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1、第一章 功能概述理正巖土隧道襯砌計(jì)算軟件采用襯砌的邊值問題及數(shù)值解法:將襯砌結(jié)構(gòu)的計(jì)算化為非線性常微分方程組的邊值問題,采用初參數(shù)數(shù)值解法,并結(jié)合水工隧洞的洞型和荷載特點(diǎn),以計(jì)算水工隧洞襯砌在各主動(dòng)荷載及其組合作用下的內(nèi)力、位移及抗力分布。無須假定襯砌上的抗力分布,由程序經(jīng)迭代計(jì)算自動(dòng)得出。一、襯砌斷面類型: 圓形 拱形 圓拱直墻形 圓拱直墻形(無底板) 圓拱直墻形(底圓角) 馬蹄形 馬蹄形(平底) 馬蹄形(開口) 高壁拱 漸變段 矩形 圓拱直墻形(底拱) 直墻三心圓拱形 三心圓拱形(地鐵)二、支座類型 固定 簡(jiǎn)支 彈性三、荷載情況 圍巖壓力 自重 灌漿壓力 外水壓力 內(nèi)水壓力四、
2、輸出的結(jié)果計(jì)算書及圖形結(jié)果: 軸力圖 剪力圖 彎矩圖 變形圖 切向位移圖 法向位移圖 轉(zhuǎn)角位移圖 抗力分布圖等第二章 快速操作指南2.1 操作流程水工隧洞襯砌分析軟件的操作流程如圖2.1-1,每一步驟都有相對(duì)應(yīng)的菜單操作。圖2.1-1 操作流程2.2 快速操作指南2.2.1 選擇工作路徑設(shè)置工作路徑,既可以調(diào)入已有的工作目錄,也可在輸入框中鍵入新的工作目錄,后面操作中生成的所有文件(包括工程數(shù)據(jù)及計(jì)算書等)均保存在設(shè)置的工作目錄下。圖2.2-1 指定工作路徑注意:此處指定的工作路徑是所有巖土模塊的工作路徑。進(jìn)入某一計(jì)算模塊
3、后,還可以通過按鈕【選工程】重新指定此模塊的工作路徑。2.2.2 增加計(jì)算項(xiàng)目點(diǎn)擊【工程操作】菜單中的【增加項(xiàng)目】菜單或“增”按鈕來新增一個(gè)計(jì)算項(xiàng)目。圖 2.2-2 工程操作界面2.2.3 編輯原始數(shù)據(jù)圖2.2-3 數(shù)據(jù)交互對(duì)話框 注意:1. 集中的參數(shù)交互界面,即把幾乎所有的參數(shù)置于一個(gè)界面上,操作簡(jiǎn)單,大大提高了人機(jī)交互的效率,這是理正巖土系列軟件的一個(gè)共性特征。2. 同時(shí)提供了有關(guān)參數(shù)的即時(shí)彈跳說明信息,方便用戶理解參數(shù)的意義。2.2.4 當(dāng)前項(xiàng)目計(jì)算在數(shù)據(jù)交互對(duì)話框中設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù),點(diǎn)擊【計(jì)算】按鈕來進(jìn)行當(dāng)前題目的計(jì)
4、算;或者單擊輔助功能菜單的“計(jì)算”。2.2.5 計(jì)算結(jié)果查詢圖2.2-4 計(jì)算結(jié)果查詢界面計(jì)算結(jié)果查詢界面分為左右兩個(gè)窗口,左側(cè)窗口用于查詢圖形結(jié)果,右側(cè)窗口用于查詢文字結(jié)果。 第三章 操作說明3.1 關(guān)于計(jì)算例題的編輯3.1.1 增加例題與刪除當(dāng)前例題1通過【工程操作】菜單的“增加項(xiàng)目”和“刪除當(dāng)前項(xiàng)目”來增加一個(gè)新的例題或刪除當(dāng)前的例題。2“增”或“刪”按鈕增加一個(gè)新的例題或刪除當(dāng)前的例題。點(diǎn)擊“算”按鈕打開當(dāng)前模塊的交互界面。3.1.2 數(shù)據(jù)的讀寫通過【輔助功能】菜單的“讀入數(shù)據(jù)文件”可以將原來保存好的數(shù)據(jù)
5、讀進(jìn)來進(jìn)行計(jì)算;通過【輔助功能】菜單的“數(shù)據(jù)存盤到文件”可以將當(dāng)前例題的數(shù)據(jù)保存在磁盤上。3.1.3 把典型例題加入例題模板庫(kù)實(shí)際工程中會(huì)有一些具有一般代表性的典型例題,當(dāng)完成該例題的數(shù)據(jù)交互后,可通過【輔助功能】菜單中的“將此例題加入模板庫(kù)”把該例題存為例題模板,從而在每次新增例題時(shí)可以重復(fù)調(diào)用該例題的數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上修改少量的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。3.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖輔助操作菜單在數(shù)據(jù)交互界面的左側(cè)圖形窗口單擊鼠標(biāo)右鍵,彈出圖形顯示快捷菜單,使用該菜單可有效的查看計(jì)算簡(jiǎn)圖,可把計(jì)算簡(jiǎn)圖存為DXF格式的文件,用AUTOCAD等圖形編輯器進(jìn)行編輯。3.3 圍巖壓力操作說
6、明本軟件可以估算圍巖壓力的值,供用戶參考。在荷載界面點(diǎn)擊估算圍巖壓力按鈕,可以進(jìn)入圍巖壓力,這個(gè)界面由“計(jì)算公式及參數(shù)”和“計(jì)算結(jié)果”兩部分組成。圖3.3-1 計(jì)算公式及參數(shù)界面圖3.3-2 計(jì)算結(jié)果界面注意:頂部圍巖壓力(中)通過垂直公式計(jì)算出來的,而頂部圍巖壓力(左)、頂部圍巖壓力(右)、頂部圍巖壓力(側(cè))是頂部圍巖壓力(中)分別乘于垂直壓力左中比值、垂直壓力右中比值、垂直壓力側(cè)中比值而得來的值。3.4 快速查詢圖形結(jié)果3.4.1 選擇輸出圖形結(jié)果可以同時(shí)輸出計(jì)算簡(jiǎn)圖、軸力圖、剪力圖、彎矩圖、變形圖、切向位移圖、法向位移圖、轉(zhuǎn)角位移圖、抗力分布圖;也可以選擇單個(gè)圖形
