城市地下建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、地下建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一. 荷載計(jì)算1.1結(jié)構(gòu)尺寸及地層示意圖圖1-1 結(jié)構(gòu)尺寸及地層示意圖1.2隧道外圍荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算1.2.1自重 -鋼筋混凝土自重；管片厚度；1.2.2均布豎向地層荷載豎向地層荷載： 地面超載：近似均布拱背土壓力：其中： 1.2.3水平地層均布荷載其中：則：1.2.4按三角形分布的水平地層壓力其中： 1.2.5拱底反力1.2.6側(cè)向土層抗力其中：襯砌圓環(huán)抗彎剛度:襯砌圓環(huán)抗彎剛度折減系數(shù):；則：取1.2.7荷載示意圖圖1-2 圓環(huán)外圍荷載示意圖二、 內(nèi)力計(jì)算取一米長度圓環(huán)進(jìn)行計(jì)算，其中荷載采用設(shè)計(jì)值，即考慮荷載組合系數(shù)。計(jì)算結(jié)果如下表（已考慮荷載組合系數(shù)）： 隧道圓環(huán)

2、內(nèi)力計(jì)算結(jié)果截面/度弧度內(nèi)力 荷 重自重軸線半徑均布豎向地層荷載水壓水平地層均布荷載底部反力水平壓力pk引起的圓環(huán)內(nèi)力每米內(nèi)力g(kn/)rh(m)q(kn/)q(kn/)p1(kn/)pr(kn/)p2(kn/)pk(kn/)10.52.925173.51299.241184.81239.45178.983 00 m kn.m44.917 2.925 443.867 -25.667 -212.267 -77.478 -35.440 -80.414 57.517 180.314 38.401 2.925 365.363 -10.432 -171.768 -69.283 -30.263 -68.

3、731 53.288 360.628 20.341 2.925 157.627 0.802 -65.723 -45.500 -15.426 -34.824 17.297 540.942 -5.023 2.925 -106.410 6.939 65.401 -8.453 6.193 17.763 -23.591 721.256 -31.360 2.925 -335.864 7.377 171.569 38.233 28.349 74.578 -47.119 901.570 -51.241 2.925 -455.617 2.074 212.267 89.994 42.174 102.241 -58

4、.109 1081.884 -57.340 2.925 -432.007 -8.452 171.966 139.897 39.913 65.439 -80.585 1262.198 -43.679 2.925 -265.550 -23.171 66.044 159.853 19.944 -46.542 -133.101 1442.512 -6.735 2.925 27.475 -40.644 -65.080 91.930 -10.541 -34.824 -38.419 1622.826 53.736 2.925 418.415 -59.163 -171.369 -126.531 -37.914

5、 -68.731 8.444 1803.140 134.302 2.925 869.040 -76.916 -212.266 -530.342 -48.941 -80.414 54.462 00n kn-15.356 2.925 -53.797 573.621 290.280 57.301 36.118 81.691 969.857 180.314 -11.627 2.925 -2.750 558.386 262.588 54.499 34.287 77.696 973.079 360.628 -1.094 2.925 131.658 547.151 190.079 46.368 28.377

6、 66.104 1008.643 540.942 14.366 2.925 300.305 541.015 100.421 33.703 18.366 46.688 1054.863 721.256 31.925 2.925 442.211 540.577 27.828 17.742 6.926 17.299 1084.508 901.570 48.206 2.925 507.479 545.880 0.000 0.046 0.006 0.000 1101.617 1081.884 59.779 2.925 499.408 556.406 27.556 -42.674 4.081 17.347

7、 1121.903 1262.198 63.670 2.925 442.500 571.125 99.982 -116.933 21.438 46.833 1128.613 1442.512 57.839 2.925 342.320 588.598 189.639 -177.194 47.050 64.931 1113.183 1622.826 41.537 2.925 208.665 607.116 262.316 -170.178 70.010 77.696 1097.162 1803.140 15.510 2.925 54.606 624.869 290.279 -58.160 79.2

