土方钢筋砼计算例题.docx
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土方钢筋砼计算例题
(二)土的工程性质
1.土的含水量
式中:
G湿——含水状态时土的质量
G干——烘干后的质量
2.土的可松性
【例1-1】某建筑物外墙为条形毛石基础,基础平均截面面积为2.5m2。
基槽深1.5m,底宽为2.0m,边坡坡度为1:
0.5。
地基为粉土,Ks=1.25;Ks′=1.05。
计算100m长的基槽挖方量、需留填方用松土量和弃土量。
【解】挖方量
填方量
填方需留松土体积
弃土量(松散)
一、基坑、基槽和路堤的土方量计算
当基坑上口与下底两个面平行时(图1-2),其土方量即可按拟柱体的体积公式计算。
即:
式中:
H——基坑深度(m)
F1,F2——基坑上下两底面积(m2)
F0——F1和F2之间的中截面面积(m2)
当基槽和路堤沿长度方向断面呈连续性变化时(图1-3),其土方量可以用同样方法分段计算。
即:
式中:
V1——第一段的土方量(m3)
L1——第一段的长度(m)。
将各段土方量相加即得总土方量,即:
式中:
V1,V2,…,Vn——为各分段土的土方量(m3)。
1.某矩形基坑,坑底面积为20mx26m,深4m,边坡系数为0.5,试计算该基坑的土方量。
解:
底面积F1=20x26=520m2(1分)
顶面积F2=(20+4x0.5x2)x(26+4x0.5x2)=720m2(1分)
中截面面积F0=(20+4x0.5x2÷2)x(26+4x0.5x2÷2)=616m2(1分)
土方量V=H/6(F1+4F0+F2)=4/6x(520+4x616+720)=2469.33m2
2、某基坑坑底面积为6mx10m,深4m,边坡系数为0.33,Kp=1.25,Kp,=1.05,需回填空间的体积为120m3,用体积为5m3的汽车将余土外运,求余土外运车次及预留回填土的体积。
解:
F1=AB=6x10=60m2(1分)
F2=(A+2mH)(B+2mH)=(6+2x4x0.33)(10+2x4x0.33)=109.21m2(1分)F0=(A+mH)(B+mH)=(6+4x0.33)(10+4x0.33)=82.86m2(1分)
V坑(自)=H/6(F1+F2+4F0)=333.77m3(2分)
V坑(松)=V坑(自)x1.25=417.21m3(1分)
V回(压)=120m3
V回(自)=V回(压)/KP,=114.29m3(1分)
V回(松)=V回(自)xKP=142.86m3(1分)
V余(松)=V坑(松)-V回(松)=274.35m3(1分)
N=V余(松)/V0=54.87=55(车)(1分)
二、场地平整标高与土方量
(一)确定场地设计标高
1.初步设计标高
式中:
H0——所计算的场地设计标高(m)
N——方格数;
H11,…,H22——任一方格的四个角点的标高(m)。
如令:
H1——1个方格仅有的角点标高;
H2——2个方格共有的角点标高;
H3——3个方格共有的角点标高;
H4——4个方格共有的角点标高。
则场地设计标高H0可改写成下列形式
2.场地设计标高的调整
(1)土的可松性影响
调整后的设计标高值:
式中:
Vw——按理论标高计算出的总挖方体积;
Fw,Ft——按理论设计标高计算出的挖方区、填方区总面积;
Ks′——土的最后可松性系数。
(2)场内挖方和填土的影响
(3)场地泄水坡度的影响
①单向泄水时各方格角点的设计标高
Hn=H0±li
式中:
Hn——场内任意一方格角点的设计标高(m);
l——该方格角点至场地中心线的距离(m);
i——场地泄水坡度(不小于0.2%);
±——该点应比H0高则用“+”,反之用“-”。
例如图1-6a)中,角点10的设计标高为:
②双向泄水时各方格角点的设计标高
式中:
lx,ly——该点于x-x,y-y方向上距场地中心点的距离
ix,ix——场地在x-x,y-y方向上的泄水坡度。
例如图1-6b)中,角点10的设计标高:
【1-2】某建筑物地方格网、自然地面标高如图1-7所示,方格边长
。
泄水坡度ix=2‰,iy=3‰,不考虑土的可松性及其他影响,试确定方格各角点的设计标高。
【解】
(1)初算设计标高
(2)调整设计标高
H1=70.29-30×2‰+30×3‰=70.32(m)
H2=70.29-10×2‰+30×3‰=70.36(m)
H3=70.29+10×2‰+30×3‰=70.40(m)
其他见图1-8
七、钢筋下料长度计算
(一)弯起钢筋中间部位弯折处的量度差值
当D=5d时,弯折角度为α,钢筋弯折处得外包尺寸为折线A'B'与B'C'之和
钢筋弯折处钢筋轴线长度弧ABC为:
则弯折处量度差值为:
当弯折45°时,即将α=45°代入上式,其量度差值为:
同理,当弯折30°时,量度差值为0.306d,取0.3d;
