管片配筋计算书

#Px1Px2计算断面左DK9+左DK9+524左DK9+961左DK10+PyOPylPy2PxlPx2采用n-Z法（修正惯用法）计算得管片内力如图3所示，各断面大体组合和准永久组合下每环（）盾构管片内力汇总详见表4。表4每环管片内力设计值统计表（弯矩单位：kN・m；轴力单位：kN）计算断面承载力极限状态计算（基本组合，已乘重要性系数）裂缝宽度验算（准永久组合）MlN1M2N2M3N3Ml'N1'M2'N2'M3'N3'右DK09+515右DK9+704右DK10+054右DK10+左DK9+左DK9+524左DK9+961左DK10+Nl(Nl')-AN2(N2')N2(N2')N3(N3')”Nl(Nl')-AN2(N2')N2(N2')N3(N3')”图3管片内力示用意配筋计算按照内力计算结果，别离进行承载力极限状态计算和裂痕宽度验算。配筋计算控制条件：管片混凝土强度品级C50；管片主筋外侧混凝土保护层厚度51mm；内侧混凝土保护层厚度40mm；管片最小配筋率%；最大计算裂痕宽度允许值；裂痕宽度验算主筋混凝土保护层厚度取30mm。以右DK09+515断面为例，配筋进程如下：(1)管片内侧a、承载力极限状态配筋计算：大体资料大体资料工程名称：工程一轴向压力设计值N=,M=0kN•m,M=M=0kN•m,1x2x1yM=0kN•m；构件的计算长度L=4000mm,L=4000mm；2ycxcy构件的计算长度L=4000mm,L=4000mm；结构构件的重要性系数Y0=0x0y0矩形截面，截面宽度b=1200mm，截面高度h=350mm采用对称配筋即A'=Ass混凝土强度品级为C50,f=mm2；钢筋抗拉强度设计值f=360N/mm2，cy钢筋抗压强度设计值f'=360N/mm2，钢筋弹性模量E=200000N/mm2；ys相对界限受压区高度Zb二纵筋的混凝土保护层厚度c二40mm；全数纵筋最小配筋率pmin二%轴心受压构件验算钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数甲L/i=Max{L/i,L/i}=Max{4000/101,4000/346}=Max{,}00xx0yy=，取甲=矩形截面面积A=b・h=1200*350=420000mm2轴压比U=N/(f・A)=1492900/*420000)=cc全数纵向钢筋的最小截面面积A=A・pmin二420000*%二2310mm2s,minmin一侧纵向钢筋的最小截面面积A=A・％=420000*%=840mm2s1,min全数纵向钢筋的截面面积As'按下式求得：sNW®(fc・A+fy'・As')(混凝土规范式)As'=Wo"”g-f,]/©-fc)=[*1492900/**420000]/=-23171mm2VA=2310mm2，取A'=As,minss,min考虑二阶效应后的弯矩设计值弯矩设计值Mxxl/i=4000/101=cxx34-12(M/M)=34-12*(0/=341x2xl/i>34-12(M/M),应考虑轴向压力产生的附加弯矩影响cxx1x2xzc=・A/N=>，取ZC=附加偏心距e=Max{20,h/30}=Max{20,12}=20mmnnsx二1+(lcx/h«/[1300%IN+◎h。]=1+(4000/350)2*1/[1300*(/1492900+20)/289]=C=+/M=+*0/=mx2xm=c•n•M=**=xmxnsx2x在Mx作用下正截面偏心受压承载力计算x初始偏心距ei附加偏心距e=Max{20,h/30}=Max{20,}=20mma轴向压力对截面重心的偏心距e0=M/N=/1492900=初始偏心距e=e+e=+20=i0a轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离e=e+h/2-a=+350/2-61=i混凝土受压区高度x由下列公式求得：N<ajfjb*+fy'・As'-/"As(混凝土规范式)当采用对称配筋时，可令f'・A'=os・As，代入上式可得：ysssx=y0"N/(ajfjb)=*1492900/(1**1200)=W务中。=，属于大偏心受压构件当xV2a'时，受拉区纵筋面积A可按混凝土规范公式求得：sN・e'Wf•A(h-a')sys0se'=e-h/2+a'=2+61=-80mmW0sisA'=0mm2VA=840mm2，取A,=840mm2sxs1,minsx'按照隧道埋深选择配筋形式为中埋配筋，即内侧配筋为4①20+4①18，钢筋面积为As=，知足要求。b、裂痕验算按照配筋形式选择中埋配筋，即内侧配筋为4①20+4①18,钢筋面积为As=,裂痕宽度验算如下：大体资料工程名称：工程一矩形截面偏心受压构件，构件受力特征系数acr=，截面尺寸bXh=1200X350mm，受压构件计算长度l0=4000mm纵筋根数、直径：第1种：4020,第2种：4018，受拉区纵向钢筋的等效直径d=E(n•d2)/E(n•U"di)=，eqiiii带肋钢筋的相对粘结特性系数U=1受拉纵筋面积A=2275mm2，钢筋弹性模量E=200000N/mm2ss最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离c=30mm，s纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离a=40mm,h=310mms0混凝土轴心抗拉强度标准值f=mm2tk按荷载准永久组合计算的轴向力值N二,q按荷载准永久组合计算的弯矩值M=・m,q轴向力对截面重心的初始偏心距e=M/N=1000*=123mm0qq对e/h=＜的偏心受压构件，可不验算裂痕宽度。