钢筋混凝土排水管三级管配筋设计图册.doc

钢筋混凝土排水管
管体结构尺寸与配筋设计图册
管截面配筋设计分册
Ⅲ级管配筋设计
分发号:
××××××××有限公司
二○○七年七月
截面配筋设计说明
1.前言
近年来。涉及钢筋混凝土排水管结构计算的规范已经有了新的制定和修编,如:
《混凝土结构设计规范》已修订为现行的GB50010-2002《混凝土设计规范》,对材料强度、配筋计算做了新的规定。
GB50332-2002《给水排水工程管道结构设计规范》予2003年颁布。
CECS143:2002《给水排水工程埋地预制混凝土圆形排水管管道结构设计规程》中国工程建设标准化协会予2003年颁布。对钢筋混凝土排水管结构计算作出了具体规定。
另外,混凝土排水管企业使用的钢材由大量使用冷拔低碳钢丝改为冷轧或热轧帯筋钢筋。采用不同的钢材对计算截面配筋面积结果有很大影响。
基于以上,有必要对钢筋混凝土排水管的结构配筋进行重新计算。
2.图册设计依据
2.1 GB/T11836-1999《混凝土和钢筋混凝土排水管》
2.2 GB50010-2002《混凝土结构设计规范》
2.3 GB50332-2002《给水排水工程管道结构设计规范》
2.4 CECS143:2002《给水排水工程埋地预制圆形管管道结构设计规程》
2.5 04 S516《混凝土排水管道基础及接口》
3. 编制要点
3.1根据现行标准、规范、规程对管体配筋进行计算及图表的编制。
3.2钢筋材料一律采用冷轧及热轧带筋钢筋进行计算及图表制作。当采用冷拔低碳钢丝时,图册给出了参考换算系数。
3.3增加了直径1400mm 1600mm两个规格;增加了部分管规格常见的管壁厚度。
3.4 考虑钢筋骨架滚焊机的钢筋焊接效果,当采用直径10mm钢筋仍不能满足螺距要求时,图册提供了用两根直径10mm钢筋并缠的配筋图表。
4. 适用范围
4.1本图册供钢筋混凝土排水管生产企业或设计、产品质量监督检验部门参考使用。
4.2依据本图册配筋图表生产的钢筋混凝土排水管适用于不同基础形式的开槽施工用管;顶进施工用管配筋设计适用于顶进施工用钢筋混凝土排水管。
5. 基本设计规定
5.1基本计算条件 见下表
管级别
管顶覆土厚
(m)
地面堆积荷载(kN/m)
管道基础形式
Ⅰ
6.0
10
180°混凝土
Ⅱ
3.5
10
90°砂(土)弧
Ⅲ
5.5
10
90°砂(土)弧
5.2计算原则
按承载能力极限状态进行强度计算,静力计算荷载为管自重、竖向
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土压力、侧向土压力、管内水重、堆积荷载等。进行强度计算时按
CECS143:2002规程确定各分项系数。
管断面内层钢筋按受弯构件计算;
管断面外层钢筋按大偏心受压构件计算;
按正常使用极限状态验算裂缝,允许最大裂缝宽度Wmax≤0.2mm。
5.3材料强度
混凝土强度等级取C30,轴心抗压设计强度ft=14.3N/mm2;轴心抗拉标准强度ftk=2.01N/mm2。
冷轧及热轧带筋钢筋标准强度fyk=550N/mm2,抗拉设计强度
fy=360N/mm2。
5.4管壁厚<100mm的管子可配单层筋,环向钢筋中心位置应在距离管内表面五分之二管壁厚处(2/5×t)
管壁厚≥100mm的管子,应配双层钢筋,其内、外环向钢筋净保护层为20mm。对于直径1000mm、管壁厚为100mm的Ⅰ级管经验证明,也可用单层筋。
5.5钢筋骨架按滚焊机焊接成型计算。钢筋骨架两端的环向钢筋应 1~2圈,最大螺距不大于150mm。
5.6纵向钢筋直径原则上应与环向环向钢筋一致,但在环向钢筋直径小于5mm时,为保证钢筋骨架的纵向刚度,也取5mm。
纵向钢筋根数按GB/T11836-1999标准规定:
滚焊机成型的钢筋骨架相邻纵向的间距不得大于400mm,并不得少于6根。本设计采用6、8、12、16、24、32根系列,实际生产中可随
滚焊机设置,但必须满足GB/T11836-1999标准中纵向钢筋间距的规定。
纵向钢筋两端混凝土净保护层为10mm。
6. 图册内容
6.管规格
除国标规定的直径200~3000mm 21个规格外,又增加了1400、1600两规格。
管壁厚
Ⅰ级管取最小,推荐及1/10×t三种壁厚(直径2400以上含国标Ⅱ、Ⅲ级管规定值);对于小直径管又增加了常见的管壁厚。
Ⅱ、Ⅲ级管取国标规定的最小管壁厚;直径2400、2600、2800、3000mm管又增加了1/10×t壁厚。
6.2图表
每个级别、每种规格管分管参数、配筋图表两幅。分别给出了混凝土用量、管重量、配筋面积、钢筋骨架的几何尺寸及钢筋用量。
6.3依据04S 516《混凝土排水管道基础及接口》图册,综合了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级管在混凝土基础、砂(或土)基础时不同支承角度条件下的允许覆土厚度、管道顶进施工允许覆土厚(见附录二,排水管实际工程条件)。
7. 图册应用
7.1图册中给出的各项数据都是按每米管长计算的,将图表中数据乘以实际管长(米)即可得出产品实际应用数据。
7.2实用中如果所用钢筋直径与图册不一致时,可根据表中给出的最小
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配筋面积重新计算每米管长的钢筋根数,并核算裂缝;如果使用冷拔低
碳钢丝,考虑其设计强度为320N/mm2,低于冷轧或热轧带筋钢筋强度,
钢筋用量增加,增加量首先按冷轧钢筋与冷拔低碳钢丝设计强度比值即
360/320=1.125,乘图册给出的配筋面积,再按管道结构计算规程给定公式核算裂缝开展宽度,一般都要提高钢筋用量直至计算裂缝宽度
≤0.2mm为止
7.3实用中如果混凝土强度等级高于C30,一般钢筋用量不作调整。按计算结果分析,当混凝土等级为C40时,钢筋用量可降低3%。
7.4钢筋骨架设保护层卡,其形状、数量分布不作具体规定。可按行间隔约500mm、两行交错分布考虑。
7.5 表中钢筋用量只是环向钢筋与纵向钢筋的计算用量,不包括两端密绕两环的增加值和辅助钢筋用量。
8. 用于顶进施工的管截面配筋
为适应管道顶进施工用管的需要,本图册给出了用于顶进施工的钢筋混凝土排水管截面配筋设计图表。混凝土设计强度采用C40。
在图册附录中给出了顶进施工用管的控制顶力和管口局部加强的钢筋配置参考图。
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管节计算指标 管节计算长度 每米
管内径
D0
(mm)
管壁厚
t
(mm)
管外径
D1
(mm)
混凝土用量
最小配筋面积(mm2)
钢筋用量
(kg)
管重量
(kg)
外压荷载 (kN)
(m3)
(kg)
内层
外层
裂缝
破环
200
30
260
0.022
52
130.7
—
1.6
54
19
29
35
270
0.026
62
116