当弯折60°时,量度差值为0.9d,取1d;
当弯折90°时,量度差值为2.29d,取2d;
当弯折为135°时,量度差值为3d。
(二)钢筋末端弯钩或弯折时下料长度增长值计算
(1)HPB235级钢筋180°弯钩增长值
取D=2.5d,则
因一般钢筋外包尺寸是由A量到F'
故每一弯钩增加长度为:
(已考虑量度差值)
(2)HRB335级和HRB400级钢筋弯折时下料长度的增长值计算
(三)箍筋弯钩增长值
箍筋90°弯钩时每个弯钩增长值为:
;
箍筋180°弯钩时每个弯钩增长值为:
;
箍筋135°弯钩时每个弯钩增长值为:
。
(四)钢筋理论重量的计算
不同直径的钢筋重量=钢筋长度×相应直径钢筋每米长的理论重量
【例4-2】某建筑物有5根钢筋混凝土梁L1,配筋图如图4-63所示,③、④号钢筋为45°弯起,⑤号箍筋按抗震结构要求,试计算各号钢筋下料长度及5根梁钢筋总重量。
【解】钢筋端部保护层厚度取10mm,其他位置保护层厚度取25mm。
①号钢筋下料长度:
6240-2×10=6220
每根钢筋重量=2.47×6.220=15.36kg
②号钢筋
外包尺寸:
6240-2×10=6220
下料长度:
6220+2×6.25×10=6345
每根重量=0.617×6.345=3.91kg
③号钢筋
外包尺寸分段计算
端部平直段长:
240+50+500-10=780
斜段长:
(500-2×25)×1.414=636
中间直段长:
6240-2(240+50+500+450)=3760
端部竖直外包长:
200×2=400
下料长度=外包尺寸-量度差值
=2(780+636)+3760+400-2×2d-4×0.5d
=6562+400-2×2×20-4×0.5×20
=6872
每根重量=2.47×6.872=16.97kg
同理④号钢筋下料长度亦为6872mm,每根重量亦为16.97kg
⑤号钢筋
外包尺寸:
宽度200-2×25+2×6=162
高度500-2×25+2×6=462
箍筋形式取135°/135°形式,D取25mm,平直段取10d,则两个135°弯钩增长值为:
箍筋有三处90°弯折量度差值为:
3×2d=3×2×6=36
⑤号钢筋下料长度:
2×(162+462)+156-36=1368mm
每根重量=0.222×1368=0.30kg
5根梁钢筋总重量=[15.36×2+3.91×2+16.97+16.97+0.30×(6/0.2+1)]×5=408.9kg
2.计算下图
(1)中弯起筋及图
(2)中箍筋的下料长度。
(各5分)
2.解:
(1)号钢筋:
L=(260+550×1.414×2+4230+260)-0.5×20×4+6.25×20×2
=6515mm(5分)
(2)号箍筋:
外包尺寸:
宽度250-2×20+2×8=226
高度600-2×20+2×8=576
箍筋形式取90°/90°形式,D取25mm,平直段取10d,则两个90°弯钩增长值为:
箍筋有三处90°弯折量度差值为:
3×2d=3×2×8=48
下料长度:
2×(226+576)+170.8-48=1726.8mm(5分)
一、混凝土的制备
(一)混凝土配制强度的确定
式中:
fcu,o——混凝土的施工配制强度(MPa);
fcu,k——设计的混凝土强度标准值(MPa);
σ——施工单位的混凝土强度标准差(MPa)。
式中:
fcu,i——统计周期内同一品种混凝土第i组试件的强度值(MPa);
μfcu——统计周期内同一品种混凝土N组强度的平均值(MPa);
N——统计周期内同一品种混凝土试件的总组数,N≥25。
(二)混凝土施工配合比
水泥:
砂:
石子=1:
x:
y
水灰比W/C
现测得砂含水率为Wx,石子含水率Wy,则施工配合比:
水泥:
砂:
石子=1:
x(1+Wx):
y(1+Wy)
水灰比W/C不变,但用水量应扣除砂石中所含水的重量。
【例4-3】某工程混凝土实验室配合比为1:
2.26:
4.48,水灰比W/C=0.61,每1m3混凝土水泥用量C=295kg,现场实测砂含水率为3%,石子含水率为1%,求施工配合比。
如采用出料容量为250L的搅拌机,求搅拌每盘混凝土的各种材料投料量。
【解】施工配合比为
水泥∶砂∶石子=1∶x(1+Wx)∶y(1+Wy)
=1∶2.26(1+3%)∶4.48(1+1%)
=1∶2.33∶4.52
250L搅拌机每盘投料量为:
水泥:
295×0.25=73.75(取75kg,即一袋半)
砂:
75×2.33=174.75(kg)
石子:
75×4.52=339(kg)
水:
75×0.61-75×2.26×3%-75×4.48×1%=45.75-5.085-3.36=37.31kg
混凝土原材料的偏差,不得超过以下数值:
水泥、混合材料±2%;粗细集料±3%;水、外加剂±2%。