專利名稱：地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法。
背景技術(shù)：
地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處會承受水壓產(chǎn)生的推力，該推力的方向垂直于溝壁，指向溝道外側(cè)，并且推力較大，會對溝道產(chǎn)生較大的剪切作用。傳統(tǒng)的抗剪切構(gòu)造方法為在溝道轉(zhuǎn)彎處的溝壁與基坑開挖面之間的區(qū)域用C15素混凝土或毛石混凝土澆筑密實(shí)，使溝壁與澆筑的混凝土和基坑成為一個整體，共同抵抗水壓對溝道產(chǎn)生的剪切作用。·
以上所述方法雖然能夠較好地抵抗溝道在轉(zhuǎn)彎處的剪切作用，但是，當(dāng)溝道與基坑開挖面的距離較遠(yuǎn)，或者由于其它原因時，將無法或者不適合在溝道與基坑開挖面之間的區(qū)域澆筑混凝土。因此，需要發(fā)明一種新的構(gòu)造方法，不受溝道與基坑開挖面距離，或者其它條件的限制，在常見的施工場地條件下均可以很好地抵抗地下溝道在轉(zhuǎn)彎處的剪切作用，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的，保證溝道的使用功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有實(shí)際問題的復(fù)雜性，提供一種簡單有效的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，方便施工、節(jié)約造價，并具有廣泛的適用范圍。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，在普通鋼筋混凝土溝道轉(zhuǎn)彎處的外側(cè)溝壁下方設(shè)置鋼筋混凝土抗剪鍵，所述鋼筋混凝土抗剪鍵與溝壁整體澆注，通過鋼筋混凝土抗剪鍵抵抗溝道在轉(zhuǎn)彎處由于溝道內(nèi)的水壓作用在溝道外側(cè)溝壁上面產(chǎn)生的剪切作用。進(jìn)一步，如上所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其中，所述鋼筋混凝土抗剪鍵的位置位于溝道轉(zhuǎn)彎處的外側(cè)溝壁的整個弧線段。進(jìn)一步，如上所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其中，所述鋼筋混凝土抗剪鍵的寬度與溝道的溝壁厚度相同。進(jìn)一步，如上所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，
其中，所述鋼筋混凝土抗剪鍵的高度的計(jì)算公式如下
1000/W
r n a -------\-a
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* S其中，a—抗剪鍵的高度； P—溝道內(nèi)的水壓力；h—溝壁厚度；H—溝道的高度；
a cv-斜截面混凝土受剪承載力系數(shù)；Asv—配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；S-沿抗剪鍵長度方向的箍筋間距；fyv-箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；ft-混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；as—縱向受力鋼筋的合力作用點(diǎn)至抗剪鍵外邊緣的距離。進(jìn)一步，如上所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其中，所述鋼筋混凝土抗剪鍵內(nèi)設(shè)置若干U形鋼筋，U形鋼筋按照抗拉鋼筋的錨固長度要求 錨入溝道外側(cè)溝壁內(nèi)；鋼筋混凝土抗剪鍵內(nèi)沿抗剪鍵長度方向通長設(shè)置若干縱向鋼筋。更進(jìn)一步，如上所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其中，所述鋼筋混凝土抗剪鍵內(nèi)的鋼筋與溝壁鋼筋同時綁扎。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明所提供的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法既簡單有效又設(shè)置巧妙，既能起到抵抗剪切作用的理想效果，又原理清晰，計(jì)算方法可靠，施工方便，經(jīng)濟(jì)性好。該方法適用范圍廣泛，不受溝道基坑開挖范圍或者其它條件的限制，在常見的施工場地條件下均可以使用。


