地下建筑结构课程设计__隧道盾构施工(1).docx

《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：臧小平

班级：勘查0902

学号：0609104203

指导教师：李志高(老师)

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/m2

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：

1355+203×30=7445mm

1.2隧道外围荷载标准值计算

1.2.1自重

γ?-钢筋混凝土自重；8管片厚度；

1.2.2均布竖向地层荷载

①竖向地层荷载：

②地面超载：

③近似均布拱背土压力：

其中：

1.2..3水平地层均布荷载

其中：

γ--衬砌圆环侧向各个土层的土壤重度

φ--内摩擦角

C--粘聚力的加权平均值

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

P=ky(1-√2|cosa))

其中：

衬砌圆环抗弯刚度：

衬砌圆环抗弯刚度折减系数：n=0.3;

则：

P=ky(1-√2|cosa)=20000×5.618×103=112.360KPa

P=ky(1-√2jcosal)=20000×5.618×103×(1-√2)=-46.541KPa

取P=65.819KPa

1.2.7荷载示意图

(土与水分离计算)

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):

g=1.2×8.75=10.5kN/m

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/m2)

RH(m)

q(kN/m2)

q(kN/m2

P1(kN/

m2)

PR(kN/

m2)

P2(kN/

m2)

Pk(kN/

m2)

10.5

2.925

173.512

99.241

184.812

39.451

78.983

0

0

MKA.m

44.917

2.925

443.867

-25.667

-212.267

-77.478

-35.440

-80.414

57.517

18

0.314

38.401

2.925

365.363

-10.432

-171.768

-69.283

-30.263

-68.731

53.288

36

0.628

20.341

2.925

157.627

0.802

-65.723

-45.500

-15.426

-34.824

17.297

54

0.942

-5.023

2.925

-106.410

6.939

65.401

-8,453

6.193

17.763

-23.591

72

1.256

-31.360

2.925

-335.864

7.377

171.569

38.233

28.349

74.578

-47.119

90

1.570

-51.241

2.925

-455.617

2.074

212.267

89.994

42.174

102.241

-58.109

108

1.884

-57.340

2.925

-432.007

-8.452

171.966

139.897

39.913

65.439

-80.585

126

2.198

-43.679

2.925

-265.550

-23.171

66.044

159.853

19.944

-46.542

-133.101

144

2.512

-6.735

2.925

27.475

-40.644

-65.080