第四章 配筋计算第章 配筋计算.doc

地铁区间结构配筋设计 4.1配筋计算方法与设计理论 通过flac程序求得所取三个控制截面上的弯矩M、轴力N和剪力值Q后，取最不利截面进行配筋设计。地铁钢筋混凝土结构 的设计的主要依据通常是《混凝土结构设计规范》 ，不过为了提高构件的抗冲击性能，都是采用双筋截面设计，计算的时候可以作为附加压筋考虑。 截面上除弯矩M外，同时还有轴力N，因此大多数构件都是属于压弯构件，配筋计算主要是按照偏心受压构件进行。 管片采用错缝拼装， 每个管片的位置并不是唯一不变的，所以管片的配筋都应该按最不利截面 的内力进行设计，因此管片的配筋是一样的。 4.4.1 构件正截面的承载力设计 偏心距的计算 ①计算偏心距 偏心距的计算公式为： （4-1） 式中 -初始偏心距； -轴向压力对 截面重心的偏心距，； -附加偏心距，。 ②偏心距增大系数 在本设计中取。 大小偏心的判断 在实际设计过程中，可以按以下办法初步判断： ①当，按小偏心 受压计算。 ②当，按大偏心 受压计算。 对偏心受压截面承载力的计算 基本假设: ①截面应变分布满足 平截面假设； ②不计混凝土的 抗拉强度； ③受压区混凝土的 极限压应变 大偏心： 图4-1 大偏心受压构件的截面计算图式 ①基本计算公式 大偏心属于受拉破坏，由力矩平衡条件 得到两个基本公式: （4-2） （4-3） 其中， ②适用条件 以保证混凝土压碎 前受拉钢筋的应力达到屈服； 以保证混凝土压碎 前受压钢筋的应力达到屈服。 小偏心： ①计算公式 小偏心属于受压破坏，由 力矩平衡条件得出截面的计算公式如下： （4-4） （4-5） 其中， ②的计算 在式（4-4）中，是一个未知数，原则上 可根据平截面假定由相应的应变求得。《地下铁道设计规范》 根据试验研究结果，提出近 似地用下面的简化公式计算。 （4-6） 式中，按表4-1取值。当，才采用上计算式。 表 钢筋等级 HPB235 0.614 HRB335 0.550 HRB400 0.518 表 钢筋分类 混凝土强度 及以下 轴心受压构件的全部 0.4 0.4 偏心受压 0.2 0.2 受弯及大偏心 0.15 0.2 小偏心每侧 0.15 0.2 （4）非对称配筋 由于地铁隧道管片基本是对称配筋，因此此项可不考虑。 对称配筋 在对称配筋时只要在非对称配筋计算公式中令即可，由混凝土教材对称配筋时钢筋截面面积计算步骤可归纳为 若，则 若，则 若，则表明截面为小偏心受压，需要重新计算x或， 4.1.2 构件斜截面的抗剪承载力设计 验算截面尺寸 构件的截面尺寸一般先由正截面承载力和刚度条件确定，然后进行斜截面抗剪承载力的计算，首先按式（4-17）进行截面尺寸复核。如果不满足要求，则应该增大截面尺寸或加大混凝土强度等级。 当 当 （4-7） 当，Q直线内插 验算是否需配置腹筋 一般情况下的矩形、T形和I形截面梁 承受集中荷载为主的矩形、T形及I形截面梁 则没有必要受剪承载力计算，仅根据公式（4-8）结构要求的箍筋，否则，应按计算配置腹筋。 （4-8） 计算箍筋数量 对于矩形、T形及I形截面梁 （4-9） 对于承受集中荷载为主的矩形、T形及I形截面梁 （4-10） 表4-3 箍筋最小直径 条