地下建筑结构课程设计

实用标准文档

《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-------------------------------------3

1.1 结构尺寸及地层示意图-----------------------3

1.2 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----------------------------6

2 内力计算---------------------------------------6

3 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-----------------------11

4 抗浮验算-------------------------------------10

5 纵向接缝验算--------------------------------12

5.1 接缝强度计算------------------------------12

5.2 接缝张开验算------------------------------14

6 裂缝张开验算------------------------------15

7 环向接缝验算----------------------------16

8 管片局部抗压验算-----------------------------17

9 参考文献-------------------------------18

一. 荷载计算

1.1结构尺寸及地层示意图

q=20kN/m

2

ϕ=7.2

ϕ=8.9

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：

1355203307445mm +⨯=

1.2隧道外围荷载标准值计算 1.

2.1自重

32

25/0.358.750h

KN

G KN m m m γ

δ

==⨯=

h γ-钢筋混凝土自重；δ管片厚度；

1.2.2均布竖向地层荷载 ①竖向地层荷载：

2

1

1

19.1168455.77.85.31.9181185.0m

KN h q i

n

i i

=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ ②地面超载：

2

2

20m KN

q

=

③近似均布拱背土压力：

222

3070.51

.321

606.71.343.0243.02m KN R b R R G i q =⨯⨯⨯⨯===γ 其中：

3

606.728

.1645.128

.11.70.8645.1m KN i

=+⨯+⨯=

γ

2

3

2

1

26.141070.52019.116m KN

q

q q q =++=++=

1.2..3水平地层均布荷载

)2

45(tan 2)245(tan 2

21

ϕ

ϕ

---=c q P 其中：

的土壤重度衬砌圆环侧向各个土层--γ 内摩擦角--ϕ

粘聚力的加权平均值--C

3/353.785

.5205

.41.7645.18m KN =⨯+⨯=

γ

000678.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕ

kPa

c 128.1285.5205

.41.12645.12.12=⨯+⨯=

则：

KPa P 701.82)2678.745tan(128.122)2678.745(tan 26.14100

00

2

1=-⨯--⨯=

1.2.4按三角形分布的水平地层压力

KPa

R P

H 876.32)2678.745(tan 353.7925.22)245(tan 20

22

2

=-⨯⨯⨯=-=ϕ

γ

其中：

m

R

H

925.2235

.01.31.3=-+=

1.2.5拱底反力

KPa g q w H R R P 01.15410925.22

1

75.826.14121=⨯⨯-⨯+=-

+=ππγ 1.2.6侧向土层抗力

)cos 21(α-=ky P

K

其中：

衬砌圆环抗弯刚度:23

7

625.12326512

0.35×0.1103.45EJ m KN ⋅=⨯

⨯= 衬砌圆环抗弯刚度折减系数:3.0=η； 则：

m k EJ g q y R R P P H H 3

4

44

44

2110618.5)

925.2102045.0625.1232653.0(24925.2)75.8875.32417.89140.1422()

045.0(24)2(-⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+--⨯=

+⨯+--=

πηπ

KPa ky P

k 360.11210618.520000)cos 21(3max

=⨯⨯=-=-α

KPa ky P k 541.46)21(10618.520000)cos 21(3

min

-=-⨯⨯⨯=-=-α 取KPa P K 819.65=