地下淺埋通道設(shè)計(jì)匯總

..可修編.設(shè)計(jì)題目（1）設(shè)計(jì)任務(wù)1、將某淺埋地下通道結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸。3、確定結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。4、各構(gòu)件的荷載、內(nèi)力及配筋計(jì)算。5、手繪和計(jì)算機(jī)繪制結(jié)構(gòu)配筋圖。（2）基本資料某淺埋地下通道結(jié)構(gòu)尺寸示意下所示。1、埋置深度：11.8團(tuán)。2、地下水位：自然地面以下7m。3、土層①：粉質(zhì)粘土，重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力分別為r1=18kN/m,c=10kN/m,9=15°。

土層②：粘土，重度=17kN/m,c=25kN/m,9=15°土層3：粘土，重度=17.5kN/m,=27kN/m，，9=17°4、土層厚度以埋置深度為界。5、地面超載：12.64kN/m。6、水土壓力分項(xiàng)系數(shù)：1.2。7、地面超載荷載分項(xiàng)系數(shù)：1.2。8、混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30；重度為25kN/m；彈性模量為1.410MPa；泊松比為0.167。9、鋼筋等級(jí)為HPB335。10、地基變形模量為50MPa；泊松比為。.3。（3）計(jì)算假定1、結(jié)構(gòu)剛度遠(yuǎn)大于地基土的剛度。2、不考慮結(jié)構(gòu)側(cè)向位移。3、計(jì)算時(shí)忽略加腋的影響。4、考慮荷載最不利組合。（4）參考規(guī)*1、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)X》——GB50010-20102、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)X》——JTGD62-20043、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)X》——JTGD63-20074、《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)X》——JTGD60-2004《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》——GBT501《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》——GBT501荷載計(jì)算.(1)頂板荷載計(jì)算1、覆土壓力：q工rh=18x3+17x4+(17.5-10)x4.8=158KN/m2土 ii2、水壓力：

q=rh=10x4.8=48KN/m2水ww3、頂板自重：q=yd=25x0.55=13.75KN/m?4、底面超載：q=12.64KN/m25綜上所述，q=1.2x(158+48+13.75+12.64)=278.9KN/m頂(2)板底荷載計(jì)算q=q+1.2x—=278.9+1.2x(0.55+0.55+0.4)x3.63x25/8.3=298.5KN/m底頂 L(3)地基反力計(jì)算地下通道結(jié)構(gòu)剛度遠(yuǎn)大于地基土的剛度，故假定地基反力為直線分布。q=q+1.2yd=315KN/m反底(4)反底(4)側(cè)墻荷載計(jì)算根據(jù)朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算方法，計(jì)算土中側(cè)向土壓力。并且用土水分算法，計(jì)算側(cè)向水壓力。1、側(cè)向土壓力主動(dòng)土壓力P=(yz+q)k-2｝廣a a a其中。?ka為主動(dòng)k=tan2(45。一￡)土壓力系數(shù)a2.土的側(cè)向壓力頂板處土的側(cè)向壓力e=(2rh)tan2(450--)-40=(18x3+17x4+7.5x4.8)x0.548—40=46.6KN/m2ii 2i底板處土的側(cè)向壓力e=(￡rh)tan2(45。一里)-40=(18x3+17x4+7.5x9.53)x0.548-40=66KN/m2ii 2i2、側(cè)向水壓力頂板處水壓力e=VYh=0.7x10x4.8=33.6KN/m2ww底板處水壓力e=wyh=0.7X10X9.53=66.7KN/m2ww綜上所述,頂板側(cè)壓力為：q=1.2x(e+e)=1.2x(46.6+33.6)=104.2KN/m2側(cè) 叩底板側(cè)壓力為q=1.2x(e+e)=1.2x(66+66.71)=167.2KN/m2側(cè) 叩三、內(nèi)力計(jì)算（1）彎矩分配法計(jì)算內(nèi)力1、計(jì)算簡(jiǎn)圖地下通道縱向較長(zhǎng)，橫向較短，結(jié)構(gòu)所受荷載沿縱向的大小近于不變，故在不考慮結(jié)構(gòu)縱向不均勻變形的情況下，將此結(jié)構(gòu)按照平面應(yīng)變問題處理。沿縱向取單位長(zhǎng)度（1團(tuán)）的截條，當(dāng)做閉合框架計(jì)算，忽略加腋的影響。忽略中隔墻面積稍小于其他墻體，將桿件簡(jiǎn)化為等截面桿。同時(shí)，由于中隔墻剛度相對(duì)較小，側(cè)向力并不十分大，認(rèn)為中隔墻與上下板的連接方式為鉸接，即只能承受軸力的二力桿。計(jì)算跨度取中軸線中心至中心距離。得，側(cè)墻計(jì)算跨度4.13團(tuán)，頂板與地板計(jì)算跨度為3.875件在彎矩分配時(shí)，不考慮線位移的影響，所以除中隔墻之外所有構(gòu)件￡人認(rèn)為無窮大，EI=1.4x1010x-1x0.553x1=194104KN*m2。對(duì)中隔墻,EI認(rèn)為是0,EA=1.4x1010K0.55x1=7700000kN。由荷載計(jì)算可見，頂板荷載和地基反力并不平衡，但由于側(cè)壁摩阻力存在，使其保持平衡。所以在側(cè)壁下設(shè)置活動(dòng)絞支座。運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器，其代碼如下；結(jié)點(diǎn),1,-3.875,0結(jié)點(diǎn),2,0,0結(jié)點(diǎn),3,3.875,0結(jié)點(diǎn),4,-3.875,4.13結(jié)點(diǎn),5,0,4.13結(jié)點(diǎn),6,3.875,4.13單元,1,2,1,1,1,1,1,1單元,2,3,1,1,1,1,1,1單元,1,4,1,1,1,1,1,1單元,4,5,1,1,1,1,1,1單元,5,6,1,1,1,1,1,1單元,6,3,1,1,1,1,1,1

