问答题
永久性岩层锚杆采用三根热处理钢筋，每根钢筋直径d＝10mm，抗拉强度设计值为fy＝1000N/mm2，锚固体直径D＝100mm，锚固段长度为4.0m，锚固体与软岩的黏结强度特征值为frb＝0.3MPa，钢筋与锚固砂浆间黏结强度设计值fb＝2.4MPa，已知夹具的设计拉拔力y＝1000kN，根据《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2002)，当拉拔锚杆时，试计算锚杆轴向拉力设计值。
【正确答案】
【答案解析】锚杆轴向拉力设计值由三个强度控制，即钢筋强度、锚杆与土层摩阻力及钢筋与砂浆黏结力，取三者最小值为锚杆轴向拉力设计值。
锚杆轴向拉力标准值和设计值按下式计算
式中：Nak——锚杆轴向拉力标准值(kN)；
Na——锚杆轴向拉力设计值(kN)；
Htk——锚杆所受水平拉力标准值(kN)；
α——锚杆倾角(°)；
γQ——荷载分项系数，可取1.30，当可变荷载较大时应按现行荷载规范确定。
(1)按钢筋强度计算锚杆拉力
式中：As——锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积(m2)；
ξ2——锚筋抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92；
γ0——边坡工程重要性系数；
fy——锚杆或预应力钢绞线抗拉强度设计值(kPa)。
(2)按锚固段与土层的摩阻力计算锚杆拉力
式中：la——锚固段长度(m)，尚应满足规范GB 50330—2002第7.4.1条要求；
D——锚固体直径(m)；
frb——地层与锚固体黏结强度特征值(kPa)；
ξ1——锚固体与地层黏结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33。
Nak≤laξ1πDfrb
la＝4.0m，D＝0.1m，frb＝300kPa，ξ1＝1.0
Nak≤4×1.0×3.14×0.1×300＝376.8kN
Na＝γQNak＝1.3×376.8＝489.8kN
(3)按钢筋与砂浆黏结力计算锚杆拉力
式中：la——锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度(m)；
d——锚杆钢筋直径(m)；
n——钢筋(钢绞线)根数(根)；
γ0——边坡工程重要性系数；
fb——钢筋与锚固砂浆间的黏结强度设计值(kPa)；
ξ3——钢筋与砂浆黏结强度工作条件系数，对永久性锚杆取0.60，对临时性锚杆取0.72。
锚杆轴向拉力标准值和设计值按下式计算
式中：Nak——锚杆轴向拉力标准值(kN)；
Na——锚杆轴向拉力设计值(kN)；
Htk——锚杆所受水平拉力标准值(kN)；
α——锚杆倾角(°)；
γQ——荷载分项系数，可取1.30，当可变荷载较大时应按现行荷载规范确定。
(1)按钢筋强度计算锚杆拉力
式中：As——锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积(m2)；
ξ2——锚筋抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92；
γ0——边坡工程重要性系数；
fy——锚杆或预应力钢绞线抗拉强度设计值(kPa)。
(2)按锚固段与土层的摩阻力计算锚杆拉力
式中：la——锚固段长度(m)，尚应满足规范GB 50330—2002第7.4.1条要求；
D——锚固体直径(m)；
frb——地层与锚固体黏结强度特征值(kPa)；
ξ1——锚固体与地层黏结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33。
Nak≤laξ1πDfrb
la＝4.0m，D＝0.1m，frb＝300kPa，ξ1＝1.0
Nak≤4×1.0×3.14×0.1×300＝376.8kN
Na＝γQNak＝1.3×376.8＝489.8kN
(3)按钢筋与砂浆黏结力计算锚杆拉力
式中：la——锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度(m)；
d——锚杆钢筋直径(m)；
n——钢筋(钢绞线)根数(根)；
γ0——边坡工程重要性系数；
fb——钢筋与锚固砂浆间的黏结强度设计值(kPa)；
ξ3——钢筋与砂浆黏结强度工作条件系数，对永久性锚杆取0.60，对临时性锚杆取0.72。