法的剛度集成和求解請參閱相關(guān)書籍，模型簡化如下圖：假想嵌固點法M嵌固點法縱梁剛性支撐縱梁彈性支撐縱梁分布彈性支撐4.3、效應(yīng)組合A)分項系數(shù)

20、各荷載的分項系數(shù)根據(jù)下表選?。悍猪椣禂?shù) 荷載類型 分項系數(shù) 地震組合系數(shù) 荷載作用類型 永久荷載 1.2 1 永久作用 件雜貨載 1.4 0.7 可變作用 五金鋼鐵荷載 1.5 0.7可變作用 散貨荷載 1.5 0.7 可變作用 液體管道荷載 1.4 1 可變作用 人群荷載 1.4 0 可變作用 起重機(jī)械荷載 1.5 0 可變作用 運(yùn)輸機(jī)械荷載 1.4 1 可變作用 鐵路荷載 1.4 0 可變作用 船舶系纜力 1.4 0.5 可變作用 船舶擠靠力 1.4 0.5 可變作用 船舶撞擊力 1.5 0 可變作用 波浪力 1.5 0 可變作用 水流力 1.5 1 可變作用 水平地震力 1 1 地震作用

21、 汽車滾動荷載 1.40.5 可變作用 系統(tǒng)中當(dāng)永久作用為主時荷載分項系數(shù)為1.3; 當(dāng)永久作用對結(jié)構(gòu)有利時時荷載分項系數(shù)為1.0。B)效應(yīng)組合：承載能力極限狀態(tài)持久組合：承載能力極限狀態(tài)持久組合采用下列公式計算：其中各系數(shù)的意義見規(guī)范JTS167-1-2010 3.2.7.1款.在計算過程中取最大效應(yīng)作為主導(dǎo)效應(yīng)計算一次，最小效應(yīng)作為主導(dǎo)效應(yīng)計算一次。一次組合可能具有兩種組合效應(yīng)。承載能力極限狀態(tài)短暫組合：承載能力極限狀態(tài)短暫組合采用下列公式計算：其中各系數(shù)的意義見規(guī)范JTS167-1-2010 3.2.7.2款.承載能力極限狀態(tài)偶然組合：承載能力極限狀態(tài)偶然組合采用下列公式計算：其中各系數(shù)

22、的意義見規(guī)范JTS167-1-2010 3.2.7.3款.承載能力極限狀態(tài)地震組合：承載能力極限狀態(tài)偶然組合采用下列公式計算：其中各系數(shù)的意義見規(guī)范JTS 146-2012 5.6.4款.正常使用極限狀態(tài)持久狀況的標(biāo)準(zhǔn)組合正常使用極限狀態(tài)持久狀況的標(biāo)準(zhǔn)組合采用下列公式計算：正常使用極限狀態(tài)持久狀況的頻遇組合正常使用極限狀態(tài)持久狀況的頻遇組合采用下列公式計算：正常使用極限狀態(tài)持久狀況的準(zhǔn)永久組合正常使用極限狀態(tài)持久狀況的準(zhǔn)永久組合采用下列公式計算：正常使用極限狀態(tài)短暫狀況效應(yīng)組合正常使用極限狀態(tài)短暫狀況效應(yīng)組合采用下列公式計算：C)包絡(luò)值：承載能力極限狀態(tài)總效應(yīng)組合：承載能力極限狀態(tài)總效應(yīng)組合取

23、承載能力極限狀態(tài)持久組合、承載能力極限狀態(tài)短暫組合、承載能力極限狀態(tài)偶然組合和程載能力極限狀態(tài)地震組合四種組合中最大最小值作為包絡(luò)值。4.4、非預(yù)應(yīng)力截面配筋計算A)彎矩取值橫梁彎矩值按照下列規(guī)定確定： 非疊合構(gòu)件： 疊合構(gòu)件： 橫梁下部 橫梁上部 其中： 、 、 、 的意義見水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。 橫梁剪力值按照下列規(guī)定確定： 非疊合構(gòu)件： 疊合構(gòu)件： 其中： 表示預(yù)制構(gòu)件自重作用效應(yīng)、 表示施工期活荷載作用效應(yīng)、表示使用期扣除預(yù)制部分的橫梁自重產(chǎn)生的效應(yīng)、 表示使用期活荷載作用效應(yīng)。B)截面承載能力計算承載能力要分別按照施工期截面、使用期截面分別驗算。正截面承載能力計算軟件按照任意形