單元,2,5,1,1,0,1,1,0結(jié)點(diǎn)支承,1,1,0,0結(jié)點(diǎn)支承,3,3,0,0,0結(jié)點(diǎn)支承,2,1,0,0單元荷載,4,3,278.9,0,1,90單元荷載,5,3,278.9,0,1,90單元荷載,1,-3,315,0,1,90單元荷載,2,-3,315,0,1,90單元荷載,6,5,104.2,167.2,0,1,90單元荷載,3,5,167.2,104.2,0,1,90單元材料性質(zhì),7,7,7700000,1,0,0,-1單元材料性質(zhì),1,6,-1,194104,0,0,-1其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下；niuiiuiumumumuiiiitttfntttnitnnmtntU)內(nèi)力計(jì)算彎矩圖剪力圖軸力圖（3）設(shè)計(jì)彎矩、剪力、軸力考慮到安全因素，在基數(shù)按設(shè)計(jì)彎矩、剪力、軸力，以及之后的配筋過程中，均按照彎矩分配法算得內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算。易知，最大彎矩均出現(xiàn)在中軸線處。然而，底板與頂板與側(cè)墻與中隔墻現(xiàn)澆在一起。截面剛度相對(duì)較大，危險(xiǎn)截面一般出現(xiàn)在支座邊緣。所以，要計(jì)算設(shè)計(jì)彎矩、剪力和軸力。1、頂板與側(cè)墻交點(diǎn)5M=M—Q*b=—254.5+509.9義0.275=—114.3KN*m上pp2bM=M—Qx_=—254.5+257.1x0.275=—183.8KN*m側(cè)pp2bQ=Q—qx=509.9—104.2x0.275=481.2KN*m上p2bQ=Q—qx=—257.06+104.2x0.275=—228.4KN*m側(cè)p22、頂板與中隔墻交點(diǎn)；bM=M—Qx_=—372.5+570.8x0.2=—258.3KN*m上pp2bQ=Q—qx=570.8—104.2x0.2=550KN*m上p23、底板與側(cè)墻交點(diǎn)；bM=M—Qx-=—260.6+558.6x0.275=—107KN*m下pp2bM=M—Qx_=—260.6+303.4x0.275=—177.2KN*m側(cè)pp2bQ=Q—qx=—558.6+315x0.275=—472KN*m下p2bQ=Q—qx=303.4—167.2x0.275=257.4KN*m側(cè)p24、底板與中隔墻交點(diǎn)；bM=M—Qx-=—461+662x0.2=—328.6KN*m底pp2bQ=Q—qx=662—315x0.2=599KN*m上底p2(4)抗2浮驗(yàn)算取1團(tuán)寬板帶，進(jìn)行驗(yàn)算。Q=pgv=1000x10x8.3x4.73=392.6KN浮Q=pgv=2500x10x(8.3x0.55x2+3.63x2x0.55+3.63x1x0.4)=364.4KN自重Q =pgh=(1800x3+1700x4+750x4.8)x8.3=131.1KN上覆土Q 364.4+131.1所以；K=±重= =1.24a1.1Q392.6浮在安全X圍內(nèi)。四、配筋計(jì)算（1）材料參數(shù)根據(jù)《公路鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)X》——JTG口62-2004中規(guī)定；C30等級(jí)混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;fcd=13.8N/mm2C30等級(jí)混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;ftd=1.39N/mm2

