《隧道衬砌管片配筋计算与验算过程案例5800字》

隧道衬砌管片配筋计算与验算过程案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u19838隧道衬砌管片配筋计算与验算过程案例综述 1144771.1最小埋深截面 1214371.1.1正截面配筋计算 144821.1.2斜截面配筋计算 5319731.1.3截面复合及强度验算 552721.1.4裂缝宽度验算 7102681.1.5环向螺栓连接检算 9259021.2最大埋深截面 9288751.2.1正截面配筋计算 9185361.2.2斜截面配筋计算 13187891.2.3截面复合及强度验算 1324011.2.4裂缝宽度验算 15126081.2.5环向螺栓连接检算 16123161.3天梨路站周围截面 1716181.3.1正截面配筋计算 17104381.3.2斜截面配筋计算 20148071.3.3截面复合及强度验算 2198011.3.4裂缝宽度验算 23100281.3.5环向螺栓连接检算 2487761.6抗浮验算 251.1最小埋深截面由以上内力计算结果，正弯矩最大为Mk=432.90kN∙m，此处Nk=374.4kN1.1.1正截面配筋计算正弯矩最大截面作为配筋截面配筋计算规范为《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)和《建筑结构荷载规范》(GB500009-2001)，结构重要性系数γ0取1.1（安全等级一级），永久荷载分项系数γG取1.35，在计算模型计算时采用管片宽度1m，计算时管片宽度取1.2m，应乘以宽度增大系数1.2，顾及错缝拼接的管片弯矩分配产生的各种问题，主截面设计弯矩为M=N=保护层厚度：a界面有效高度：hⅡ级螺纹钢的强度设计值：f界限相对受压区高度：ξ计算长度：l截面尺寸：b×h=1200mm×300mmC50混凝土的强度设计值：f求偏心距e附加偏心距：e初始偏心距：e求偏心距增大系数因为l0ℎ计算偏心距：η按大偏心受压构件计算。求受压区钢筋面积Ae=η取ξ=则受压区钢筋面积：A选配8Φ28，求受拉区钢筋面积根据大偏心受压构件计算：N≤M≤将带入上式，得受压区高度：x=2e此时受拉区钢筋面积：A选配20Φ32，A所以非少筋。ξ=所以非超筋。负弯矩最大截面作为配筋截面M=N=保护层厚度：a界面有效高度：hⅡ级螺纹钢的强度设计值：f界限相对受压区高度：ξ计算长度：l截面尺寸：b×h=1200mm×300mmC50混凝土的强度设计值：f求偏心距e附加偏心距：e初始偏心距：e求偏心距增大系数因为l0ℎ计算偏心距：η按大偏心受压构件计算。求受压区钢筋面积Ae=η取ξ=则受压区钢筋面积：A选配9Φ32，A求受拉区钢筋面积根据大偏心受压构件计算：N≤M≤将带入上式，得受压区高度：x=2e此时受拉区钢筋面积：A选配18Φ32，A所以非少筋。ξ=所以非超筋。1.1.2斜截面配筋计算V=判断要不要选构造配筋Vλ—偏心受压构件计算截面的剪跨比，承受均布荷载，取λ=1.5N—与剪力对应的轴力。V需计算配筋，由V=得：A采用四肢Φ20@300，则nAρ1.1.3截面复合及强度验算由上述正、负弯矩配筋得以下结果：满足最大正弯矩需要的钢筋面积：A满足最大负弯矩需要的钢筋面积：A由于管片配筋在此设计中是相同的，因此要保证管片能承受荷载能力完整。