4矩形沉井设计计算(计算优化)

1、第11页，共17页工程概况根据使用要求，沉井平面设计为矩形，平面尺寸为6mX4m，高度为16m。沉井采用三次制作，第一节制作高度为6m,，第二节制作高度为5m。土层编号层厚h.(m)摩阻力f.(kpa)极限承载力o(kpa)内摩擦角Q(度)容重Y(kN/m)备注加权摩阻f(kpa)1素填土2001000150006()10)ka10002粉粘土1600100020000154015土层参数(层编号由地面向下)刀fki*hi100000000000第11页，共17页节段编号高度h.(m)外周长(m)摩阻力Ffki备注1(底节)6002400144000采用泥浆200500240060000套下沉

2、0(0500240060000000EF(kN)fk1264000沉井下沉系数计算下沉系数k=(EG-EF)/EF=tikfwkfk下沉系数满足要求。1422k=+1422120L应进行下沉稳定计算1.05沉井参数(节段编号由地面向上)节段编号高度h.(m)净长L(m)净宽B(m)壁厚t(m)入水高(m)G.,(kN)浮力Ff基底浮力Ff1(底节)6006004000500)16506601105025006004000500001750050060040005000017500000GkfaFfk44006601050沉井下沉稳定计算基底极限承载力(kpa)：O=15000bi基底反力(kN

3、)：R=24524稳定系数kt-(EG.k-EFf)/(EFfkb=st，sikfw.kfkb稳定系数满足要求。沉井抗浮计算抗浮系数kst=(EGik+Gd)/EFbfwk底板面积(m2):=2600地板厚度(m):t=065底板重力(kN):G=42250沉井重力EGik=440000基底浮力EFfFbfwk1050006500 x4000矩形沉井结构计算书第 页，共17页st4.5921.00抗浮系数满足要求。沉井施工阶段井壁竖向抗拉计算本工程地基为均匀软土地基，沉井下沉系数较大,可不进行竖向拉断计算。内力计算沉井净长16.50(m)沉井净宽匕=4.00(m)井壁厚度t0.50(m)节段高

4、度人=6.00(m)沉井结构强度计算沉井定位支撑条件下的井壁计算配筋按构造配筋即可配12mm100mm支撑布置如右图，计算得到效应为：跨中最大弯矩Mo=26.25支座弯矩Ms=-198.8配筋计算按深梁进行配筋（参照混凝土结构设计规范GB20010-2002）深梁计算跨度1o0.7*1o=4.90(m)深梁高h=6.00(m)1/h=o0.822.50按深梁计算截面bt0.50(m)砼等级C25h0.9h=o5.40(m)砼抗压强度设计值f11.90(MPa)跨中最大组合弯矩M-31.50(kN.m)受压区x1.08(x0.2h时，取0.2ho)oo内力臂z(0.8+0.04*1/h)(h-0

5、.5x)=aa2.942.00(m)根(1h时，o1.00取z0.61)o配筋AsM/fy/z取HRB400直径35.71(mm2)20.00mm支座组合弯矩Ms-238.60(kN.m)受压区x1.08(x0.2ho时，取0.2ho)内力臂z(0.8+0.04*1o/h)(ho-0.5x)=2.94(m)(1o=Mj=1.2*49.51=59.4KN-m裂缝宽度=0.10mm0.2mm6500 x4000矩形沉井结构计算书第 #页，共17页6500 x4000矩形沉井结构计算书第 #页，共17页3.00井壁按矩形框架计算1、荷载分布计算土压力计算土摩擦角(度)：札=b18.20土有效容重(k

6、N/m3)：y=13.00入土深度(m)：H=12.10沉井水位距离刃脚距离10.60主动土压系数：pb=0.48土压力(kpa)：e=75.39水压力(kpa)：e=水max106.00顶管等效荷载及其土抗力力计算沉井截面净宽(m):b=4.00沉井截面净长(m):1-6.40沉井壁厚七=0.50刃脚斜面高度=0.70刃脚根部与底板的距离=0.15底板厚度=0.65顶力距离底板距离=1.50顶管力(kN):Pt=1500顶力距离刃脚底部h=6500 x4000矩形沉井结构计算书第 #页，共17页6500 x4000矩形沉井结构计算书第 页，共17页6500 x4000矩形沉井结构计算书第 页

7、，共17页垂直分布等效荷载分布咼度b-6.72hVb/2等效何载咼度(m)：b-b/2h=6.36顶力等效荷载(kpa):q52.39顶力产生的壁后土的抗力(kpa):q=Amax66.67土抗力分布咼度3h9.00侧部的中心距离10=4.60侧向力分布水平分布IJIIIIJI1JIII询二rI巳分:itb:电加申电小1111=1-II)一-1P4151HH1H1HH12、取刃脚顶部0.9m(1.5倍壁厚处)框架计算点距离刃脚高度(m)=截面咼度(m):=土压力(kn/m)：e土=水压力(kn/m)：e,=水顶力等效荷载(kn/m):q=顶力产生的壁后土的抗力(kn/m):q1.15lo7.0

8、00.90bo=4.6061.40截面咼一0.605.05截面宽一0.9047.1552.33框架内受拉为正一作用荷载结构效应(弯矩单位为Kn.m，轴力为Kn)土压力43.6192.213.6水压力60.4266.2254.3等效荷载74.539.614.6壁后土抗力2.744.016.2配筋内力125.4609.4574.1裂缝内力95.462.436.3配筋结果25100裂缝宽度mm0.21用有限元程序，计算得到各节点效应为：(框架外受拉为负,(顶力等效荷载和其产生的土抗力同时作用。)3、取顶节(第二节)底部0.9m框架计算计算点距离刃脚高度(m)=5.65截面咼度(m):=0.90土压力

9、(kn/m)：e土=36.17水压力(kn/m)：e=44.55水顶力等效荷载(kn/m):q=47.15l0=6.90b0=4.50截面高=0.50截面宽=0.906500 x4000矩形沉井结构计算书6500 x4000矩形沉井结构计算书顶力产生的壁后土的抗力（kn/m）:q=作用荷载结构效应（弯矩单位为Kn.m，轴力为Kn）B土压力5.711.10.111.水压力1.61.41.1.4等效荷载74.5.614.610.4壁后土抗力5.1.6.4.配筋组合内力10.001.7.).7裂缝验算内力6.514.)5,1配筋结果100裂缝宽度mm0.7用有限元程序，计算得到各节点效应为：（框架外受拉为负，框架内受拉为正）（顶力等效荷载和其产生的土抗力同时作用。）矩形底板在均布荷载作用下的弯矩计算（按简支计算）底板长(m):l=6.50底板宽(m):b=4.00地板厚度(m):t=0.65底板重力(kN):G=4.50沉井重力(kN)：G=4400.00k施工荷载(kpa)：q=5.00向上反力q=（G+Gk）/（底板）+q二板顶l向最大弯矩（kN.m）：l板顶b向最大弯矩（kN.m）:b配筋计算，钢筋为HRB400钢筋顶层l向筋，直径14.