某工程A隧洞5类围岩衬砌内力及配筋计算书

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某工程 A 隧洞 5 类衬砌内力和配筋计算书
1 基本资料
1.1 等别
根据 SL252—2000 《水利水电工程等级划分及洪水标准》 和 GB50288—99 《灌 溉与排水工程设计规范》的规定，该工程属Ⅲ等（中型）工程。渠系建筑物按 5 级设计。渠系建筑物设计洪水重现期为 10 年（P=10 %）
1.2
断面尺寸
净断面尺寸 2.0m×2.4m（宽×高） ，底板、侧墙及顶拱衬砌厚度均为 0.3m。
1.3
荷载
按 5 级建筑物设计，安全级别为Ⅲ级。结构重要性系数 γ 0 = 0.9 ，设计状况
系数ψ 持久 = 1.0 、ψ 短暂 = 0.95 、ψ 偶然 = 0.85 ，永久荷载分项系数 γ G = 1.05 （0.95） ， 可变荷载分项系数 γ Q = 1.20 ，偶然作用分项系数 γ A = 1.0 ，结构系数 γ d = 1.2 。 按承载能力极限状态计算时荷载分项系数： 衬砌自重作用分项系数 1.05（有利） 、0.95（不利） 围岩压力作用分项系数 1.0 外水压力作用分项系数 1.0 灌浆压力作用分项系数 1.3
根据《水工隧洞设计规范 SL279-2002》6.2.4 规定和表 2.1-1 计算围岩压力： 垂直方向 qv = (0.2 ~ 0.3)γ r B
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水平方向 式中
qh = (0.05 ~ 0.1)γ r H
qv ——垂直均布围岩压力，kN/m2； qh ——水平均布围岩压力，kN/m2； γ r ——岩体重度，kN/m3； B——隧洞开挖宽度，m； H——隧洞开挖高度，m。
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2.2
计算简图
图 2.2-1 计算简图
⑵围岩压力计算 ①垂直、水平均布围岩压力 根据地质资料，隧洞围岩物理力学参数值见下表： 隧洞围岩参数建议值
表 2.1-1 隧洞名称 围岩类别 围岩重度（KN/m³） 坚固系数 fk 围岩似内摩擦角（°） 围岩单位抗力系数(MPa/cm)=100MN/m3 III 25 2.5 70 5 A 隧洞 IV 25 1.75 65 3 V 25 0.5 60 1
某工程 A 隧洞 5 类衬砌内力和配筋计算书
某工程 A 隧洞 5 类
(桩号 0+000.00~0+955.Βιβλιοθήκη Baidu0)
衬砌内力和配筋计算书
2014 年 5 月 16 日
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某工程 A 隧洞 5 类衬砌内力和配筋计算书
目
录
1 基本资料.................................................................................................................... 3 1.1 等别.................................................................................................................. 3 1.2 断面尺寸.......................................................................................................... 3 1.3 荷载.................................................................................................................. 3 1.4 计算工况和荷载组合...................................................................................... 3 2 计算方法.................................................................................................................... 4 2.1 参数取值.......................................................................................................... 4 2.2 计算简图.......................................................................................................... 6 3 理正计算结果............................................................................................................ 6 4 衬砌配筋计算............................................................................................................ 9 4.1 计算情况.......................................................................................................... 9 4.2 偏心受压计算................................................................................................ 10 4.2.1 η 取值 .................................................................................................. 10 4.2.2 配筋计算.............................................................................................. 11 4.3 受弯计算........................................................................................................ 13 4.4 计算结果........................................................................................................ 13 5 抗裂验算.................................................................................................................. 14 5.1 计算公式........................................................................................................ 14 5.2 计算情况........................................................................................................ 15 5.3 偏心受压计算................................................................................................ 15 5.4 受弯计算........................................................................................................ 15 6 斜截面抗剪验算...................................................................................................... 16 6.1 计算公式........................................................................................................ 16 6.2 计算情况........................................................................................................ 16 6.3 偏心受压计算................................................................................................ 17 6.4 受弯计算........................................................................................................ 17 7 配筋结果.................................................................................................................. 17
2.1
参数取值
⑴基本参数
衬砌断面类型： 底板半宽： 底板厚度： 侧墙高度： 侧墙厚度： 顶拱半中心角： 顶拱拱脚厚度： 顶拱拱顶厚度： 底板围岩弹抗系数： 侧墙围岩弹抗系数： 顶拱围岩弹抗系数： 衬砌的弹性模量： 外水压力折减系数(β)： 混凝土等级： 纵筋等级： 圆拱直墙形 1.150(m) 0.300(m) 1.550(m) 0.300(m) 90.000(度) 0.300(m) 0.300(m) 100.000(MN/m3) 100.000(MN/m3) 100.000(MN/m3) 25500.000(MPa) 0.400 C20 Ⅲ级
注：式 qv = (0.2 ~ 0.3)γ r B 、 qh = (0.05 ~ 0.1)γ r H 中，系数分别取为 0.3、0.1。
②底部围岩压力 按整体计算隧洞单位米长断面受力情况，则 底部围岩压力= qv +1m 长衬砌自重/计算宽度 =19.5+（π×1.15+2×1.55+2.3）×0.3×25/2.3=48.89 kN/m2 ⑶外水压力：取 5m 计。 ⑷灌浆压力：200kPa。
计算表格如下表： 围岩压力计算表
表 2.1-2 序 围岩 号 类别 1 2 3 Ⅴ Ⅳ Ⅲ 计算结果 均布垂直 均布水平 断面尺寸 开挖宽度 开挖高度 重度 γ 山岩压力 山岩压力 qv qh （m×m） B（m） H（m） （kN/m3） （kN/m2） （kN/m2） 2.0×2.4 2.6 3 25 19.5 7.5 2.0×2.4 2.6 3 25 19.5 7.5 2.0×2.4 2.6 3 25 19.5 7.5 已知参数
1.4
计算工况和荷载组合
检修期：围岩压力+衬砌自重+外水压力 施工期：围岩压力+衬砌自重+外水压力+灌浆压力
注：以检修期作为控制工况，施工期灌浆时采取必要的支护措施。
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2 计算方法
首先采用理正岩土计算软件进行受力分析计算， 然后在软件计算结果的基础 上进行配筋计算。