24、狀截面配筋計算原理進(jìn)行計算，首先計算中根據(jù)靜力平衡原則和鋼筋面積確定混凝土受壓面積，確定受壓高度和區(qū)域，受壓區(qū)高度最終不大于，其中 為截面高度，為相對界限受壓高度。然后對受壓區(qū)域進(jìn)行積分，計算出受壓區(qū)域微元面積乘混凝土抗壓強(qiáng)度對鋼筋中心的彎矩，該積分彎矩即為截面抗彎承載能力設(shè)計值。斜截面承載能力計算非疊合構(gòu)件：疊合構(gòu)件：C）截面裂縫開展寬度計算裂縫寬度按照下面公式進(jìn)行計算：其中：Wmax最大裂縫寬度（mm）；1構(gòu)件受力特征系數(shù)，對受彎構(gòu)件，1取 1.0；對大偏心受壓構(gòu)件，取0.95；對偏心受拉構(gòu)件，取1.10；對軸心受拉構(gòu)件，取1.2；2考慮鋼筋表面形狀的影響系數(shù)，對光面鋼筋，取2取1.4；對

25、變形鋼筋，2取1.0；3考慮荷載長期效應(yīng)組合或重復(fù)荷載影響的系數(shù)，3取1.5，對短期效應(yīng)組合3取1.01.2,對施工期3取1.0；c最外排縱向受拉鋼筋的保護(hù)層厚度，當(dāng)c大于50mm時，c取50mm ；d鋼筋直徑，當(dāng)采用不同直徑時，取其加權(quán)平均的換算直徑(mm)；te縱向受拉鋼筋的有效配筋率；Ate有效受拉混凝土截面面積，對軸心受拉構(gòu)件，Ate取構(gòu)件截面面積；對受彎、偏心受拉、偏心受壓構(gòu)件，取Ate為,為受拉鋼筋重心至受拉區(qū)邊緣的距離，對矩形截面，b為截面寬度，對有受拉翼緣的倒T形、I形截面，b為受拉區(qū)翼緣寬度（mm2）；As受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積，對軸心受拉構(gòu)件，As取全面縱向鋼筋截面面積；對

26、受彎、偏心受拉及大偏心受壓構(gòu)件，As取受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積或受拉較大一側(cè)的鋼筋截面面積（mm2）；s按荷載長期效應(yīng)組合計算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的應(yīng)力(MPa)，構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力按規(guī)范表6.4.5執(zhí)行4.5、預(yù)應(yīng)力截面配筋計算A)截面示意： B)鋼筋布置：C)截面驗算：截面混凝土參數(shù)材料彈性模量材料強(qiáng)度截面面積（換算前）截面面積（換算后）截面抵抗矩（換算后）芯棒E1fC1A1A10W10預(yù)制加澆部分E2fC2A2A20W20現(xiàn)澆部分E3fC3A3A30W30截面驗算公式嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫容許出現(xiàn)裂縫安裝施工階段驗算截面抗裂驗算主拉主壓應(yīng)力驗算截面應(yīng)力計算公式(先張法)階段截面截面應(yīng)

27、力公式備注第一階段芯棒（預(yù)制梁）預(yù)拉階段：上部下部第二階段芯棒（預(yù)制梁）吊運(yùn)：上部下部第三階段預(yù)制梁安裝：上部跨中和支座彎矩為短暫狀況下組合值下部第四階結(jié)構(gòu)使用階段：上部-截面上部驗算裂縫寬度下部主應(yīng)力計算芯棒中和軸處預(yù)制梁頂面+預(yù)制梁頂面-整個梁中和軸4.6、單樁承載力計算A)預(yù)制樁：當(dāng)按承載力經(jīng)驗參數(shù)法確定單樁垂直極限承載力設(shè)計值時應(yīng)按下式計算：式中:單樁垂直極限承載力設(shè)計值（）；單樁垂直承載力分項系數(shù)。按規(guī)范JTS 167-4-2012表4.2.2采用取值；樁身截面周長；單樁第層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（），如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時,對預(yù)制混凝土擠土樁可按規(guī)范JTS 167-4-2012表4.2.