7、輸出,通過在輸出選項(xiàng)列表中選擇相應(yīng)的選項(xiàng)來輸出對(duì)應(yīng)的圖形結(jié)果。圖3.4-1 計(jì)算結(jié)果簡(jiǎn)圖3.4.2 通過輔助功能菜單查看圖形結(jié)果單擊【輔助功能】菜單中的“查看計(jì)算圖形結(jié)果”項(xiàng),可查看當(dāng)前例題的圖形結(jié)果。圖3.4-2 查詢計(jì)算結(jié)果簡(jiǎn)圖3.4.3 圖形查詢輔助工具1圖形查詢工具欄2圖形查詢快捷菜單在圖形結(jié)果查詢窗口單擊鼠標(biāo)右鍵,彈出圖形查詢快捷菜單,可以方便地查看圖形。 3【圖形查詢】菜單3.5 計(jì)算書的編輯修改文字結(jié)果輸出較為完整的計(jì)算書,主要包括以下信息: 計(jì)算項(xiàng)目名稱 計(jì)算簡(jiǎn)圖 計(jì)算條件
8、(錄入的各種原始參數(shù)) 計(jì)算結(jié)論 軸力、剪力、彎矩、切向位移、法向位移、轉(zhuǎn)角、抗力、配筋、裂縫 內(nèi)力和位移圖形 中間計(jì)算結(jié)果(當(dāng)選擇輸出中間結(jié)果時(shí),可以輸出抗力假設(shè)驗(yàn)證的過程)。程序抗力驗(yàn)證的過程:首先假定各點(diǎn)沒有圍巖抗力的作用,即位移指向正法向,用“0”表示。當(dāng)某一點(diǎn)計(jì)算出的位移方向與假定的抗力分布不一致時(shí),重新假定該點(diǎn)為有抗力作用,用“1”表示,繼續(xù)計(jì)算,反復(fù)假定抗力作用情況,直到假定與計(jì)算的結(jié)果一致。文字結(jié)果可以使用文字編輯菜單進(jìn)行編輯,也可以用其它文本編輯器進(jìn)行編輯。3.6 襯砌標(biāo)準(zhǔn)斷面軟件提供了14種標(biāo)準(zhǔn)斷面類型可供選擇:圓形、拱形、圓拱直墻形、圓拱直墻形(無底板)、圓拱
9、直墻形(底圓角)、馬蹄形、馬蹄形(平底)、馬蹄形(開口)、高壁拱、漸變段、矩形、圓拱直墻形(底拱)、直墻三心圓拱形、三心圓拱形(地鐵)。對(duì)于有支座的襯砌類型,既可以計(jì)算對(duì)稱結(jié)構(gòu)襯砌,也可以計(jì)算非對(duì)稱結(jié)構(gòu)襯砌。3.7 幾個(gè)參數(shù)的說明計(jì)算分段數(shù)即在計(jì)算時(shí)劃分的單元數(shù)量,該參數(shù)影響計(jì)算的精度。一般可以先取1020之間的一個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)算,查看計(jì)算結(jié)果的合理性,結(jié)果不滿意可考慮增加該值重新計(jì)算。計(jì)算迭代次數(shù)指程序計(jì)算時(shí)迭代次數(shù)的上限值,一般情況下,只需迭代510次即可滿足計(jì)算要求??沽︱?yàn)證要求該參數(shù)影響抗力驗(yàn)證,選擇“高”時(shí)驗(yàn)證較多的點(diǎn)數(shù),選擇“低”時(shí)驗(yàn)證較少的點(diǎn)數(shù)。輸出中間計(jì)算結(jié)果可選擇是否
10、輸出中間計(jì)算結(jié)果。即輸出抗力-位移驗(yàn)證的過程。 注意:1. 當(dāng)采用不同的計(jì)算分段數(shù)兩次計(jì)算的結(jié)果非常接近時(shí),可認(rèn)為此時(shí)的解是合理的解。2. 當(dāng)程序計(jì)算過程中已經(jīng)滿足計(jì)算要求時(shí),迭代次數(shù)即使未達(dá)到該值也會(huì)自動(dòng)停止迭代;而迭代次數(shù)達(dá)到該值但仍未滿足計(jì)算要求時(shí),程序也會(huì)停止計(jì)算,這時(shí)會(huì)提示計(jì)算不成功。請(qǐng)考慮增加計(jì)算迭代次數(shù)后重新計(jì)算。3. 程序是根據(jù)計(jì)算分段數(shù)劃分單元,依次對(duì)逐個(gè)單元進(jìn)行圍巖抗力和對(duì)應(yīng)位移的驗(yàn)證,當(dāng)抗力驗(yàn)證要求選擇“低”時(shí),僅對(duì)每個(gè)單元的起點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證;當(dāng)抗力驗(yàn)證要求選擇“高”時(shí),對(duì)每個(gè)單元的起點(diǎn)和中點(diǎn)都進(jìn)行驗(yàn)證。因此該選項(xiàng)也有可能影響計(jì)算結(jié)果的收斂。詳見技術(shù)條件部分。3.8
11、 關(guān)于計(jì)算結(jié)果1結(jié)果的可靠性 本程序部分例題與水工設(shè)計(jì)手冊(cè)基礎(chǔ)理論(水利電力出版社)的桿件結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的解析解比較對(duì)照,結(jié)果一致。 90度拱僅在灌漿壓力作用下與相同條件下理正平面剛桁架計(jì)算軟件進(jìn)行對(duì)照,結(jié)果吻合。 2計(jì)算不收斂的可能原因 交互的計(jì)算迭代次數(shù)不夠! 截面剛度太弱(截面尺寸或彈性模量過?。? 參數(shù)之間的數(shù)量級(jí)相差太大!由于導(dǎo)致計(jì)算不成功的可能原因并不唯一,因此需要用戶認(rèn)真檢查交互的參數(shù),分析不成功的原因,修改相應(yīng)的參數(shù),重新計(jì)算。3.9 關(guān)于數(shù)據(jù)和結(jié)果文件數(shù)據(jù)和結(jié)果文件位于用戶設(shè)定好的工作目錄下。數(shù)據(jù)文件格式為*.CHQ,圖形文件格式*.DXF,計(jì)
