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1、地下建筑结构课程设计-软土地区地铁盾构隧道计算书姓 名： 班 级： 勘查 学 号： 203 指导教师： 李志高福建工程学院土木工程系岩土教研室2012年6月目录1 荷载计算-31.1 结构尺寸及地层示意图-31.2 隧道外围荷载标准值-3 1.2.1 自重-3 1.2.2 均布竖向地层荷载-4 1.2.3 水平地层均布荷载-4 1.2.4 按三角形分布的水平地层压力-5 1.2.5 底部反力-5 1.2.6 侧向地层抗力-5 1.2.7 荷载示意图-62 内力计算-63 标准管片配筋计算-8 3.1 截面及内力确定-8 3.2 环向钢筋计算-8 3.3 环向弯矩平面承载力验算-114 抗浮验算
2、-105 纵向接缝验算-12 5.1 接缝强度计算-12 5.2 接缝张开验算-146 裂缝张开验算-157 环向接缝验算-168 管片局部抗压验算-179 参考文献-18一. 荷载计算1.1结构尺寸及地层示意图图1-1 结构尺寸及地层示意图如图，按照要求，对灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整：1.2隧道外围荷载标准值计算1.2.1自重 -钢筋混凝土自重；管片厚度；1.2.2均布竖向地层荷载竖向地层荷载： 地面超载：近似均布拱背土压力：其中： 1.2.3水平地层均布荷载其中：则：1.2.4按三角形分布的水平地层压力其中： 1.2.5拱底反力1.2.6侧向土层抗力其中：衬砌圆环抗弯刚度:衬砌圆环
3、抗弯刚度折减系数:；则：取1.2.7荷载示意图图1-2 圆环外围荷载示意图二、 内力计算取一米长度圆环进行计算，其中荷载采用设计值，即考虑荷载组合系数。计算结果如下表（已考虑荷载组合系数）： 隧道圆环内力计算结果截面/度弧度内力 荷 重自重轴线半径均布竖向地层荷载水压水平地层均布荷载底部反力水平压力Pk引起的圆环内力每米内力g(kN/)RH(m)q(kN/)q(kN/)P1(kN/)PR(kN/)P2(kN/)Pk(kN/)10.52.925173.51299.241184.81239.45178.983 00 M kN.m44.917 2.925 443.867 -25.667 -212.2
4、67 -77.478 -35.440 -80.414 57.517 180.314 38.401 2.925 365.363 -10.432 -171.768 -69.283 -30.263 -68.731 53.288 360.628 20.341 2.925 157.627 0.802 -65.723 -45.500 -15.426 -34.824 17.297 540.942 -5.023 2.925 -106.410 6.939 65.401 -8.453 6.193 17.763 -23.591 721.256 -31.360 2.925 -335.864 7.377 171.569
5、 38.233 28.349 74.578 -47.119 901.570 -51.241 2.925 -455.617 2.074 212.267 89.994 42.174 102.241 -58.109 1081.884 -57.340 2.925 -432.007 -8.452 171.966 139.897 39.913 65.439 -80.585 1262.198 -43.679 2.925 -265.550 -23.171 66.044 159.853 19.944 -46.542 -133.101 1442.512 -6.735 2.925 27.475 -40.644 -6
6、5.080 91.930 -10.541 -34.824 -38.419 1622.826 53.736 2.925 418.415 -59.163 -171.369 -126.531 -37.914 -68.731 8.444 1803.140 134.302 2.925 869.040 -76.916 -212.266 -530.342 -48.941 -80.414 54.462 00N KN-15.356 2.925 -53.797 573.621 290.280 57.301 36.118 81.691 969.857 180.314 -11.627 2.925 -2.750 558
7、.386 262.588 54.499 34.287 77.696 973.079 360.628 -1.094 2.925 131.658 547.151 190.079 46.368 28.377 66.104 1008.643 540.942 14.366 2.925 300.305 541.015 100.421 33.703 18.366 46.688 1054.863 721.256 31.925 2.925 442.211 540.577 27.828 17.742 6.926 17.299 1084.508 901.570 48.206 2.925 507.479 545.88
8、0 0.000 0.046 0.006 0.000 1101.617 1081.884 59.779 2.925 499.408 556.406 27.556 -42.674 4.081 17.347 1121.903 1262.198 63.670 2.925 442.500 571.125 99.982 -116.933 21.438 46.833 1128.613 1442.512 57.839 2.925 342.320 588.598 189.639 -177.194 47.050 64.931 1113.183 1622.826 41.537 2.925 208.665 607.1
9、16 262.316 -170.178 70.010 77.696 1097.162 1803.140 15.510 2.925 54.606 624.869 290.279 -58.160 79.276 81.691 1088.070 根据表格所示，在度时轴力最大和弯矩最大三、 标准管片配筋计算3.1 截面及内力确定由上述内力计算，取，进行内力计算，衬砌管片同时受到较大的正弯矩与负弯矩，采用对称配筋。简化模型为b=1000mm，h=350mm，保护层厚度取50mm。根据修正惯用法中的-法，由于纵缝接头的存在而导致结构整体刚度降低，取圆环整体刚度为： 而管片的内力： a.最大负弯矩时：b.最大
10、正弯矩时：3.2 环向钢筋计算3.2.1按最大负弯矩配筋假设为大偏心构件:，取：采用对称配筋：其中：，钢筋选用HRB335钢，则：由此：得： 近似取：确为大偏心。对取矩： 由此算出：选配432（）（%）3.2.2按最大正弯矩配筋 假设为大偏心构件:，取：采用对称配筋：其中：，钢筋选用HRB335钢，则：由此：得： 近似取：确为大偏心。对取矩： 由此算出：选配228（）（）从安全角度考虑按最大负弯矩配筋。3.3环向弯矩平面承载力验算（按轴心受压验算）查混凝土结构设计原理表3-1，得轴心受压稳定系数：，（纵向钢筋配筋率）（构件截面面积）满足要求 四、抗浮验算盾构隧道位于含地下水的土层中时受到地下水的浮力作用，故需验算隧道的抗浮稳定性，用抗浮系数：式中：隧道自重G拱背土压力P垂直荷载F水浮力则： 满足要求其中：水压力：五. 纵向接缝验算5.1接缝强度计算近似地把螺栓看作受拉钢筋，假设选用1根螺栓。按偏心受压钢筋混凝土截面尽行计算。5.1.1.负弯矩接头（截面） ，其中：-螺栓预应力引起的轴向力，取M30细螺纹由