28、4-1采用取值；樁身穿過第層土的長度;單樁極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值,時對預(yù)制混凝土擠土樁可按規(guī)范JTS 167-4-2012表4.2.4-2采用取值；樁身截面面積.B)灌注樁：單樁軸向抗壓承載力設(shè)計值可按下式計算：式中 單樁垂直極限承載力設(shè)計值（KN）; U樁身截面周長（m）； 單樁第層土的單位面積極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時，按規(guī)范JTS 167-4-2012表4.2.4-4采用取值； 樁端截面面積； 單樁垂直承載力分析系數(shù)，按規(guī)范JTS 167-4-2012表4.2.2采用取值；樁側(cè)阻力、端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)，當(dāng)樁徑不大于0.8m時，均取1.0，當(dāng)樁徑大于0.8m時，按規(guī)范

29、JTS 167-4-2012 表4.2.4-4?。粯抖艘陨系奶烊恢囟龋?），當(dāng)土層多于；兩層時應(yīng)取加權(quán)平均值；樁身穿過第i層土的長度；單樁單位面積極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；單樁抗拔極限承載力設(shè)計值可按下式計算：式中：單樁抗拔極限承載力設(shè)計值；U樁身截面周長(m)；折減系數(shù)，粘性土取0.70.8，沙土取0.50.6，樁的入土深度大時取大值，反之取小值；樁周第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，打入樁按規(guī)范表4.2.4-5取值；樁身穿過第層土的長度（m）；G樁重力,水下部分按浮重力計；樁軸線與垂線的夾角單樁抗拔承載力分項系數(shù)，與抗壓樁取相同數(shù)值，可按表4.2.2取值。C)嵌巖樁：不做靜荷載抗壓試驗的工程，其單樁軸向抗

30、壓承載力設(shè)計值，可按下公式計算：式中：覆蓋層樁身周長和嵌巖段樁身周長;樁周第層土的側(cè)阻力計算系數(shù)，當(dāng)時，巖面以上10D范圍內(nèi)的覆蓋層，取0.50.7，10D以上覆蓋層取1.0；當(dāng)時，巖面以上10m范圍內(nèi)的覆蓋層，取0.50.7，10m以上覆蓋層取1.0；D為覆蓋層中樁的外徑； 樁周第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，打入樁按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)港口工程樁基規(guī)范JTS 167-4-2012表4.2.4-1取值，灌注樁按港口工程灌注樁按表4.2.4-5取值； 樁穿過第層土的厚度; 巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(),的取值應(yīng)根據(jù)工程勘察報告提供的數(shù)據(jù)確定，各種基巖的工程性質(zhì)可參照規(guī)范附錄A，對粘土質(zhì)巖石取天然濕度單軸抗

31、壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)值大于樁身混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時，應(yīng)取值；A嵌巖段樁端面積；樁身嵌入基巖的深度，當(dāng)時??；當(dāng)巖層表面傾斜時，應(yīng)以巖面最低處計算嵌巖深度。為嵌巖段樁徑；覆蓋層單樁軸向受壓承載力分項系數(shù)，按表4.2.2取值；嵌巖段單樁軸向受壓承載力分項系數(shù),安按規(guī)范JTS 167-4-2012表4.2.2取值；、分別為嵌巖段側(cè)阻力和端阻力計算系數(shù)，與嵌巖身深徑比/有關(guān)，按規(guī)范JTS 167-4-2012表4.2.4-7采用 。嵌巖深徑比/1.02.03.04.05.00.0700.0960.0930.0830.0700.720.540.360.180.12注：當(dāng)嵌入中等風(fēng)化巖時，按表中數(shù)值乘以0

32、.70.8計算嵌巖樁的單樁軸向抗拔承載力宜通過抗拔實驗確定。進(jìn)行抗拔實驗時，單樁軸向抗拔承載力設(shè)計值應(yīng)按下式計算：式中 單樁軸向抗拔承載力設(shè)計值（KN）；單樁軸向抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值（KN）；單樁軸向抗拔承載力分項系數(shù)，取1.82.0.不進(jìn)行行抗拔實驗時，若嵌巖深度不小于3倍樁徑，單樁軸向抗拔拉承載力設(shè)計值可按下方式計算：式中 第層覆蓋土的側(cè)阻力抗拔折減系數(shù)，取（0.70.8）； 嵌巖段側(cè)阻力抗拔計算系數(shù)，取0.045； G樁重力，水下部分按照浮重力計算； 覆蓋層單樁軸向抗拔承載力分項系數(shù)，預(yù)制樁取1.451.55，灌注樁取1.55-1.65；嵌巖段單樁軸向抗拔承載力分項系數(shù)，取2.02.