12、算書格式為*.RTF。第四章 編制原理本軟件采用襯砌的邊值問題及數(shù)值解法(參見水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)(SD134-84)附錄七 隧洞襯砌計(jì)算通用程序):將襯砌結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)化非線性常微分方程組的邊值問題,采用初參數(shù)數(shù)值解法,并結(jié)合水工隧洞的洞型和荷載特點(diǎn),以計(jì)算水工隧洞襯砌在各主動(dòng)荷載及其組合作用下的內(nèi)力、位移及抗力分布。無須假定襯砌上的抗力分布,由程序經(jīng)迭代計(jì)算自動(dòng)得出。 編制依據(jù):水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范(SL279-2002);水工建筑物第三版 中國(guó)水利水電出版社 1997年5月第三版;混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010);水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 191-
13、2008);水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范(SL279-2002);水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范(DL/T5195-2004);鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10003-2005);公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D70-2004);水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(SL203-97)。4.1 坐標(biāo)系統(tǒng)由于水工隧洞襯砌的特點(diǎn),本系統(tǒng)采用的坐標(biāo)系是隨襯砌形狀不斷變化的局部坐標(biāo)系,即襯砌任一點(diǎn)的法向和切向構(gòu)成的坐標(biāo)系。4.2 荷載類型作用于襯砌上的各種荷載主要有:圍巖壓力、內(nèi)水壓力、外水壓力、自重和灌漿壓力。一般來說,程序是分別把形狀連續(xù)的襯砌段作為一個(gè)結(jié)構(gòu)段(圓形襯砌為頂拱和底拱兩部分)劃分為若干微段,然后分析每個(gè)微段上
14、受的荷載,把作用于該微段的荷載轉(zhuǎn)換成作用于該點(diǎn)的切向荷載qr和法向荷載qn。qn以指向內(nèi)法向?yàn)檎?,qr以面向外法向向左為正。4.2.1 襯砌自重1直線襯砌圖4.2-1 轉(zhuǎn)化示意圖(直線襯砌)2弧線襯砌圖4.2-2 轉(zhuǎn)化示意圖(弧線襯砌)4.2.2 水壓力無論是內(nèi)水壓力還是外水壓力其大小沿水位高度呈三角形分布。程序交互的內(nèi)水壓力水頭和外水壓力水頭相對(duì)于同一水頭零點(diǎn),即襯砌底部軸線標(biāo)高。對(duì)于襯砌上任一點(diǎn)的水壓力方向?yàn)樵擖c(diǎn)的法向,外水壓力指向內(nèi)法向,內(nèi)水壓力指向外法向。 圖4.2-3
15、; 左:外水壓力 右:內(nèi)水壓力內(nèi)水壓力:(4.2.2-1)外水壓力:(4.2.2-2)式中:Pw_in內(nèi)水壓力(kN/m);Pw_out外水壓力(kN/m);Hin內(nèi)水壓力水頭(m),由用戶交互;Hout外水壓力水頭(m),由用戶交互;w水的容重,程序中取10kN/m3;B單位長(zhǎng)度1m;外水壓力折減系數(shù),由用戶交互。4.2.3 灌漿壓力灌漿壓力法向作用于襯砌的外表面,程序可以分別交互頂拱(板)的灌漿壓力Pd或其它部分的灌漿壓力Pb。圖4.2-4 灌漿壓力4.2.4 圍巖壓力程序可以考慮上下左右4個(gè)方向的圍巖壓力如圖4.2-5:圖4.2-5
16、0; 圍巖壓力4.2.4.1 在任一位置圍巖壓力值Qx圍巖壓力分布形狀上有3種:均布荷載、梯形荷載、三角形荷載。 1. 均布荷載如圖4.2-5的頂部圍巖壓力和底部圍巖壓力為均布荷載。設(shè)均布荷載值為Q,則其在作用范圍內(nèi)任一點(diǎn)的大小均為均布荷載值Q,即:(4.2.4-1)2. 梯形荷載如圖4.2-5的側(cè)向圍巖壓力為梯形荷載。假設(shè)梯形分布荷載兩端部的值為Q1、Q2,則在其作用范圍內(nèi)任一點(diǎn)的值可通過線性內(nèi)插求得,即Qx是Q1、Q2、x的函數(shù):(4.2.4-2)3. 三角形荷載三角形荷載在任一位置的圍巖壓力值Qx也通過線性內(nèi)插求得,只是式4.2.4-2中Q1、Q2其中之一為0。4.
17、2.4.2 襯砌上任一點(diǎn)實(shí)際承受的圍巖壓力qx1. 直線襯砌上任一點(diǎn)實(shí)際承受的圍巖壓力qx(如圖4.2-5所示襯砌的直墻部分)(4.2.4-3)2. 弧線襯砌上任一點(diǎn)實(shí)際承受的圍巖壓力qx如圖4.2-6以半圓拱為例,按照荷載等效的原則求得弧段上任意一點(diǎn)實(shí)際承受的圍巖壓力為:(4.2.4-4)式中:Qx任一位置圍巖壓力值Qx(kN/m),由式4.2.4-1或式4.2.4-2求得;qx襯砌上任一點(diǎn)實(shí)際承受的圍巖壓力(kN/m);計(jì)算點(diǎn)與頂點(diǎn)之間包含的圓心角(度)。圖4.2-6 圍巖壓力4.2.4.3 襯砌上任一點(diǎn)實(shí)際承受的圍巖壓力qx在切向和法向的分力(4.2.
