专利名称：地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法
技术领域：
本发明属于建筑结构设计技术，具体涉及一种地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法。
背景技术：
地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处会承受水压产生的推力，该推力的方向垂直于沟壁，指向沟道外侧，并且推力较大，会对沟道产生较大的剪切作用。传统的抗剪切构造方法为在沟道转弯处的沟壁与基坑开挖面之间的区域用C15素混凝土或毛石混凝土浇筑密实，使沟壁与浇筑的混凝土和基坑成为一个整体，共同抵抗水压对沟道产生的剪切作用。·
以上所述方法虽然能够较好地抵抗沟道在转弯处的剪切作用，但是，当沟道与基坑开挖面的距离较远，或者由于其它原因时，将无法或者不适合在沟道与基坑开挖面之间的区域浇筑混凝土。因此，需要发明一种新的构造方法，不受沟道与基坑开挖面距离，或者其它条件的限制，在常见的施工场地条件下均可以很好地抵抗地下沟道在转弯处的剪切作用，以实现设计目的，保证沟道的使用功能。
发明内容
本发明的目的是针对现有实际问题的复杂性，提供一种简单有效的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，方便施工、节约造价，并具有广泛的适用范围。本发明的技术方案如下一种地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，在普通钢筋混凝土沟道转弯处的外侧沟壁下方设置钢筋混凝土抗剪键，所述钢筋混凝土抗剪键与沟壁整体浇注，通过钢筋混凝土抗剪键抵抗沟道在转弯处由于沟道内的水压作用在沟道外侧沟壁上面产生的剪切作用。进一步，如上所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其中，所述钢筋混凝土抗剪键的位置位于沟道转弯处的外侧沟壁的整个弧线段。进一步，如上所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其中，所述钢筋混凝土抗剪键的宽度与沟道的沟壁厚度相同。进一步，如上所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，
其中，所述钢筋混凝土抗剪键的高度的计算公式如下
1000/W
r n a -------\-a
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* S其中，a—抗剪键的高度； P—沟道内的水压力；h—沟壁厚度；H—沟道的高度；
a cv-斜截面混凝土受剪承载力系数；Asv—配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；S-沿抗剪键长度方向的箍筋间距；fyv-箍筋的抗拉强度设计值；ft-混凝土的抗拉强度设计值；as—纵向受力钢筋的合力作用点至抗剪键外边缘的距离。进一步，如上所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其中，所述钢筋混凝土抗剪键内设置若干U形钢筋，U形钢筋按照抗拉钢筋的锚固长度要求 锚入沟道外侧沟壁内；钢筋混凝土抗剪键内沿抗剪键长度方向通长设置若干纵向钢筋。更进一步，如上所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其中，所述钢筋混凝土抗剪键内的钢筋与沟壁钢筋同时绑扎。本发明的有益效果如下本发明所提供的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法既简单有效又设置巧妙，既能起到抵抗剪切作用的理想效果，又原理清晰，计算方法可靠，施工方便，经济性好。该方法适用范围广泛，不受沟道基坑开挖范围或者其它条件的限制，在常见的施工场地条件下均可以使用。
图I为地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处设置抗剪键的平面示意图；图2为沟道转弯处的纵剖面示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。当地下沟道在转弯处受到沟道内的水压作用时，本发明所提供的构造方法在转弯处的普通钢筋混凝土沟道的外侧沟壁下方，设置钢筋混凝土抗剪键，利用钢筋混凝土较强的剪切强度，用来抵抗沟道在转弯处由沟道内的水压作用在沟道上面产生的剪切作用。设置抗剪键的适用范围广泛，可以不受沟道基坑开挖范围或者其它条件的限制，在常见的施工场地条件下均可以使用。抗剪键的尺寸和抗剪键内的钢筋直径及间距可以通过国家标准《钢筋混凝土结构设计规范》GB50010中的钢筋混凝土抗剪切计算公式求得，计算方法成熟可靠，获得各界认可。实施例如图I、图2所示，普通钢筋混凝土沟道I的转弯处会承受水压产生的推力，图I中箭头方向即为水流方向，该推力的方向垂直于沟壁，指向沟道外侧，因此，主要是对外侧沟壁2产生剪切作用。通过在外侧沟壁2的下方设置钢筋混凝土抗剪键3，钢筋混凝土抗剪键3的位置位于沟道转弯处的外侧沟壁的整个弧线段，钢筋混凝土抗剪键3与沟壁整体浇注，通过钢筋混凝土抗剪键抵抗沟道在转弯处由于沟道内的水压作用在沟道外侧沟壁上面产生的剪切作用。所述的钢筋混凝土抗剪键3内设置若干U形钢筋4，U形钢筋4按照抗拉钢筋的锚固长度要求从下部锚入沟道侧壁内，一方面可以和抗剪键的混凝土共同抵抗剪切作用；另一方面，将抗剪键与沟壁连接为一个整体，使其共同受力，更好地抵抗剪切作用，同时有效避免抗剪键与沟壁的连接处产生裂缝或破坏。抗剪键内沿抗剪键长度方向通长设置若干纵向钢筋5，本实施例中四组纵向钢筋5在U形钢筋4内对称设置，一方面可以保证抗剪键的抗弯和抗剪强度，另一方面，可以辅助固定抗剪键内的U形钢筋。设沟道的高度为H(mm)，沟壁厚度为h (mm)，抗剪键的高度为a (mm)，宽度为b (mm)，沟道内的水压力为P (Mpa)。取长度为IOOOmm的沟道为计算单元，则计算单元内抗剪键受到的沟道内的水压力为 PXHX1000 (N)。抗剪键的宽度b取与沟道的沟壁厚度h相同，SP :b=h。抗剪键的高度a与沟道高度H的关系，推导如下