取As做出以下验算：1正弯矩作用下MN=ξ=(1−属于大偏心受压。x=ξ>NM满足要求。2负弯矩作用下MN=ξ=(1−属于小偏心受压。x=σξ>NM满足要求。1.1.4裂缝宽度验算1正弯矩作用下e裂缝宽度需要验算。W式中—受力特征系数，偏心受压构件，；—钢筋应变不均匀系数；—纵向受力钢筋应力；—钢筋弹性模量，取;c—纵向受拉钢筋外轮廓至受拉区最下部的距离；—纵向受拉钢筋的等效直径；—有效纵向受拉钢筋配筋率；纵筋合拉力点至截面合压力点距离：ησρΨ=1.1−d最大裂缝宽度：W满足要求。2负弯矩作用下e裂缝宽度需要验算。W；；；纵筋合拉力点至截面合压力点距离：ησρΨ=1.1−d最大裂缝宽度：W满足要求。则最终管片配筋为：管片内侧：20Φ32，A管片外侧：9Φ32，1.1.5环向螺栓连接检算由以上计算过程及结果，螺栓承受的最大剪力为383.96kN承受拉力N选用30Φ30的8.8级普通螺栓，抗剪强度设计值fvb=320MPaN抗剪切承载力满足要求。大偏心受压构件截面螺栓受拉力，拉力为：N对于受剪力和拉力作用的螺栓，还应进行验算：N满足要求。1.2最大埋深截面由以上内力计算结果，正弯矩最大为Mk=692.45kN∙m，此处Nk=637.69kN，负弯矩最大为Mk=−709.35kN∙m，此处1.2.1正截面配筋计算1取正弯矩最大截面作为配筋截面M=N=保护层厚度：a界面有效高度：hⅡ级螺纹钢的强度设计值：f界限相对受压区高度：ξ计算长度：l截面尺寸：b×h=1200mm×300mmC50混凝土的强度设计值：f（1）求偏心距e附加偏心距：e初始偏心距：e（2）求偏心距增大系数因为l0ℎ计算偏心距：η按大偏心受压构件计算。（3）求受压区钢筋面积Ae=η取ξ=则受压区钢筋面积：A选配18Φ40，（4）求受拉区钢筋面积根据大偏心受压构件计算：N≤M≤将带入上式，得受压区高度：x=2取x=2e此时受拉区钢筋面积：A选配21Φ40，A所以非少筋。ξ=所以非超筋。2取负弯矩最大的截面作为计算配筋截面M=N=保护层厚度：a界面有效高度：hⅡ级螺纹钢的强度设计值：f界限相对受压区高度：ξ计算长度：l截面尺寸：b×h=1200mm×300mmC50混凝土的强度设计值：f（1）求偏心距e附加偏心距：e初始偏心距：e（2）求偏心距增大系数因为l0ℎ计算偏心距：η按大偏心受压构件计算。（3）求受压区钢筋面积Ae=η取ξ=则受压区钢筋面积：A选配15Φ40，A（4）求受拉区钢筋面积根据大偏心受压构件计算：N≤M≤将带入上式，得受压区高度：x=2e此时受拉区钢筋面积：A选配18Φ40，A所以非少筋。ξ=所以非超筋。1.2.2斜截面配筋计算V=判断要不要选构造配筋Vλ—偏心受压构件计算截面的剪跨比，承受均布荷载，取λ=1.5N—与剪力对应的轴力。V需计算配筋，由V=得：A采用四肢Φ32@280，则nAρ1.2.3截面复合及强度验算由上述正、负弯矩配筋得以下结果：满足最大正弯矩需要的钢筋面积：A满足最大负弯矩需要的钢筋面积：A由于管片配筋在此设计中是相同的，因此要保证管片能承受荷载能力完整。取As做出以下验算：1正弯矩作用下MN=ξ=(1−属于大偏心受压。x=ξ>NM满足要求。2负弯矩作用下MN=ξ=(1−属于小偏心受压。x=σξ>NM满足要求。