18、4-5)(4.2.4-6)式中:qx襯砌上任一點(diǎn)實(shí)際承受的圍巖壓力(kN/m);計(jì)算點(diǎn)與頂點(diǎn)之間包含的圓心角(度);qx襯砌上任一點(diǎn)實(shí)際承受的圍巖壓力qx在切向的分力(kN/m);qxn襯砌上任一點(diǎn)實(shí)際承受的圍巖壓力qx在法向的分力(kN/m)。 注意:要靈活理解角度的位置,對(duì)不同方向的圍巖壓力或不同的弧段位置,的起始位置是不同的。 圖4.2-7 位置示意圖4.2.4.4 圍巖壓力估算用戶可以在主界面上直接輸入圍巖壓力的各個(gè)值,同時(shí)也可以采用程序提供的“估算圍巖壓力”計(jì)算器來計(jì)算圍巖壓力各個(gè)值。具體方法如下:4.2.4.4.1 水利行業(yè)洞
19、室深埋;薄層狀及碎裂散體結(jié)構(gòu)的圍巖,作用在襯砌上的水平方向和垂直方向的圍巖壓力按下式計(jì)算:(4.2.4-7)(4.2.4-8)式中:qh、qv分別為水平和垂直圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);B、H分別為洞室開挖的寬度和高度(m);圍巖容重(kN/m3) 注意:程序輸出的圍巖壓力計(jì)算結(jié)果是每延米寬度內(nèi)的圍巖壓力值,其他各個(gè)行業(yè)及計(jì)算方法計(jì)算結(jié)果也是每延米寬度內(nèi)的圍巖壓力值。 4.2.4.4.2 電力行業(yè) 參見4.2.4.4.1。4.2.4.4.3 鐵路行業(yè)1. 深埋a、計(jì)算
20、單線深埋隧道襯砌時(shí),圍巖壓力按松散壓力考慮,其垂直均布?jí)毫砂聪铝幸?guī)定確定:(4.2.4-9)(4.2.4-10)式中:qv垂直均布?jí)毫Γ╧N/m2);圍巖重度(kN/m3);h計(jì)算圍巖高度(m),為中間計(jì)算結(jié)果,用戶可修改; S圍巖級(jí)別,如II級(jí)圍巖即S2。 b、計(jì)算深埋襯砌隧道時(shí),圍巖壓力按松散壓力考慮,其垂直均布?jí)毫砂聪铝幸?guī)定確定:(4.2.4-11)(4.2.4-12)式中:qv垂直均布?jí)毫Γ╧N/m2);圍巖重度(kN/m3);h計(jì)算圍巖高度(m),中間計(jì)算結(jié)果,用戶可修改; S圍巖級(jí)別,如II級(jí)圍巖即S2;寬度影響系數(shù),1+i(B-5);B洞室開挖寬度(m);i為B每增
21、加1m時(shí)的圍巖壓力增減率,B<5m時(shí),取i0.2;B>5m時(shí),取i0.1。 c、上述兩種情況的水平均布?jí)毫砂幢?.2.4-1確定。 圍巖水平均布?jí)毫Ρ?.2.4-1圍巖級(jí)別I、IIIIIIVVVI水平均布?jí)毫?<0.15qv(0.150.3)qv(0.30.5)qv(0.51)qv 注意:式(4.2.4-9)和表4.2.4-1適用如下條件:1. 不產(chǎn)生顯著偏壓力及膨脹力的一般圍巖;2. 采用鉆爆法施工的隧道。 2、淺埋地面基本水平的淺埋隧道,所受的作用(荷載)具有對(duì)稱性,其計(jì)算方法如下:垂直均布?jí)毫ψ饔脴?biāo)準(zhǔn)值:(4.2.4-13)(4
22、.2.4-14)(4.2.4-15)式中:圍巖重度(kN/m3);h洞頂距地面高度(m); B洞室開挖寬度(m);頂板土柱兩側(cè)摩擦角(0),為經(jīng)驗(yàn)數(shù)值,當(dāng)無實(shí)測(cè)資料時(shí),可參考表4.2.4-2;側(cè)壓力系數(shù),中間計(jì)算結(jié)果,用戶可修改; c圍巖計(jì)算摩擦角(0);產(chǎn)生最大推力時(shí)的破裂角(0)。 摩擦角取值表4.2.4-2圍巖級(jí)別I IIIIVVVI 值0.9c(0.70.9)c(0.50.7)c(0.30.5)c 水平側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值按式(4.2.4-16)計(jì)算:(4.2.4-16)式中:qh為結(jié)構(gòu)高度范圍內(nèi),任一點(diǎn)的水平側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值;hi為結(jié)構(gòu)高度
23、范圍內(nèi),任一點(diǎn)離地面的高度(m);側(cè)壓力系數(shù)。注意:1. 當(dāng)h<ha(ha為深埋隧道處荷載計(jì)算高度)時(shí),取0,屬超淺埋隧道;2. 當(dāng)h>2.5ha時(shí),式(4.2.4-16)不適用。4.2.4.4.4 公路行業(yè)1. 深埋垂直均布?jí)毫砂聪铝幸?guī)定確定:(4.2.4-11)(4.2.4-12)式中:qv垂直均布?jí)毫Γ╧N/m2);圍巖重度(kN/m3);h巖石容重(m);(中間計(jì)算結(jié)果,用戶可修改)S圍巖級(jí)別,(4.2.4-11)公式中的圍巖等級(jí)只能取IVVI級(jí),IIII級(jí)圍巖壓力按變形壓力而不按松動(dòng)壓力計(jì)算;寬度影響系數(shù),1+i(B-5);B洞室開挖寬度(m);i為B每增加
24、1m時(shí)的圍巖壓力增減率,B<5m時(shí),取i0.2;B>5m時(shí),取i0.1。水平均布?jí)毫Π幢?.2.4-3確定: 圍巖水平均布?jí)毫Ρ?.2.4-3圍巖級(jí)別IVVVI水平均布?jí)毫?0.150.3)qv(0.30.5)qv(0.51)qv 2. 淺埋詳見鐵路行業(yè)。4.2.4.4.5 普氏坍落拱理論1. 基本假設(shè)此法將巖體視為具有一定粘聚力的松散介質(zhì),洞室開挖后頂部巖塊失去平衡形成一個(gè)拋物線形的坍落拱,拱外巖石自行平衡,拱內(nèi)巖石的重力就是作用于襯砌上部的圍巖壓力。2. 圍巖壓力計(jì)算公式(4.2.4-13)(4.2.4-14)(4.2.4-15)(4.2.4-1