00管片外侧a、承载力极限状态配筋计算：大体资料工程名称：工程一轴向压力设计值N=,Mix=0kN•m,M2x=•m,M1y=0kN•m,M2y=0kN•m；构件的计算长度Lcx=4000mm,Ley=4000mm；构件的计算长度L0x=4000mm,L0y=4000mm；结构构件的重要性系数丫0=矩形截面，截面宽度b=1200mm，截面高度h=350mm采用对称配筋，即：As'=As混凝土强度品级为C50,fe=mm2；钢筋抗拉强度设计值fy=360N/mm2,钢筋抗压强度设计值fy'=360N/mm2，钢筋弹性模量Es=200000N/mm2；相对界限受压区高度Zb=纵筋的混凝土保护层厚度e=51mm；全数纵筋最小配筋率Pmin=%轴心受压构件验算钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数巾L0/i=Max{L0x/ix,L0y/iy}=Max{4000/101,4000/346}=Max{,}=，取巾=矩形截面面积A=b・h=1200*350=420000mm2轴压比Uc=N/(fe・A)=1492900/*420000)=全数纵向钢筋的最小截面面积As,min=A•Pmin=420000*%=2310mm2一侧纵向钢筋的最小截面面积As1,min=A・％=420000*%=840mm2全数纵向钢筋的截面面积As'按下式求得：NW巾(fc・A+fy'•As')(混凝土规范式)As'=[y0・N/巾-fe•A]/(fy'-fe)=[*1492900/**420000]/=-23171mm2VAs,min=2310mm2,取As'=As,min考虑二阶效应后的弯矩设计值弯矩设计值Mxlex/ix=4000/101=34-12(M1x/M2x)=34-12*(0/=34lex/ix＞34-12(M1x/M2x),应考虑轴向压力产生的附加弯矩影响Zc=•A/N=＞，取Zc=附加偏心距ea=Max{20,h/30}=Max{20,12}=20mmnnsx=1+(lex/h)2Ze/[1300(M2x/N+ea)/h0]=1+(4000/350)2*1/[1300*(/1492900+20)/289]=Cmx=+/M2x=+*0/=Mx=Cmx•nnsx•M2x=**=•m在Mx作用下正截面偏心受压承载力计算初始偏心距ei附加偏心距ea=Max{20,h/30}=Max{20,}=20mm轴向压力对截面重心的偏心距e0=M/N=/1492900=初始偏心距ei=e0+ea=+20=轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离e=ei+h/2-a=+350/2-61=混凝土受压区高度x由下列公式求得：NWa1・fc・b・x+fy'・As'-os・As(混凝土规范式)当采用对称配筋时，可令fy'・As'=os・As，代入上式可得：x=y0・N/(a1・fc・b)=*1492900/(1**1200)=WEb・h0=，属于大偏心受压构件当xV2a'时，受拉区纵筋面积As可按混凝土规范公式求得：N・es'Wfy・As(h0-as')es'=ei-h/2+as'=2+61=-80mmW0Asx'=0mm2VAs1,min=840mm2，取Asx'=840mm2按照配筋形式选择中埋配筋，即外侧配筋为10①16，钢筋面积为As=2011mm2，知足要求。b、裂痕验算按照配筋形式选择中埋配筋，即外侧配筋为10①16，钢筋面积为As=2011mm2,裂痕宽度验算如下：大体资料工程名称：工程一矩形截面偏心受压构件，构件受力特征系数acr=，截面尺寸bXh=1200X350mm,受压构件计算长度l0=4000mm纵筋根数、直径：第1种：10016，受拉区纵向钢筋的等效直径d=E(n•d2)/E(n・U"dj)=16mm，eqiiii带肋钢筋的相对粘结特性系数U=1受拉纵筋面积A=2011mm2，钢筋弹性模量E=200000N/mm2ss最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离c=30mm，s纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离a=38mm，h=312mms0混凝土轴心抗拉强度标准值f=mm2tk按荷载准永久组合计算的轴向力值N二，q按荷载准永久组合计算的弯矩值M=・m，q轴向力对截面重心的初始偏心距e=M/N=1000*=10mm0qq对e/h=W的偏心受压构件，可不验算裂痕宽度。00各断面配筋计算结果和裂痕验算结果详见表5。表5配筋面积计算汇总表

（弯矩单位：kN•m；轴力单位：kN；裂痕宽度单位：mm）计算断面承载力极限状态裂缝宽度验算内侧外侧内侧外侧As(mm2)实配钢筋As(mm2)实配钢筋裂缝宽度裂缝宽度右DK9+5158404020+401884010016不需验算不需验算右DK9+7048404020+401884010016不需验算不需验算右DK10+0548404020+401884010016不需验算不需验算右DK10+10184022+402084010016不需验算不需验算左DK9+8404020+401884010016不需验算不需验算左DK9+5248404020+401884010016不需验算不需验算左DK9+9618404018+401684010014不需验算不需验算左DK10+10804022+402084010016不需验算不需验算管片类型采用综上，该区间配筋采用分段配筋，按不同埋深段配筋如下:表6管片分段配筋里程表配筋类型中埋配筋深埋配筋超深埋配筋里程右DK9+〜〜右DK10+左DK9+〜〜左DK10+右DK9+〜右DK9+右DK10+〜〜右DK10+左DK9+〜左DK9+左DK10+〜左DK10+右DK10+〜右DK9+左DK10+〜八、端部千斤顶荷载局部抗压计算施工进程中，千斤顶的作用对管片结构内力有较大的影响，因此，设计中考虑千斤顶荷载对管片结构配筋的影响。考虑到千斤顶数量、最大推力（按2000kN考虑）及作用位置，将管片看做宽，长，厚35cm的板，千斤顶撑靴板长度50cm，作用在宽度为25cm的管片端面上。通过对管片局部受压环的局部承压