8、76 81.691 1088.070 根據(jù)表格所示，在度時(shí)軸力最大和彎矩最大三、 標(biāo)準(zhǔn)管片配筋計(jì)算3.1 截面及內(nèi)力確定由上述內(nèi)力計(jì)算，取，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，襯砌管片同時(shí)受到較大的正彎矩與負(fù)彎矩，采用對(duì)稱配筋。簡化模型為b=1000mm，h=350mm，保護(hù)層厚度取50mm。根據(jù)修正慣用法中的-法，由于縱縫接頭的存在而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體剛度降低，取圓環(huán)整體剛度為： 而管片的內(nèi)力： a.最大負(fù)彎矩時(shí)：b.最大正彎矩時(shí)：3.2 環(huán)向鋼筋計(jì)算3.2.1按最大負(fù)彎矩配筋假設(shè)為大偏心構(gòu)件:，?。翰捎脤?duì)稱配筋：其中：，鋼筋選用hrb335鋼，則：由此：得： 近似?。捍_為大偏心。對(duì)取矩： 由此算出：選配432（）（%

9、）3.2.2按最大正彎矩配筋 假設(shè)為大偏心構(gòu)件:，?。翰捎脤?duì)稱配筋：其中：，鋼筋選用hrb335鋼，則：由此：得： 近似取：確為大偏心。對(duì)取矩： 由此算出：選配228（）（）從安全角度考慮按最大負(fù)彎矩配筋。3.3環(huán)向彎矩平面承載力驗(yàn)算（按軸心受壓驗(yàn)算）查混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理表3-1，得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：，（縱向鋼筋配筋率）（構(gòu)件截面面積）滿足要求 四、抗浮驗(yàn)算盾構(gòu)隧道位于含地下水的土層中時(shí)受到地下水的浮力作用，故需驗(yàn)算隧道的抗浮穩(wěn)定性，用抗浮系數(shù)：式中：隧道自重g拱背土壓力p垂直荷載f水浮力則： 滿足要求其中：水壓力：五. 縱向接縫驗(yàn)算5.1接縫強(qiáng)度計(jì)算近似地把螺栓看作受拉鋼筋，假設(shè)選用1根螺栓

10、。按偏心受壓鋼筋混凝土截面盡行計(jì)算。5.1.1.負(fù)彎矩接頭（截面） ，其中：-螺栓預(yù)應(yīng)力引起的軸向力，取m30細(xì)螺紋由：得：為大偏心受壓,則： 滿足要求5.1.2正彎矩接頭（截面） ，由：得：為大偏心受壓,則： 滿足要求5.2接縫張開裂度驗(yàn)算管片拼裝之際由于受到螺栓（5.8級(jí)），在接縫上產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力：其中：螺栓預(yù)應(yīng)力引起的軸向力，取m30細(xì)螺紋( )螺栓與重心軸偏心距（取25mm）襯砌截面面積和截面距當(dāng)接縫受到外荷載，由外荷載引起的應(yīng)力：其中：外荷載，由外荷載引起的內(nèi)力襯砌截面面積和截面距選取不利接縫截面（），計(jì)算如下：由此可得接縫變形量：其中：e防水涂料抗拉彈性模量（取3mpa）l涂料厚度（取

11、5mm）n螺栓個(gè)數(shù)。則：環(huán)向每米寬度內(nèi)選用1只螺栓即可滿足要求，但是根據(jù)以上接縫強(qiáng)度計(jì)算每沿米寬度需要2只螺栓才能滿足要求?？紤]安全問題，所以取2只螺栓。六、裂縫張開驗(yàn)算取最大彎矩處進(jìn)行裂縫驗(yàn)算（即截面），此處滿足要求，則其他位置亦可滿足。    根據(jù)gb50010-2002的8.1.2對(duì)的偏心受壓構(gòu)件可不驗(yàn)算裂縫寬度。所以，管片裂縫張開滿足要求。七、環(huán)向接縫驗(yàn)算環(huán)縫的綜合伸長量：其中:管片伸長量: 縱向螺栓伸長量: 管片彎矩取最大值，即為126°時(shí)彎矩最大混凝土面積：按環(huán)形斷面計(jì)算： 混凝土：計(jì)算縱向螺栓（m30，45鋼），螺栓長度為160mm 滿足要求八、管片局部抗壓驗(yàn)算由于管片連接時(shí)在螺栓上施加預(yù)應(yīng)力，故需驗(yàn)算螺栓與混凝土連接部位的局部抗壓強(qiáng)度。圓形襯砌外徑為6200mm，內(nèi)徑5500mm，盾構(gòu)外徑6340mm，盾構(gòu)千斤頂中心線直徑5815mm，盾構(gòu)千斤頂共24臺(tái)，每臺(tái)最大頂力為1500kn，頂塊受力面積尺寸為。根據(jù)規(guī)范gb50010-2002，驗(yàn)算式中： 局部受壓面上作用的局部荷載或局部壓力設(shè)計(jì)值,取1500kn；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取