25、6)(4.2.4-17)式中:qv為均布垂直圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);qh1為隧洞頂面處水平圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);qh2為隧洞底面處水平圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);圍巖重度(kN/m3);B洞室開挖寬度(m);H洞室開挖高度(m);h塌落拱拋物線矢高(m),(中間計(jì)算結(jié)果,用戶可修改);b1洞室等效半寬(m);f巖石堅(jiān)固系數(shù),取值詳見表4.2.4-4或采用公式Rc/10計(jì)算,Rc為巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度(MPa);巖石內(nèi)摩擦角(0)。 巖石堅(jiān)固系數(shù)取值表4.2.4-4等 級(jí)類
26、0; 別巖石堅(jiān)固系數(shù)極堅(jiān)硬的最堅(jiān)硬的,致密的及堅(jiān)韌的石英巖和玄武巖,非常堅(jiān)硬的其他巖石20極堅(jiān)硬的花崗巖,石英斑巖,矽質(zhì)片巖,最堅(jiān)硬的砂巖及石灰?guī)r15致密的花崗巖,極堅(jiān)硬的砂巖及石灰?guī)r,堅(jiān)硬的礫巖,極堅(jiān)硬的鐵礦10堅(jiān)硬的堅(jiān)硬的石灰?guī)r,不堅(jiān)硬的花崗巖,堅(jiān)硬的砂巖,大理石,黃鐵礦,白云石8普通砂巖,鐵礦6砂質(zhì)片巖,片巖狀砂巖5中等的堅(jiān)硬的粘土質(zhì)片巖,不堅(jiān)硬的砂巖,石灰?guī)r,軟的礫巖4不堅(jiān)硬的片巖,致密的泥灰?guī)r,堅(jiān)硬的膠結(jié)粘土3軟的片巖,軟的石灰?guī)r,凍土,普通的泥灰?guī)r,破壞的砂巖,膠結(jié)的卵石和砂礫,摻石的土
27、2碎石土,破壞的片巖,卵石和碎石,硬粘土,堅(jiān)硬的煤1.5密實(shí)的粘土,普通煤,堅(jiān)硬沖積土,粘土質(zhì)土,混有石子的土1.0輕砂質(zhì)粘土,黃土,砂礫,軟煤0.8松軟的濕砂,沙壤土,種植土,泥炭,輕砂壤土0.6不穩(wěn)定散砂,小砂礫,新積土,開采出來的煤0.5流砂,沼澤土,含水的黃土及其他含水的土(f0.10.3)0.34.2.4.4.6 太沙基理論1. 基本假設(shè)太沙基理論中假定巖石為散粒體,并具有一定的粘聚力,其強(qiáng)度服從摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度理論。2. 圍巖壓力計(jì)算公式(4.2.4-18)(4.2.4-19)(4.2.4-20)(4.2.4-21)式中:qv為均布垂直圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);qh1為
28、隧洞頂面處水平圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);qh2為隧洞底面處水平圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);圍巖重度(kN/m3);B洞室開挖寬度(m);H洞室開挖高度(m);c圍巖粘聚力(kN/m2);巖石內(nèi)摩擦角(0);h為拱頂?shù)降孛娴母撸╩);b1洞室等效半寬(m);p作用在地面的附加荷載(kN/m2);K0為巖石側(cè)壓力系數(shù)。4.2.4.4.7 淺埋洞室松動(dòng)壓力巖柱法1. 基本假設(shè)1)松散巖體的內(nèi)聚力為0;2)洞室開挖后,上覆巖體向下位移,同時(shí)洞室兩側(cè)出現(xiàn)兩條與洞室側(cè)壁交450-/2的破裂面,作用在洞頂?shù)膰鷰r壓力為巖體自重克服了兩側(cè)的摩擦力所剩余的力。2. 圍巖壓力計(jì)算公式(4.2.4-22
29、)(4.2.4-22)(4.2.4-22)(4.2.4-22)(4.2.4-22)(4.2.4-22)式中:qv為均布垂直圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);qh1為隧洞頂面處水平圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);qh2為隧洞底面處水平圍巖壓力強(qiáng)度(kN/m2);圍巖重度(kN/m3);巖石內(nèi)摩擦角(0);B洞室開挖寬度(m);H洞室開挖高度(m);h為洞頂覆蓋層厚度(m);b1洞室等效半寬(m);垂直壓力折減系數(shù),中間計(jì)算結(jié)果,用戶可修改。 注意: 計(jì)算公式(4.2.4-22)適用條件為hb1/K,<300。4.2.5 地震作用計(jì)算由地震波傳播引起的軸向應(yīng)力、剪切應(yīng)
30、力、彎曲應(yīng)力采用水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(SL20397)中下式:(4.2.5-1)(4.2.5-2)(4.2.5-3)(4.2.5-4) 式中:vp圍巖的壓縮波波速的標(biāo)準(zhǔn)值(m/s);vs圍巖的剪切波波速的標(biāo)準(zhǔn)值(m/s);E襯砌材料動(dòng)態(tài)彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);G襯砌材料動(dòng)態(tài)剪變模量標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);r0隧洞截面等效半徑標(biāo)準(zhǔn)值(m);ah水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值;Tg場(chǎng)地特征周期(s);泊松比,由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010)或水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(SL/T 191-96)給出。N襯砌截面軸向應(yīng)力代表值(kPa);V襯砌截面剪切應(yīng)力代表值(kPa);M襯砌截面