圖I為地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處設(shè)置抗剪鍵的平面示意圖；圖2為溝道轉(zhuǎn)彎處的縱剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。當(dāng)?shù)叵聹系涝谵D(zhuǎn)彎處受到溝道內(nèi)的水壓作用時，本發(fā)明所提供的構(gòu)造方法在轉(zhuǎn)彎處的普通鋼筋混凝土溝道的外側(cè)溝壁下方，設(shè)置鋼筋混凝土抗剪鍵，利用鋼筋混凝土較強(qiáng)的剪切強(qiáng)度，用來抵抗溝道在轉(zhuǎn)彎處由溝道內(nèi)的水壓作用在溝道上面產(chǎn)生的剪切作用。設(shè)置抗剪鍵的適用范圍廣泛，可以不受溝道基坑開挖范圍或者其它條件的限制，在常見的施工場地條件下均可以使用?？辜翩I的尺寸和抗剪鍵內(nèi)的鋼筋直徑及間距可以通過國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010中的鋼筋混凝土抗剪切計(jì)算公式求得，計(jì)算方法成熟可靠，獲得各界認(rèn)可。實(shí)施例如圖I、圖2所示，普通鋼筋混凝土溝道I的轉(zhuǎn)彎處會承受水壓產(chǎn)生的推力，圖I中箭頭方向即為水流方向，該推力的方向垂直于溝壁，指向溝道外側(cè)，因此，主要是對外側(cè)溝壁2產(chǎn)生剪切作用。通過在外側(cè)溝壁2的下方設(shè)置鋼筋混凝土抗剪鍵3，鋼筋混凝土抗剪鍵3的位置位于溝道轉(zhuǎn)彎處的外側(cè)溝壁的整個弧線段，鋼筋混凝土抗剪鍵3與溝壁整體澆注，通過鋼筋混凝土抗剪鍵抵抗溝道在轉(zhuǎn)彎處由于溝道內(nèi)的水壓作用在溝道外側(cè)溝壁上面產(chǎn)生的剪切作用。所述的鋼筋混凝土抗剪鍵3內(nèi)設(shè)置若干U形鋼筋4，U形鋼筋4按照抗拉鋼筋的錨固長度要求從下部錨入溝道側(cè)壁內(nèi)，一方面可以和抗剪鍵的混凝土共同抵抗剪切作用；另一方面，將抗剪鍵與溝壁連接為一個整體，使其共同受力，更好地抵抗剪切作用，同時有效避免抗剪鍵與溝壁的連接處產(chǎn)生裂縫或破壞?？辜翩I內(nèi)沿抗剪鍵長度方向通長設(shè)置若干縱向鋼筋5，本實(shí)施例中四組縱向鋼筋5在U形鋼筋4內(nèi)對稱設(shè)置，一方面可以保證抗剪鍵的抗彎和抗剪強(qiáng)度，另一方面，可以輔助固定抗剪鍵內(nèi)的U形鋼筋。設(shè)溝道的高度為H(mm)，溝壁厚度為h (mm)，抗剪鍵的高度為a (mm)，寬度為b (mm)，溝道內(nèi)的水壓力為P (Mpa)。取長度為IOOOmm的溝道為計(jì)算單元，則計(jì)算單元內(nèi)抗剪鍵受到的溝道內(nèi)的水壓力為 PXHX1000 (N)。抗剪鍵的寬度b取與溝道的溝壁厚度h相同，SP :b=h?？辜翩I的高度a與溝道高度H的關(guān)系，推導(dǎo)如下
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(6850010-2010)第6.3.4條，推導(dǎo)得
\000PH
「 I a 二-— + aaJM/Λ
-S上式中各參數(shù)的含義如下a—抗剪鍵的高度(mm)；P—溝道內(nèi)的水壓力為P (Mpa)；h—溝壁厚度(mm)；H—溝道的高度為H (mm);α 一斜截面混凝土受剪承載力系數(shù)，可取O. 7 ;Asv—配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積(mm2)，即nAsvl，此處，η為在同一個截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)，Asvl為單肢箍筋的截面面積；s—沿抗剪鍵長度方向的箍筋間距；fyv一箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(Mpa);ft一混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(Mpa)；as—縱向受力鋼筋的合力作用點(diǎn)至抗剪鍵外邊緣的距離(mm)，它與混凝土保護(hù)層、縱向受力鋼筋直徑及鋼筋的排列順序有關(guān)，對于一排鋼筋近似取35_，對于兩排鋼筋近似取60mm。