深隧矩形工作井计算书

矩形工作井计算

一. 技术条件

1.采用人工挖孔形式施工

2.根据本工程地质条件，综合考虑土体采用如下指标：

土容重取 3/19m kN s =γ

土有效容重取 3'/10m kN s =γ

粘聚力 kPa c 10=

内摩擦角︒=10φ

3.地下水位按地质资料偏保守取为地面以下1.5米计算

4.井结构高度

根据管道埋深，井深约为10~11H m =，根据侧土压力及水压的大小将井壁厚度分为3段：5H m ≤，取壁厚0.6a m =；58m H m <≤，取壁厚0.8a m =；811m H m <≤，取壁厚 1.0a m =。井底板取0.7m 厚。井内净空尺寸为：00 6.09.5b l m m ⨯=⨯

二. 使用阶段抗浮验算

按井深11H m =进行计算，工作井重量：

井壁：()()()12229.5 6.00.650.83 1.0322571820.650.83 1.034K G kN +⨯⨯+⨯+⨯⨯+⎡⎤⎢⎥=⨯=⨯+⨯+⨯⨯⎢⎥⎣⎦

底板：2250.7811.51610K

G kN =⨯⨯⨯= 井总重12718216108792K K K G G G kN =+=+=

地下水浮力：

()()()()107.210.75 1.57.611.13811.537987WK F kN =⨯⨯⨯-+⨯⨯+⨯⨯=⎡⎤⎣⎦

抗浮安全系数：/8792/7987 1.1 1.05K WK G F ==>，

故抗浮稳定性满足要求。

三. 施工阶段井壁计算（封底前）

（一）井深5H m ≤井段，取地面以下5m 处计算土水压力

1.等效内摩擦角D φ的计算:

Z c tg tg s D γφφ2245245-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝

⎛- 1021045450.62922195D tg tg φ⨯⎛⎫⎛⎫-=--= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝

⎭ ()()450.62924532.2225.7D arctg φ=-⨯=-⨯=

2.内力计算，按闭合框架计算

()()()211111245225.719 1.5105 1.54510(5 1.5)60.1/21.27 1.2760.176.3/D k S S w k p h H h tg H h tg kN m p p kN m

φγγγ⎛⎫'=+--+⨯-⎡⎤ ⎪⎣⎦⎝

⎭⎛⎫=⨯+⨯--+⨯-=⎡⎤ ⎪⎣⎦⎝⎭

==⨯= 闭合框架尺寸：壁厚a=0.6m ，

()()()()0060.69.50.6 6.610.1b l b a l a m m ⨯=+⨯+=+⨯+=⨯

长短跨比/10.1/6.6 1.53n l b ===

转角处的弯矩：

2323160.1 6.61 1.53395./121121 1.531.27502./k k k p b n M kN m m n M M kN m m

---⎛⎫⎛⎫+⨯+=== ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭==

长边跨中弯矩：

220.1250.12560.110.1395372./1.27472./l k k k l l k M p l M kN m m

M M kN m m

+-++=-=⨯⨯-===

短边跨中弯矩：

220.1250.12560.1 6.639568./1.2786./bk k k b bk M p b M kN m m

M M kN m m

+-++=-=⨯⨯-=-==-

作用在长边的轴向力 ()()00.520.560.1620.62161.27275l k k l l k N p b a kN

N N kN

=+=⨯⨯+⨯===

作用在短边的轴向力： ()()00.520.560.19.520.63221.27408bk k b bk N p l a kN

N N kN

=+=⨯⨯+⨯===

3.壁板配筋计算 考虑沿井深方向取单位长度计算，根据受力，按压弯构件计算。

（1）短边计算:

截面 ：1000600b h ⨯=⨯

计算长度：00.5 6.6 3.3l m =⨯=

内力设计值：502./408b M kN m m N kN -==，

配筋计算过程如下：

1.1 基本资料

1.1.1 工程名称： 深邃

1.1.2 轴向压力设计值 N ＝ 408kN ， M 1x ＝ 502kN ·m ， M 2x ＝ 502kN ·m ， M 1y ＝ 0kN ·m ，

M 2y ＝ 0kN ·m ； 构件的计算长度 L cx ＝ 6600mm ， L cy ＝ 6600mm ； 构件的计算长度 L 0x ＝ 3300mm ， L 0y ＝ 3300mm ； 结构构件的重要性系数 γ0 ＝ 0.9

1.1.3 矩形截面，截面宽度 b ＝ 1000mm ，截面高度 h ＝ 600mm

1.1.4 采用对称配筋，即：A s ' ＝ A s

1.1.5 混凝土立方体抗压强度标准值 f cu,k ＝ 25N/mm 2， f c ＝ 11.9N/mm 2；

钢筋抗拉强度设计值 f y ＝ 300N/mm 2，钢筋抗压强度设计值 f y ' ＝ 300N/mm 2，

钢筋弹性模量 E s ＝ 200000N/mm 2； 相对界限受压区高度 ζb ＝ 0.5500

1.1.6 纵筋的混凝土保护层厚度 c ＝ 35mm ； 全部纵筋最小配筋率 ρmin ＝ 0.60%

1.2 轴心受压构件验算

1.2.1 钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 φ