33、2. 詳見規(guī)范JTS167-4-2012中4.2.7條。4.7、灌注樁截面配筋計算A)截面承載力驗算軸心受壓狀態(tài)：軸心受壓構(gòu)建，當(dāng)配有箍筋或在縱向鋼筋上焊有橫向鋼筋時，其正截面受壓承載力應(yīng)按下式計算：式中 軸心受壓承載力設(shè)計值；鋼筋混凝土構(gòu)建的穩(wěn)定系數(shù)，按表采用；構(gòu)件截面面積，當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于3%時，式中應(yīng)改用=-；全部縱向鋼筋的截面面積。鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)81012141618202224262878.510.5121415.517192122.524283542485562697683909710.980.950.920.870.810.750.70.650.60.563

34、032343638404244464850262829.5313334.536.5384041.5431041111181251321391461531601671740.520.480.440.40.360.320.290.260.230.210.19注：表中為構(gòu)件計算長度，為矩形截面的短邊尺寸；為圓形截面的直徑；為截面最小回轉(zhuǎn)半徑。構(gòu)件計算長度構(gòu)件兩端約束情況計算長度直桿兩端固定0.5一端固定，一端為不移動的鉸0.7兩端均為不移動的鉸1.0一端固定，一端自由2.0拱三鉸拱0.58雙鉸拱0.54無鉸拱0.36注：構(gòu)件支點間長度；拱軸線長度。鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)采用螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼

35、筋時，其正截面受壓承載力應(yīng)按下列規(guī)定確定。正截面受壓承載力應(yīng)按下列公式計算：式中 構(gòu)件的核心截面面積，取間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土面積； 螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋的換算截面面積； 構(gòu)件的核心直徑，取間接鋼筋內(nèi)表面之間的距離； 螺旋式或焊接環(huán)式單根間接鋼筋的截面面積； 間接鋼筋沿構(gòu)件軸線方向的間距； 間接鋼筋對混凝土的約束折減系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過C50時，取1.0；當(dāng)混凝土等級為C80時，取0.85；對C50和C80之間的混凝土，可取直線內(nèi)插法確定值。偏心受壓狀態(tài)：截面內(nèi)鋼筋數(shù)量不少于6根時，沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面偏心受壓構(gòu)件，其正截面受壓承載力可按下式計算：式中 構(gòu)件截面面

36、積； 全部縱向鋼筋的截面積； 圓形截面的半徑； 縱向鋼筋所在圓周的半徑； 軸向壓力對截面重心的偏心距； 對應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角弧度值與的比值；縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當(dāng)0.625時，取=0.計算偏心受力構(gòu)件時，應(yīng)考慮構(gòu)件在彎矩作用下平面內(nèi)撓曲對軸向力偏心矩的影響，此時，應(yīng)將軸向力對截面重心的偏心矩乘以偏心距增大系數(shù)。（1） 對矩形、T形、I形、環(huán)形和圓形截面偏心受壓構(gòu)件，偏心距增大系數(shù)可按下列公式計算：式中 偏心距增大系數(shù)，當(dāng)偏心受壓構(gòu)件的長細(xì)比時，可??； 偏心距，但不得小于構(gòu)件計算長度的1/600或截面高度1/300中的較大值（mm）; 構(gòu)件的計算長度（

37、mm）; 截面高度，其中，對環(huán)形截面取外直徑，對圓形截面取直徑（mm）; 截面的有效高度，其中，對環(huán)形截面取=+；對圓形截面，取=+（mm） 偏心受壓構(gòu)件的截面曲率修正系數(shù)，當(dāng)1時，取=1； A構(gòu)件的截面面積，對T形、I形截面均取A= 考慮構(gòu)件長細(xì)比對截面曲率的影響系數(shù)，當(dāng)時，=1.0。軸心受拉狀態(tài)：軸心受拉構(gòu)件的正截面受拉承載力應(yīng)按下式計算：式中 、縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的全部截面面積。B)裂縫寬度驗算（水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 JTS 151-2011）：灌注樁樁身混凝土的最大裂縫度可按下列公式計算：式中 最大裂縫寬度； 構(gòu)件受力特征系數(shù)，受彎時取1.0，大偏心受壓時取0.95，偏心受拉時取1.1，軸心受拉時取1.2； 鋼筋表面形狀的影響系數(shù)，光面鋼筋取1.4，變形鋼筋取1.0；考慮作用的準(zhǔn)永久組合或重復(fù)荷載的影響系數(shù)，取1.5；對于短暫狀況的正常使用極限狀態(tài)作用組合取1.0-1.2，對施工期取1.0；鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力；鋼筋直徑，當(dāng)用不同直徑