31、彎曲應(yīng)力代表值(kPa),截面彎曲應(yīng)力按下圖分布。圖4.2.5-1 截面彎曲應(yīng)力分布示意圖地震作用下由地震波傳播引起的軸向力N,剪切力V,彎矩M按下式計(jì)算:(4.2.5-5)(4.2.5-6)(4.2.5-7) 式中:N由地震波傳播引起的襯砌截面軸向力(kN);V由地震波傳播引起的襯砌截面剪切力(kN);M由地震波傳播引起的襯砌截面剪切力(kN·m);A 截面面積(m2),截面寬度取單位長(zhǎng);h截面厚度(m);4.3 荷載組合1. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010)承載能力極限狀態(tài):基本組合值(組合后的荷載設(shè)計(jì)值):(4.3-1)正常使用
32、極限狀態(tài):標(biāo)準(zhǔn)組合值(組合后的荷載標(biāo)準(zhǔn)值):(4.3-2)2. 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 191-2008)承載能力極限狀態(tài):基本組合值(組合后的荷載設(shè)計(jì)值):(4.3-3)正常使用極限狀態(tài):短期組合值(組合后的荷載標(biāo)準(zhǔn)值):(4.3-4)式中:Qik第i個(gè)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(包括恒載標(biāo)準(zhǔn)值、活載標(biāo)準(zhǔn)值),由用戶交互;01承載能力極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),由用戶交互;02正常使用極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),由用戶交互;i第i個(gè)荷載的分項(xiàng)系數(shù),由用戶交互; 設(shè)計(jì)狀況系數(shù),對(duì)應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況,可分別取1.0、0.95、0.85,由用戶交互。4.4 內(nèi)力計(jì)
33、算4.4.1 基本方程的推導(dǎo)襯砌的微分段ds上作用有切向荷載qt和徑向荷載qn,其內(nèi)力和變位的符號(hào)規(guī)定如下圖所示,即軸向力T以拉為正、剪力Q以繞計(jì)算截面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正、彎矩M以內(nèi)邊受拉為正、法向位移v以外法向?yàn)檎?、切向位移u以面向外法向向右為正、轉(zhuǎn)角位移以逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正。圖4.4-1 微分段內(nèi)力示意圖假設(shè)彈性抗力與襯砌表面外法向方向的位移成正比。根據(jù)微分段上的靜力平衡和變形協(xié)調(diào)條件(略去高級(jí)微量),可得到下列方程組(4.4-1)考慮始端和終端的邊界條件,寫成矩陣形式為:(4.4-2)略去剪力位移項(xiàng),并將位移u、v、乘彈性模量E(輸出計(jì)算結(jié)果時(shí),再除以E),則X、A、P矩
34、陣:式中:T襯砌計(jì)算截面的軸向力(kN),以拉為正;Q襯砌計(jì)算截面的剪力(kN),以逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正;M襯砌計(jì)算截面的彎矩(kN-m),以內(nèi)邊受拉為正;U等于Eu;V等于Ev;等于E;u襯砌計(jì)算截面的切向位移(m);v襯砌計(jì)算截面的法向位移(m);襯砌計(jì)算截面的轉(zhuǎn)角位移(弧度);qt襯砌計(jì)算截面的切向荷載強(qiáng)度(kN/m);qn襯砌計(jì)算截面的法向荷載強(qiáng)度(kN/m);F襯砌計(jì)算截面的的截面積(m2);J襯砌計(jì)算截面的的慣性矩(m4);E襯砌材料的彈性模量(MPa);K圍巖的彈性抗力系數(shù)(MNm3);襯砌計(jì)算截面處的拱軸曲率;H抗力分布參數(shù);當(dāng)h=1,v>0有彈性抗力;h=0,當(dāng)v<0無
35、彈性抗力;C計(jì)算起點(diǎn)的邊界矩陣;D計(jì)算終點(diǎn)的邊界矩陣。 C、D有以下幾種情況:對(duì)稱點(diǎn):Q = 0,u = 0, = 0,邊界陣為:2鉸支點(diǎn):M = 0,u = 0,v = 0,邊界陣為:3固定端:u = 0,v = 0, = 0,邊界陣為:4彈性固端:T = KdnU,M = KJn,Q = 0,邊界陣為:dn支端厚度(m);Jn支端截面慣性矩(m4)。4.4.2 龍格庫(kù)塔法求數(shù)值解4.4.2.1 求X解題時(shí)采用逐步近似的彈性抗力分布。即首先假定各點(diǎn)沒有圍巖抗力的作用,當(dāng)某一點(diǎn)計(jì)算出的位移方向與假定的抗力分布不一致時(shí),重新假定該點(diǎn)為有抗力作用,繼續(xù)計(jì)算,這樣反
36、復(fù)假定抗力作用情況,直到假定的抗力分布與計(jì)算的位移方向一致。這樣每次求解時(shí),A陣中的h為已知,方程組變?yōu)榫€性方程組。采用龍格-庫(kù)塔法解微分方程組,具體如下:(4.4.2.1-1)步長(zhǎng);在計(jì)算過程中,把襯砌分為幾個(gè)結(jié)構(gòu)段進(jìn)行計(jì)算,例如圓拱直墻形襯砌分為底板、直墻和頂拱個(gè)結(jié)構(gòu)段。每個(gè)結(jié)構(gòu)段的長(zhǎng)度除以交互的計(jì)算分段數(shù),得到單元長(zhǎng)度,即為步長(zhǎng)。對(duì)于直線結(jié)構(gòu)段,步長(zhǎng)為單元長(zhǎng)度;對(duì)于弧形結(jié)構(gòu)段,步長(zhǎng)為單元弧長(zhǎng)。 Gn、Hn的計(jì)算過程如下: 4.4.2.2 求X0方程組線性化后,4.4
37、.2.1-1式中Gn即與解無關(guān),因而Xn可用初參數(shù)X0表示。經(jīng)過推證并代入始點(diǎn)和終點(diǎn)的邊界條件可解得X0的方程組如下:(4.4.2.2-1)Dm、Fm的意義見下式:(4.4.2.2-2)(4.4.2.2-3)(4.4.2.2-4)Xm計(jì)算終點(diǎn)的X值。4.4.3 關(guān)于連接矩陣采用上述初參數(shù)法遞推求解時(shí),在底板與邊墻、邊墻與頂拱、圓弧與圓弧的連接處,存在著軸線的轉(zhuǎn)折,因此,在遞推時(shí)除應(yīng)區(qū)分開相連接的兩部分的A陣和P陣外,在遞推求Dm、Fm及Xn時(shí),為保證折點(diǎn)處內(nèi)力平衡和位移連續(xù),應(yīng)引入折點(diǎn)處的連接陣。這里以圓拱直墻形斷面中側(cè)墻到頂拱為例說明:圖4.4.3-1 折點(diǎn)處坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