HPB335等級(jí)鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;fyd=280N/mm2除中隔墻外均按照壓彎構(gòu)件進(jìn)行配筋，中隔墻按照受壓構(gòu)件進(jìn)行配筋。采用對(duì)稱配筋的形式，示意圖如下；A E BD G C（2）跨中正截面配筋計(jì)算（除中隔墻外）1、截面尺寸構(gòu)件AB與CD長(zhǎng)度為l=3.875m,構(gòu)件AD長(zhǎng)度為l=4.13m。截面高度卜=550171171。截面寬度匕=1000團(tuán)團(tuán)，考慮到結(jié)構(gòu)為地下建筑物，鋼筋保護(hù)層厚度一般至少要增大10團(tuán)團(tuán),取保護(hù)層厚度c=40mm,1as=55mmo2、確定小偏心還是大偏心對(duì)于C30等級(jí)混凝土，HPB335等級(jí)鋼筋，界限相對(duì)受壓區(qū)高度己=0.56b控制內(nèi)力N=fbh己=13.8X1000義495*0.56=3825.36KNbcob在內(nèi)力計(jì)算中得到的軸力都遠(yuǎn)小于控制內(nèi)力，構(gòu)件認(rèn)為是大偏心構(gòu)件。選出下列情況；對(duì)E點(diǎn)，M=210KN*m；N=257.1KN對(duì)F點(diǎn)，M=31.8KN*m；N=509.9KN對(duì)G點(diǎn)，M=230.5KN*m；N=303.4KN3、配筋計(jì)算（采用對(duì)稱配筋）給據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)X》規(guī)X第5.3.10條規(guī)定。計(jì)算偏心受壓構(gòu)

