衬砌结构配筋验算

1、.标题:结构力学求解器内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 -1032.97924 -693.306249 378.382553 -1032.97924 307.526482 -26.7091646 2 -1023.39674 -471.727302 -26.7091646 -1023.39674 525.661659 29.7302473 3 -1004.23207 -469.397538 29.7302473 -1004.23207 526.624262 89.5328590 4 -988.902575 -5

2、51.905487 89.5328590 -988.902575 449.426344 -18.1300044 5 -1000.69437 -565.896587 -18.1300044 -1000.69437 431.036862 -159.189022 6 -1013.91737 -399.089265 -159.189022 -1013.91737 599.869618 51.2475614 7 -1074.83393 -224.996864 51.2475614 -1074.83393 716.917676 537.385053 8 -1268.39253 -175.450301 53

3、7.385053 -1268.39253 -36.4010094 315.997899 9 -1235.10744 -162.840644 315.997899 -1235.10744 -24.3143844 121.154323 10 -1151.96132 -368.679449 121.154323 -1151.96132 229.604836 -24.2601391 11 -1124.92938 -256.221479 -24.2601391 -1124.92938 341.172858 64.4317042 12 -1095.23101 -307.347407 64.4317042

4、-1095.23101 289.841370 46.1611543 13 -1070.69410 -244.985973 46.1611543 -1070.69410 356.130483 162.922416 14 -1058.82235 -313.310131 162.922416 -1058.82235 283.933469 132.260019 15 -1024.49282 -342.606797 132.260019 -1024.49282 254.914215 40.6548442 16 -984.013372 -360.249386 40.6548442 -984.013372

5、238.274275 -86.9316473 17 -966.133938 -268.993685 -86.9316473 -966.133938 328.866329 -24.3740449 18 -1041.11845 8.87388684 -24.3740449 -1041.11845 147.400147 138.319908 19 -1081.00459 97.9440682 138.319908 -1081.00459 236.328067 485.966947 20 -1084.36780 -337.273751 485.966947 -1084.36780 228.459609

6、 378.382553-（八）衬砌结构的配筋计算 根据结构计算的轴力、弯矩、剪力进行配筋计算与裂缝宽度的校核。详细规定请参看JTG D702004附录K，以及相应的钢筋混凝土设计规范。配筋计算的流程应包括： 配筋形式与截面尺寸的说明: 偏心距的计算与大、小偏心的判定； 大或小偏心情况下结构配筋计算；（应考虑弯矩作用平面内的挠度对偏心距的影响） 裂缝宽度验算（1）配筋形式采用对称配筋。材料：C40混凝土，最小保护层厚度c=35mm,二衬厚度45cm,h0=600-35-15=550mm取单位长度b=1000mm。C40混凝土,=1.0，Ra=29.5MPa,Rw=36.9MPa,fc=19.1N

7、/mm2 ；HRB335(d=2840mm)钢筋，fy=300 N/mm2 Rg=315MPa。截面尺寸：b=1000mm；h=600mm 钢筋：HRB335(d=2840mm)；取d=32mm，截面轴力(KN)剪力(KN)弯矩(KN.m)6-1013.92599.86-159.188-1268.39-175.4553.3817-966.13328.86-86.93（2）配筋：截面6：截面为矩形截面：b=100cm,h=60cm；配筋形式采用对称配筋。 由计算结果知截面6：M=-159.18.；N=-1013.92.偏心距计算： Ei=e0+ea=(159.18/1013.92)*1000+2

8、0=176.99mm参看JTG D702004中的附录K中的内容，对于隧道衬砌、明洞拱圈和墙背紧密回填的明洞边墙，以及当构件高度与弯矩作用平面内的截面边长之比时，取=1设计的基本计算公式如下： 或 X=KN/Rwb=2.4*1013.92*1000/(36.9*1000)=65.94mm0.55h0=302.5mm为大偏心受压求：176.99+0.5*600-50=426.99mm176.99-0.5*600+50=73.1mm将. X=KN/Rwb=2.4*1013.92*1000/(36.9*1000)=65.94mm代入得=2.4*1013.92*1000*426.99-36.9*100

9、0*65.94*(550-65.94/2)315*(550-50)786.56mm=786.56/(1000*600)=0.0013 故按最小配筋率配筋，配置625（）截面8：截面为矩形截面：b=100cm,h=60cm；配筋形式采用对称配筋。 由计算结果知截面11：M=537.38.；N=-175.45.偏心距计算： =(53.38/175.45)*1000+20=324mm参看JTG D702004中的附录K中的内容，对于隧道衬砌、明洞拱圈和墙背紧密回填的明洞边墙，以及当构件高度与弯矩作用平面内的截面边长之比时，取=1设计的基本计算公式如下：X=KN/Rwb=2.4*1268.39*100

