土钉边坡支护结构混凝土面层截面强度验算

在【尺寸】菜单内，面层类型有两种选择，一是混凝土面层，二是钢筋网，本文着重介绍混凝土面层的截面强度验算。

进行截面强度验算之前，首先我们要明确结构受力，在GEO5帮助文档中的混凝土面层受力计算简图如下：

依据此图，软件会分析得到

面层竖向受力图

某一土钉处水平受力图

软件能够计算出各竖向位置出的弯矩与剪力，与水平土钉相同高度处的水平方向的内力，

在【截面强度验算】界面，进行钢筋配置，在这里面配置的钢筋起的是抗弯作用，钢筋的数量跟直径影响截面抗弯承载力Mv，而影响Vu是只是混凝土的参数（截面与材料），具体内容如下：

当【分析设置】界面中选择“中国规范GB50010-2010”作为混凝土结构设计规范，

1. 混凝土面层抗剪计算

软件抗剪计算，会根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.3.3条进行计算，

根据规范6.3.3条，这里也可以明确，板的抗剪由混凝土提供，我们在板内放置的直的钢筋（水平与竖向，单层或双层）是不提供抗剪作用，除非钢筋有弯起，通常我们不设置弯起钢筋，

所有面板的抗剪验算还是由混凝土提供抗剪力如下：

=0.7*1*1.43N/m2*1000*（200-20-6）/1000=174.17kN/m

其中h0=h-as-d/2。

手算Vc与我们上面截图数值一致，可以说明软件计算结果的正确性。

如果软件计算提示抗剪不满足要求，需要配筋的话，建议提高混凝土面板的厚度。

2. 混凝土面层抗弯计算

2.1. 钢筋种类的区分及位置

在截面【截面强度验算】界面，配筋可以有四种选项，可配置竖向钢筋、水平钢筋、双面钢筋网、单面钢筋网。

2.1.1. 竖向钢筋

当选择竖向钢筋时，点击“添加”，在弹出的对话框中，可以取消勾选最大弯矩，设置深度，软件会自动获得该深度处的弯矩设计值，然后进行配筋。

这里的宽度是延着水平方向(垂直纸面的方向)的宽度，这里的宽度功能可以按真实的宽度输入，也可以只输入1m或其他数值输入，建议按1m输入，那么设置的钢筋根数即为每延米的需求量。竖向钢筋水平方向(垂直纸面的方向)是等间距布置的。

对于竖向钢筋通常是沿竖向通常配置的，但是软件可以计算出各个竖向深度处的配筋量。通过这个功能，我们可以延竖向分段布筋（类似抗滑桩分段配筋一样，但是没必要，因为我们 面层板不厚，省不了多少钢筋，还增加施工的难道），因为支持分段配筋那么也可以分别配置面侧和背侧钢筋。

关于钢筋的放置位置取决于所选的截面，软件按背侧弯矩为正，面侧弯矩为负，当依据正Md配筋计算，配置的钢筋应该在背面，也就是靠土一侧。

2.1.2水平钢筋

水平钢筋放置的位置于土钉齐平，因为不同高度处土钉受力不同，混凝土面层的内力也会不同。所以软件对于水平钢筋的配置可选择不同土钉编号处进行计算。

这里的截面宽度，指的是5号土钉所在位置深度方向（竖直方向）的范围，因为各个编号土钉受力可能不一样，如果想精确配筋的话，可以将这个宽度设置成上下土钉层间的间距值。但是没必要，通常都是按最不利的进行设计，也就是选择最底层的土钉，然后所有的水平钢筋延着深度方向（竖直）等间距布置。这里的截面宽度同样建议设置为1m，那么设置的钢筋根数即为每延米的需求量。所有的水平钢筋延着深度方向（竖直）等间距布置。

同样依据我们的计算理论，垂直纸面方向，计算出来的混凝土面层弯矩值有正有负，有大有小。我们可以需要挑选出正弯矩最大的进行背侧钢筋配置，负弯矩面侧进行靠土一侧钢筋配置。

2.1.3双面钢筋网

上面的竖向钢筋、水平钢筋选项支持的是面侧和背侧分别配筋或者单独只配置一侧或者一种。下面我们介绍的双面钢筋网其实就是双层等量配筋，面侧与背侧配筋量默认是相同的。可以双向（水平+竖直）或者仅配置某一方向（水平或者竖直）的钢筋。输入的是一侧的每延米的配筋量

注意此处的内力选择水平钢筋或者竖直钢筋，对计算结果没有影响，软件都会自动提取水平受力和竖直受力的正负弯矩的绝对值最大项去验算。具体如下：

2.1.4单面钢筋网

混凝土面层板受力分析后弯矩必定都会有正负值，详细看开篇计算简图，也就是面侧或背侧都会有受拉，所以此处单面钢筋网显然不适用。通常用的比较少的。除非一侧弯矩计算的弯矩最大值很小可忽略。这侧的配筋可以自己按照最小配筋率设置。

以上介绍的是混凝土面层的抗弯计算，如果面层不厚，可以依据经验直接按最小配筋率给配筋，此处的计算抗弯不满足的结果可以进行忽略。在打印计算书时候，将左侧树菜单截面强度验算进行勾选掉，这样计算书中将不会出现此内容。

2.2. 面板抗弯钢筋配筋验算

计算配筋面积时，会依据规范考虑计算截面的最小配筋率和最大配筋率。

软件抗弯计算，会根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》6.2.10条进行计算，

时，首先计算混凝土受压区高度：

如果受压区高度小于界限受压区高度（x < ξbh0），由下式计算得到受拉钢筋的截面面积Ast：

通常对面此处的面层板这些就足够了，基本上受压区高度小于界限受压区高度。