件正截面承載力時(shí)，對(duì)長(zhǎng)細(xì)比10八＞17.5的構(gòu)件，應(yīng)考慮構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的撓曲對(duì)軸向力偏心距的影響，將軸向力對(duì)截面重心軸的偏心距?。乘以偏心距增大系數(shù)口，相關(guān)公式如下；1"=1+ k1400e/h00eC1=0.2+2.7h<1.00eC1=1.15+0.01h<1.00M其中；e=——0NLo為構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度，對(duì)兩端固定的構(gòu)件取0.51.在截面M210e=一= X1000=816.8mm0N257.1由于1。片＞5,考慮放大系數(shù)；e=ne+h-a=1.01x816.8+192.5=1018mm02由于想、x=-N=257100=19mm<2a=110mmfb13.8X1000 sc1400e1400e/h(~h)2C1C2=1+(1937.51400x816.8/495(550)2=1.0100e 816.8>1.0取1=0.2+2.7-t-o-=0.2>1.0取11 h 495ec1=1.15+0.01hA1.0,取10he'="e—+a'=821-192.5=628.4mm02sNe' 257100X628.4=A'= = =1311mm2sf(h-a') 280X440yd0sA=pbh=0.25%x1000x550=1375mm2s,min s,min實(shí)際配筋取。20@200.A=1572mm2.s2、F截面M 31.8e=——= x1000=62mm0N509.9e 62q=0.2+2.7許=0.2+2.7x一=0.54,取0.54i h 4950l 19375q=1.15—0.01件=1.15—0.01— >1.0,取1\o"CurrentDocument"i h 4950n=1+ 1—f-1400e/hl 1 1937.52（-0-）2qq=1+ x =1.07h12 1400x62/495 550200e=ne+h-a=1.07*62+192.5=259mm02N509910由于x=——= mm=37<2a=110mmfb13.8x1000 sche7=ne一+a7=1.07*62—192.5Y0mm2sA=A'= Y0mm2ssf（h一a'）yd0sA=p bh=0.25%x1000x550=1375mm2s,min s,min實(shí)際配筋取。20@200.A=1572mm2.s3、6截面M230.5e= = x1000=760mm0N303.4e 760q=0.2+2.7卅=0.2+2.7x-60>1,取11h4950l 19375q=1.15一0.01年=1.15一0.01———>1.0,取11h 4950n=1+ 1-/-（2）2qq=1+1400e/h、h*2001400x760/495x漢=1.015502e=ne+h-a=1.01x760+192.5=960mm02N303400由于乂=——= =25mm<2a=110mmfb13.8x1000 sche'=ne-+a'=-192.5=575mm2s=A'sNe' 303400x575 = =1416mm2f（h-a'） 280x440yd0sA=pbh=0.25%x1000x550=1375mm2s,min s,min實(shí)際配筋取。20@200.A=1572mm2.s（3）節(jié)點(diǎn)正截面配筋計(jì)算1、截面尺寸構(gòu)件AB與CD長(zhǎng)度為l=6.2m,構(gòu)件AD長(zhǎng)度為l=6m。截面高度卜=600團(tuán)團(tuán)。截面寬度匕=1000團(tuán)團(tuán)，考慮到結(jié)構(gòu)為地下建筑物，鋼筋保護(hù)層厚度一般至少要增大10團(tuán)團(tuán),取保護(hù)層厚度c=40mm,1as=55mmo2、確定小偏心還是大偏心由于由計(jì)算簡(jiǎn)圖算出的內(nèi)力為節(jié)點(diǎn)處內(nèi)力，而實(shí)際的不利截面是側(cè)墻邊緣處的截面，對(duì)應(yīng)此截面的彎矩即為設(shè)計(jì)彎矩，在之前已經(jīng)求出。對(duì)于C30等級(jí)混凝土，HPB335等級(jí)鋼筋，界限相對(duì)受壓區(qū)高己=0.56b控制內(nèi)力N=fbh己=13.8X1000義495*0.56=3825.36KNbcob選出下列情況對(duì)BA點(diǎn),M=114.3KN?m；N=257.1KN對(duì)AB點(diǎn),M=183.8KN?m；N=257.1KN對(duì)AD點(diǎn),M=258.3KN?m；N=509.9KN對(duì)口人點(diǎn)蒯=107歐?m；N=509.9KN對(duì)DJ"M=177.2KN?m；N=303.4KN對(duì)CD點(diǎn),M=328.6KN?m；N=303.4KN4、配筋計(jì)算（采用對(duì)稱配筋）給據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)X》規(guī)X第5.3.10條規(guī)定。計(jì)算偏心受壓構(gòu)件正截面承載力時(shí)，對(duì)長(zhǎng)細(xì)比1。用>5的構(gòu)件，應(yīng)考慮構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的撓曲對(duì)軸向力偏心距的影響，將軸向力對(duì)截面重心軸的偏心距?。乘以偏心距增大系數(shù)口，相關(guān)公式如下：n=1+1400e/h（於S200e。i=0.2+2.7h<1.00eq1=1.15+0.01/<1.00M其中：e=——0NLo為構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度，對(duì)兩端固定的構(gòu)件取0.51.1、8人截面M114.3e=一= —x1000=445mm0N257.1TOC\o"1-5"\h\ze 445c=0.2+2.7卅=0.2+2.7x >1,取1i h 4950l 19375c=1.15—0.01卅=1.15—0.01———>1.0,取1h 49501400x445/495x工二1.015502月=1+ 1-1400x445/495x工二1.0155021400e/h、h*200e=ne+h-a=1.01x445+192.5=642mm02N257060由于乂=——= =20mm<2a=110mmfb13.8x1000 sche'=e-—+a'=256.5mmsNe’ x256.5A=A'= =257060 =535mm2ssf(h-a') 280x440yd0sA=pbh=0.25%x1000x550=1375mm2s,min s,min實(shí)際配筋取。20@200.A=1572mm2.s2、人8截面e=M0N257.1183.8 x1000=715mme 715C=0.2+2.7許=0.2+2.7x—>1,取11 h 4950l 1937.5c=1.15—0.01在=1.15—0.01———>1.0,取11 h 495014=1+ 7；——fc-1400e/h001400x715/495 5502x3=1.01e=ne+h-a=1.01x715+192.5=915mm02N由于X=一257060 =19mm<2a=110mmfb13.8x1000c=A’=

sNe’f(h—a') 280x440257060x530 =1106mm2yd0sAs,min=p bh=0.25%x1000x550=1375mmAs,mins,min實(shí)際配筋取。20@200.A=1572mm2.s3、人口截面0N 509.92583 x1000=507mmTOC\o"1-5"\h\ze 507c=0.2+2.7許=0.2+2.7x50->1,取11 h 4950l 2090c=1.15—0.01#=1.15—0.01 >1.0,取11 h 49502C1C2C1C2=1+1400x507/4955502x吧=1,01“=1+ 7；——fc-1400e/h00e=ne+h-a=1.01x507+192.5=705mm02N