10、0/(36.9*1000)=82.5mm，为大偏心受压。求：176.99+0.5*600-50=426.99mm176.99-0.5*600+50=73.1mm将. X=KN/Rwb=2.4*1013.92*1000/(36.9*1000)=65.94mm代入得=2.4*1013.92*1000*426.99-36.9*1000*65.94*(550-65.94/2)315*(550-50)786.56mm=786.56/(1000*600)=0.0013 故按最小配筋率配筋，配置428（） 截面17截面为矩形截面：b=100cm,h=60cm；配筋形式采用对称配筋。 由计算结果知截面11：M

11、=86.93.；N=328.86.偏心距计算： =（86.93/328.86）*1000+20=284.33mm参看JTG D702004中的附录K中的内容，对于隧道衬砌、明洞拱圈和墙背紧密回填的明洞边墙，以及当构件高度与弯矩作用平面内的截面边长之比时，取=1设计的基本计算公式如下：284.33mm为大偏心受压。 或 X=KN/Rwb=2.4*966.13*1000/(36.9*1000)=62.84mm0.55h0=302.5mm求：176.99+0.5*600-50=426.99mm将X=KN/Rwb=2.4*1013.92*1000/(36.9*1000)=65.94mm代入得=2.4*

12、1013.92*1000*426.99-36.9*1000*65.94*(550-65.94/2)315*(550-50)786.56mm=786.56/(1000*600)=0.0013 故按最小配筋率配筋，配置428（）.（3）垂直于弯矩作用平面内强度的验算根据长细比H/h查JTG D702004公路隧道设计规范中表9.2.11-1，其中H为构件的高度，L为半拱轴线长度为25.03m，H=0.5L=12.515m，h为截面短边的边长（当轴心受压时）或弯矩作用平面内的截面边长（当偏心受压时），H/h=21可得纵向弯曲系数=0.61,则;根据，查表9.2.11-2，得：KN=2.4*1268.

13、39=3044.3=16843.3KN所以强度满足要求。（4）斜截面抗剪验算 验算公式为：KQ=2.4*599.86=1130.64满足公式，所以不需要进行斜截面抗剪强度验算，按构造要求配置箍筋。因为500h350mm，n=4(四支箍)箍筋配置6280，四支箍。（5）裂缝宽度验算根据JTG D702004中附录K可求知，钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件，其最大裂缝宽度Wmax=(2.7CS+0.1d/Pte)S/ES构件受力特征系数，对轴心受拉构件取=2.7，对受弯和偏心受压构件取=2.1，对偏心受拉构件取=2.4；裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，=1.1-0.65fctk/( PteS)

14、,其中，Pte为按有效受拉混凝土面积计算的纵向受拉钢筋率，Pte=AS/ Ace,当Pte0.01时，取Pte=0.01；AS受拉区纵筋面积；Ace有效受拉混凝土截面面积，对受拉构件，Ace取构件截面面积，对受弯、偏心受压和偏心受拉构件，取Ace=0.5bh+（bf-b）h1，对矩形截面，取Ace=0.5bh(b、h分别为混凝土截面的宽度及高度)，当1时，取=1,对直接承受重复荷载的构件，取=1.0；纵向受拉钢筋表面特征系数，螺纹钢筋取0.7，光面钢筋取1.0；CS最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（mm），当CS20时，取CS=20；d钢筋直径（mm）,当采用不同直径的钢筋时，d=4

15、AS/u，此处u为纵向受拉钢筋截面周长的总长；S纵向受拉钢筋的应力（MPa）；E S钢筋的弹性模量（MPa）。各系数取值计算如下：1、纵向受拉钢筋表面特征系数=0.7；2、构件受力特征系数=2.1；3、有效受拉混凝土截面面积Ace=0.5bh=0.51000600=300000mm24、按有效受拉混凝土面积计算的纵向受拉钢筋率 = AS/ Ace=2463/300000=0.00821 0.01,取=0.015、纵向受拉钢筋的应力S=NS（e-z）/(ASz),其中，e为轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点之间的距离,为541.33mm，z为纵向受拉钢筋合力点至受压区合力之间的距离,z=0.87-0.12(h0/e)2h0=0.87-0.12(0.55/0.54133)20.55=0.411m0.87h0=0.870.55=0.47