1.2.4裂缝宽度验算1正弯矩作用下e裂缝宽度需要验算。W；;；纵筋合拉力点至截面合压力点距离：ησρΨ=1.1−取Ψ=1，d最大裂缝宽度：W满足要求。2负弯矩作用下e裂缝宽度需要验算。W；;；纵筋合拉力点至截面合压力点距离：ησρΨ=1.1−取Ψ=1d最大裂缝宽度：W满足要求。则最终管片配筋为：管片内侧：21Φ40，A管片外侧：18Φ40，1.2.5环向螺栓连接检算由以上计算过程及结果，螺栓承受的最大剪力为624.60kN承受拉力N选用20Φ40的8.8级普通螺栓，抗剪强度设计值fvb=320MPaN抗剪切承载力满足要求。大偏心受压构件截面螺栓受拉力，拉力为：N对于受剪力和拉力作用的螺栓，还应进行验算：N满足要求。1.3天梨路站周围截面由以上内力计算结果，最大正弯矩为Mk=530.46kN∙m，处Nk=462.75kN，最大负弯矩Mk=−539.07kN∙m，处1.3.1正截面配筋计算1取正弯矩最大的截面作为计算配筋截面M=N=保护层厚度：a界面有效高度：hⅡ级螺纹钢的强度设计值：f界限相对受压区高度：ξ计算长度：l截面尺寸：b×h=1200mm×300mmC50混凝土的强度设计值：f（1）求偏心距e附加偏心距：e初始偏心距：e（2）求偏心距增大系数因为l0ℎ计算偏心距：η按大偏心受压构件计算。（3）求受压区钢筋面积Ae=η取ξ=则受压区钢筋面积：A选配7Φ40，（4）求受拉区钢筋面积根据大偏心受压构件计算：N≤M≤将带入上式，得受压区高度：x=2e此时受拉区钢筋面积：A选配15Φ40，A所以非少筋。ξ=所以非超筋。2取负弯矩最大的截面作为计算配筋截面M=N=保护层厚度：a界面有效高度：hⅡ级螺纹钢的强度设计值：f界限相对受压区高度：ξ计算长度：l截面尺寸：b×h=1200mm×300mmC50混凝土的强度设计值：f（1）求偏心距e附加偏心距：e初始偏心距：e（2）求偏心距增大系数因为l0ℎ计算偏心距：η按大偏心受压构件计算。（3）求受压区钢筋面积Ae=η取ξ=则受压区钢筋面积：A选配9Φ40，A（4）求受拉区钢筋面积根据大偏心受压构件计算：N≤M≤将带入上式，得受压区高度：x=2e此时受拉区钢筋面积：A选配14Φ40，A所以非少筋。ξ=所以非超筋。1.3.2斜截面配筋计算V=判断要不要选构造配筋Vλ—偏心受压构件计算截面的剪跨比，承受均布荷载，取λ=1.5N—与剪力对应的轴力。V需计算配筋，由V=得：A采用四肢Φ20@180，则nAρ1.3.3截面复合及强度验算由上述正、负弯矩配筋得以下结果：满足最大正弯矩需要的钢筋面积：A满足最大负弯矩需要的钢筋面积：A由于管片配筋在此设计中是相同的，因此要保证管片能承受荷载能力完整。取As做出以下验算：1正弯矩作用下MN=ξ=(1−属于大偏心受压。x=ξ>NM满足要求。2负弯矩作用下MN=ξ=(1−属于小偏心受压。x=σξ>NM满足要求。1.3.4裂缝宽度验算1正弯矩作用下e裂缝宽度需要验算。W；;；纵筋合拉力点至截面合压力点距离：ησρΨ=1.1−取Ψ=1，d最大裂缝宽度：W满足要求。2负弯矩作用下e裂缝宽度需要验算。W；;；纵筋合拉力点至截面合压力点距离：ησρΨ=1.1−取Ψ=1d最大裂缝宽度：W满足要求。则最终管片配筋为：管片内侧：15Φ40，A管片外侧：9Φ40，1.3.5环向螺栓连接检算由以上计算过程及结果，