由于XN

由于X=——

fbc509900=37mm<2a=110mm13.8x1000=319.5mm=A’=

=A’=

sNe’f(h—a')509900x319.5 =1322mm2280x440As,minAs,min=pbh=0.25%x1000x550=1375mm2s,min實(shí)際配筋取。20@200.A=1572mm2.

s4、口人截面

M107e=——= x1000=210mm0M107e=——= x1000=210mm0N509.9e 210C=0.2+2.7許=0.2+2.7x—0>1,取1i h 4950l 2090C=1.15—0.01件=1.15—0.01 >1.0,取1i h 4950"=1+ 1-fc-（l0）2CC=1+1400e/h、h*2001400x210/495550220902x =1.024e=ne+h-a=1.024x210+192.5=408mm0219N509900由于乂=——= =37mm<2a=110mmfb13.8x1000 sch

e'=e--+a'2s=22.5mm=A'=

sNe’509900x22. =89mm2f（h-a'） 280x440yd0sAs,min=p bh=0.25%x1000x550=1375mmAs,mins,min實(shí)際配筋取。20@200.A=1572mm2.s5、DC截面M177.2e= = x1000=584mm0N303.4e 584c=0.2+2.7#=0.2+2.7x—>1,取11h4950l 1937.5C=1.15-0.01什=1.15-0.01———>1.0,取11h 49501n=11n=1+ 7—1400e/h002C1c2=1+1400x584/495x3=1.015502e=ne+h-a=1.01x584+192.5=782mm02由于x=N3033800fcb13.8x1000e'=e-h+a'=mm=24mm<2a=110mms=A'=

ssNe'f（h-a'） 280x440303380x590 =979mm2yd0sAs,min=p bh=0.25%x1000x550=1375mmAs,mins,min實(shí)際配筋取。20@200.A=1572mm2.s6、CD截面

M328.6e= = x1000=1083mm0N303.4J=0.2+2.7%=0.2+2.7x1283>1,取1i h 4950l 1937.5q=1.15—0.05=1.15—0.01———>1.0,取1i h 4950n=1n=1+ 1j—（%）2qq=1+1 1400e/h、*2001400x1083/495 5502x業(yè)二1.01N由于x=—303380 =24mm<2a=110mme=ne+h-a=N由于x=—303380 =24mm<2a=110mmfcb13.8x1000e'=e-h+a'=mm0sA"A'= NA"A'= Ne'ssf（h一a'） =2461mm2280x440yd0sA=pbh=0.25%x1000x550=1375mm2s,min s,min實(shí)際配筋取。20@125.A=2513mm2.（4）斜截面抗剪配筋計(jì)算跨中剪力值較小(=0KN),可不做斜截面承載力驗(yàn)算。對(duì)于節(jié)點(diǎn)剪力，根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)X》規(guī)X第5.2.9條規(guī)定：最大剪力為V=0.51x10-3xfbh=1382.7KNmax ccu0結(jié)構(gòu)所有節(jié)點(diǎn)處剪力均滿足要求。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)X》規(guī)X第5.2.10條規(guī)定：V<1.25x0.5x10-3xafbh=430KN2td0上式中1.25為板式受彎構(gòu)件提高系數(shù).除中隔板底部剪力略大于430歐之外，其他截面均滿足要求。但考慮到，配筋采用彎矩分配法。計(jì)算時(shí)，比較保守。同時(shí)，參考彈性地基梁計(jì)算中隔板底部的內(nèi)力，認(rèn)為也滿足要求。由此說明斷面厚度足夠，不用配置箍筋。(5)中隔板配筋計(jì)算對(duì)于軸心受壓構(gòu)件，其承載力為：N<0.9p(fA+f'A)cdsds其中，由于構(gòu)件的為0=3.63/0.55=6.6<10,所以①二1。實(shí)際軸心壓力N=1147KN遠(yuǎn)小于混凝土自身抗壓承載力

Nu=0.9x1x1.38x400x1000=4968KN,按最小配筋率進(jìn)行配筋。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)X》規(guī)X第9.1.12條規(guī)定，軸心受壓構(gòu)件全部縱筋配筋率不得小于0.5%；同時(shí)，一側(cè)鋼筋配筋率不得小于0.2%。所以，受拉區(qū)和受壓區(qū)配筋率都取0.25%A=pbh=0.25%x1000x400=1000mm2s,min s,min采用對(duì)稱配筋，左右兩側(cè)給實(shí)際配筋啞西@235=1272仆旬五、構(gòu)造說明（1）混凝土保護(hù)層厚度地下結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是外側(cè)與土、水相