在溝道下溝壁和抗剪鍵的下方均事先澆注C15素混凝土墊層6?？辜翩I3與溝壁2整體澆筑，可以保證該抗剪鍵將與溝壁牢固地澆筑在一起，一方面可以使抗剪鍵與溝壁共同受力，更好地抵抗剪切作用；另一方面，可以有效避免抗剪鍵與溝壁的連接處產(chǎn)生裂縫或破壞。抗剪鍵的鋼筋設(shè)置簡單，可以和溝壁鋼筋同時綁扎，抗剪鍵的混凝土可以和溝壁混凝土同時澆筑，施工簡單，易于操作，節(jié)約造價。本發(fā)明的方法既簡單有效又設(shè)置巧妙，既能起到抵抗剪切作用的理想效果，又原理清晰，計(jì)算方法可靠，施工方便，經(jīng)濟(jì)性好。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其特征在于在普通鋼筋混凝土溝道轉(zhuǎn)彎處的外側(cè)溝壁下方設(shè)置鋼筋混凝土抗剪鍵，所述鋼筋混凝土抗剪鍵與溝壁整體澆注，通過鋼筋混凝土抗剪鍵抵抗溝道在轉(zhuǎn)彎處由于溝道內(nèi)的水壓作用在溝道外側(cè)溝壁上面產(chǎn)生的剪切作用。
2.如權(quán)利要求I所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其特征在于所述鋼筋混凝土抗剪鍵的位置位于溝道轉(zhuǎn)彎處的外側(cè)溝壁的整個弧線段。
3.如權(quán)利要求I或2所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其特征在干所述鋼筋混凝土抗剪鍵的寬度與溝道的溝壁厚度相同。
4.如權(quán)利要求I或2所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其特征在于所述鋼筋混凝土抗剪鍵的高度的計(jì)算公式如下 [000PM a =-—+ as 其中，a—抗剪鍵的高度； P—溝道內(nèi)的水壓カ； h-溝壁厚度； H-溝道的高度； a cv-斜截面混凝土受剪承載カ系數(shù)； Asv-配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積； S-沿抗剪鍵長度方向的箍筋間距； fyv-箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； ft-混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； as__縱向受力鋼筋的合力作用點(diǎn)至抗剪鍵外邊緣的距離。
5.如權(quán)利要求I或2所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其特征在于所述鋼筋混凝土抗剪鍵內(nèi)設(shè)置若干U形鋼筋，U形鋼筋按照抗拉鋼筋的錨固長度要求錨入溝道外側(cè)溝壁內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其特征在干鋼筋混凝土抗剪鍵內(nèi)沿抗剪鍵長度方向通長設(shè)置若干縱向鋼筋。
7.如權(quán)利要求6所述的地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法，其特征在干所述鋼筋混凝土抗剪鍵內(nèi)的鋼筋與溝壁鋼筋同時綁扎。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種地下有水壓的鋼筋混凝土溝道在轉(zhuǎn)彎處的抗剪切構(gòu)造方法。該方法在普通鋼筋混凝土溝道轉(zhuǎn)彎處的外側(cè)溝壁下方設(shè)置鋼筋混凝土抗剪鍵，所述鋼筋混凝土抗剪鍵與溝壁整體澆注，通過鋼筋混凝土抗剪鍵抵抗溝道在轉(zhuǎn)彎處由于溝道內(nèi)的水壓作用在溝道外側(cè)溝壁上面產(chǎn)生的剪切作用。本發(fā)明適用范圍廣泛，不受溝道基坑開挖范圍或者其它條件的限制，在常見的施工場地條件下均可以使用，施工方便，經(jīng)濟(jì)性好。
文檔編號E02D29/045GK102953354SQ201210401249
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者李原, 王曉東, 王寶樹 申請人:中國核電工程有限公司