根据国家标准《混凝土结构设计规范》(6850010-2010)第6.3.4条，推导得
\000PH
「 I a 二-— + aaJM/Λ
-S上式中各参数的含义如下a—抗剪键的高度(mm)；P—沟道内的水压力为P (Mpa)；h—沟壁厚度(mm)；H—沟道的高度为H (mm);α 一斜截面混凝土受剪承载力系数，可取O. 7 ;Asv—配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积(mm2)，即nAsvl，此处，η为在同一个截面内箍筋的肢数，Asvl为单肢箍筋的截面面积；s—沿抗剪键长度方向的箍筋间距；fyv一箍筋的抗拉强度设计值(Mpa);ft一混凝土的抗拉强度设计值(Mpa)；as—纵向受力钢筋的合力作用点至抗剪键外边缘的距离(mm)，它与混凝土保护层、纵向受力钢筋直径及钢筋的排列顺序有关，对于一排钢筋近似取35_，对于两排钢筋近似取60mm。在沟道下沟壁和抗剪键的下方均事先浇注C15素混凝土垫层6。抗剪键3与沟壁2整体浇筑，可以保证该抗剪键将与沟壁牢固地浇筑在一起，一方面可以使抗剪键与沟壁共同受力，更好地抵抗剪切作用；另一方面，可以有效避免抗剪键与沟壁的连接处产生裂缝或破坏。抗剪键的钢筋设置简单，可以和沟壁钢筋同时绑扎，抗剪键的混凝土可以和沟壁混凝土同时浇筑，施工简单，易于操作，节约造价。本发明的方法既简单有效又设置巧妙，既能起到抵抗剪切作用的理想效果，又原理清晰，计算方法可靠，施工方便，经济性好。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.ー种地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其特征在于在普通钢筋混凝土沟道转弯处的外侧沟壁下方设置钢筋混凝土抗剪键，所述钢筋混凝土抗剪键与沟壁整体浇注，通过钢筋混凝土抗剪键抵抗沟道在转弯处由于沟道内的水压作用在沟道外侧沟壁上面产生的剪切作用。
2.如权利要求I所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其特征在于所述钢筋混凝土抗剪键的位置位于沟道转弯处的外侧沟壁的整个弧线段。
3.如权利要求I或2所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其特征在干所述钢筋混凝土抗剪键的宽度与沟道的沟壁厚度相同。
4.如权利要求I或2所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其特征在于所述钢筋混凝土抗剪键的高度的计算公式如下 [000PM a =-—+ as 其中，a—抗剪键的高度； P—沟道内的水压カ； h-沟壁厚度； H-沟道的高度； a cv-斜截面混凝土受剪承载カ系数； Asv-配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积； S-沿抗剪键长度方向的箍筋间距； fyv-箍筋的抗拉强度设计值； ft-混凝土的抗拉强度设计值； as__纵向受力钢筋的合力作用点至抗剪键外边缘的距离。
5.如权利要求I或2所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其特征在于所述钢筋混凝土抗剪键内设置若干U形钢筋，U形钢筋按照抗拉钢筋的锚固长度要求锚入沟道外侧沟壁内。
6.如权利要求5所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其特征在干钢筋混凝土抗剪键内沿抗剪键长度方向通长设置若干纵向钢筋。
7.如权利要求6所述的地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法，其特征在干所述钢筋混凝土抗剪键内的钢筋与沟壁钢筋同时绑扎。
全文摘要
本发明属于建筑结构设计技术，具体涉及一种地下有水压的钢筋混凝土沟道在转弯处的抗剪切构造方法。该方法在普通钢筋混凝土沟道转弯处的外侧沟壁下方设置钢筋混凝土抗剪键，所述钢筋混凝土抗剪键与沟壁整体浇注，通过钢筋混凝土抗剪键抵抗沟道在转弯处由于沟道内的水压作用在沟道外侧沟壁上面产生的剪切作用。本发明适用范围广泛，不受沟道基坑开挖范围或者其它条件的限制，在常见的施工场地条件下均可以使用，施工方便，经济性好。
文档编号E02D29/045GK102953354SQ201210401249
公开日2013年3月6日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者李原, 王晓东, 王宝树 申请人:中国核电工程有限公司