38、示意圖對(duì)于側(cè)墻到頂拱的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,實(shí)際上是局部坐標(biāo)系順時(shí)針旋轉(zhuǎn)= 90 - ,為頂拱半中心角。對(duì)于局部坐標(biāo)系順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換矩陣如下:(4.4.3-1) 4.4.4 數(shù)值解的步驟1求4.4.2.1-1中的Gn、Hn;2由4.4.2.2-3式、4.4.2.2-4式遞推算出Dm、Fm;3由4.4.2.2-1式解出X0;4由4.4.2.1-1式遞推算出各計(jì)算點(diǎn)之X。4.5 配筋計(jì)算按b1000mm,h壁厚的矩形壓彎構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算。軟件提供兩種規(guī)范供選擇:1. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010)2. 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 191-2008)4.5
39、.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010)分為對(duì)稱配筋和非對(duì)稱配筋。4.5.1.1 對(duì)稱配筋包括:軸壓計(jì)算、偏壓計(jì)算、壓剪計(jì)算。4.5.1.1.1 軸壓計(jì)算(4.5.1.1.1-1)式中:N軸向壓力設(shè)計(jì)值(kN),由用戶交互;A構(gòu)件截面面積(mm2);A's受壓鋼筋截面面積(mm2);fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2);f'y鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2);鋼筋混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù); 如果,max(l0/b,l0/h)<7,則=1.0;否則,根據(jù)max(l0/b,l0/h),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)
40、范規(guī)定取用;l0計(jì)算長(zhǎng)度(m),由用戶交互;b截面寬度(mm),由用戶交互;h截面高度(mm),由用戶交互。 配置的抗壓鋼筋面積:(4.5.1.1.1-2)當(dāng)A's >3%A時(shí),A's按下式計(jì)算:(4.5.1.1.1-3)4.5.1.1.2 偏壓計(jì)算判別大小偏壓:(4.5.1.1.2-1)如N > Nb,屬小偏壓?jiǎn)栴};如N Nb,屬大偏壓?jiǎn)栴}。1小偏壓計(jì)算公式:(4.5.1.1.2-2)(4.5.1.1.2-3)2大偏壓(4.5.1.1.2-4)如x < 2as',則取x = 2as'(4.5.1.1.2-5)式中:h0截
41、面的有效高度(mm);b界限相對(duì)受壓區(qū)高度;as受拉鋼筋的重心到截面受拉區(qū)外邊緣的距離(mm);c縱筋混凝土保護(hù)層厚度(mm),由用戶交互;(4.5.1.1.2-6)(4.5.1.1.2-7)(4.5.1.1.2-8)(4.5.1.1.2-9)(4.5.1.1.2-10)(4.5.1.1.2-11)(4.5.1.1.2-12)(4.5.1.1.2-13)(4.5.1.1.2-14)(4.5.1.1.2-15)計(jì)算x方向的偏心距時(shí):(4.5.1.1.2-16)計(jì)算y方向的偏心距時(shí):(4.5.1.1.2-17)式中:相對(duì)受壓區(qū)高度;a's鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離(mm);e軸向力N作用點(diǎn)
42、至縱筋A(yù)s合力點(diǎn)之間的距離(mm);ei偏心距(mm);e0軸向力對(duì)截面重心的偏心距(mm);ea附加偏心距(mm);偏心距增大系數(shù);如l0/i17.5,=1.0;i截面的回轉(zhuǎn)半徑。1偏心受壓構(gòu)件的截面曲率修正系數(shù);如果:1>1.0,則取1=1.0;2計(jì)算構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比對(duì)截面曲率的影響系數(shù);當(dāng)l0/h<15時(shí),取2=1.0;l0構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度(mm),由用戶交互。4.5.1.1.3 壓剪計(jì)算(4.5.1.1.3-1)式中:N軸向壓力設(shè)計(jì)值(kN),當(dāng)N大于0.3fcbh時(shí),取N=0.3fcbh;計(jì)算截面的剪跨比;其值13,當(dāng)<1時(shí),取=1;當(dāng)>3時(shí),取=3。(4
43、.5.1.1.3-2)4.5.1.2 非對(duì)稱配筋包括:軸壓計(jì)算、偏壓計(jì)算、壓剪計(jì)算。4.5.1.2.1 軸壓計(jì)算軸壓計(jì)算同對(duì)稱配筋,詳見4.5.1.1.1節(jié)。4.5.1.2.2 偏壓計(jì)算計(jì)算原則:以As+As' 為最小時(shí),充分利用砼。判別大小偏心:當(dāng)ei>0.3h0時(shí),大偏壓;否則,為小偏壓。 1大偏壓按下式計(jì)算:(4.5.1.2.2-1)(4.5.1.2.2-2)由下式求得As、x(4.5.1.2.2-3)(4.5.1.2.2-4)當(dāng)x2as時(shí)(4.5.1.2.2-5)(4.5.1.2.2-6)2小偏壓按下式計(jì)算:(4.5.1.2.
44、2-7)(4.5.1.2.2-8)按下面公式計(jì)算x、As:(4.5.1.2.2-9)(4.5.1.2.2-10)(4.5.1.2.2-11)式中:e's軸向力作用點(diǎn)至受壓鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)之間的距離(mm);s離軸向力較遠(yuǎn)一側(cè)的縱向鋼筋內(nèi)力(N/mm2);1 系數(shù),當(dāng)混凝土等級(jí)不大于C50時(shí)取0.8,當(dāng)混凝土等級(jí)為C80時(shí)取0.74,其間按線性內(nèi)插法確定。上述幾式中,、ei含義及計(jì)算方法與上節(jié)相同。 4.5.1.2.3 壓剪計(jì)算壓剪計(jì)算同對(duì)稱配筋,詳見4.5.1.1.3節(jié)。4.5.2 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 191-2008)分
45、為對(duì)稱配筋和非對(duì)稱配筋。本節(jié)計(jì)算配筋面積都與最小配筋面積(按最小配筋率所配鋼筋面積)比較,取其大值為配筋面積,配筋率計(jì)算公式為As/bh0。本節(jié)計(jì)算中,M、T、V以Md、Td、Vd代入。d為結(jié)構(gòu)系數(shù),軟件取d1.2。4.5.2.1 對(duì)稱配筋4.5.2.1.1 軸壓計(jì)算(4.5.2.1.1-1)式中:N軸向壓力設(shè)計(jì)值(kN);A構(gòu)件截面面積(mm2);A's受壓鋼筋截面面積(mm2);fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2);f'y鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2);鋼筋混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù); 如果,max(l0/b, l0/h)
46、<7,則=1.0;否則,根據(jù)max(l0/b, l0/h),水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范1規(guī)定取用;l0鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度(m);b截面寬度(mm);h截面高度(mm);K承載力安全系數(shù),按水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 191-2008)中表3.2.4 采用。 配置的抗壓鋼筋面積:(4.5.2.1.1-2)當(dāng)A's>3%A時(shí),A's按下式計(jì)算:(4.5.2.1.1-3)4.5.2.1.2 偏壓計(jì)算判別大小偏壓:(4.5.2.1.2-1)如KN >Nb,屬小偏壓?jiǎn)栴};如KN Nb,屬大偏壓?jiǎn)栴}。1、小偏壓(4.5.2.1
47、.2-2)(4.5.2.1.2-3)2、大偏壓(4.5.2.1.2-4)如x<2a's,則取x=2a's(4.5.2.1.2-5)其中:(4.5.2.1.2-6)(4.5.2.1.2-7)(4.5.2.1.2-8)(4.5.2.1.2-9)(4.5.2.1.2-10)(4.5.2.1.2-11)(4.5.2.1.2-12)式中:h0截面的有效高度(mm);b界限相對(duì)受壓區(qū)高度;相對(duì)受壓區(qū)高度;a's鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離(mm);e軸向力N作用點(diǎn)至縱筋A(yù)s合力點(diǎn)之間的距離(mm);e0軸向力對(duì)截面重心的偏心距(mm);偏心距增大系數(shù);如l0/h8,=1.0。1
48、偏心受壓構(gòu)件的截面曲率修正系數(shù);如果:1>1.0,則取1=1.0;2計(jì)算構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比對(duì)截面曲率的影響系數(shù);當(dāng)l0/h<15時(shí),取2=1.0;l0構(gòu)件的計(jì)算高度(mm)。4.5.2.1.3 壓剪計(jì)算(4.5.2.1.3-1)式中:N軸向壓力設(shè)計(jì)值(kN),當(dāng)N大于0.3fcbh時(shí),取N=0.3fcbh;計(jì)算截面的剪跨比;=Hn/(2h0);1 3。 當(dāng)<1時(shí),取=1;當(dāng)>3時(shí),取=3。Hn構(gòu)件凈高。4.5.2.2 非對(duì)稱配筋4.5.2.2.1 軸壓計(jì)算軸壓計(jì)算同對(duì)稱配筋,詳見4.5.2.1.1節(jié)。4.5.2.2.2&
49、#160; 偏壓計(jì)算計(jì)算原則:以As+A's為最小時(shí),充分利用砼。判別大小偏心:當(dāng)e0>0.3h0時(shí),大偏壓;否則,為小偏壓。 1. 大偏壓按下式計(jì)算:(4.5.2.2.2-1)(4.5.2.2.2-2)由下式求得As、x(4.5.2.2.2-3)(4.5.2.2.2-4)當(dāng)x 2a's時(shí)(4.5.2.2.2-5)(4.5.2.2.2-6)2. 小偏壓按下式計(jì)算:(4.5.2.2.2-7)(4.5.2.2.2-8)按下面兩式計(jì)算x、A's:(4.5.2.2.2-9)(4.5.2.2.2-10)s離軸向力較遠(yuǎn)一側(cè)的縱向鋼筋內(nèi)力(N/mm2);(4.5.2.
50、2.2-11)上述幾式中,、e0含義及計(jì)算方法與上節(jié)相同。4.5.2.2.3 壓剪計(jì)算壓剪計(jì)算同對(duì)稱配筋,詳見4.5.2.1.3節(jié)。4.6 裂縫計(jì)算4.6.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010)計(jì)算公式:(4.6.1-1)(4.6.1-2)(4.6.1-3)(4.6.1-4)式中: wmax 按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算的最大裂縫寬度(mm);必須滿足式4.6.1-2; wmax結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度限值(mm),由用戶交互; 裂縫間縱向受拉鋼筋的應(yīng)變不均
51、勻系數(shù);當(dāng)<0.2時(shí),取=0.2;當(dāng)>1.0時(shí),取=1.0; ftk混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2); te 按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率();當(dāng)te <0.01時(shí),取te =0.01; Ate有效受拉混凝土截面面積(mm2);偏心受壓構(gòu)件:Ate0.5bh;b矩形截面寬度(mm); h矩形截面的高度(mm); sk 按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的應(yīng)力(N/mm2),必須滿足式4.6.1-5,偏壓構(gòu)件按公式4.6.1-6計(jì)算: Ap受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力筋截面面積。 (4.6.1-5)(4.6.1-6)(4.6.1-7)(4.6.1-8)(4.6.1-9)(4.6.1-10)(4.6.1-11)fyk鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2);As受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積(mm2); 偏心受壓構(gòu)件,As為受拉區(qū)縱筋截面面積;Mk按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩值(kN.m);Nk按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的軸向力值(kN);a's受壓鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離(mm);c混凝土保護(hù)層厚度(mm);e'軸向拉力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距
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