地质大学综合地下商城课程设计(编辑修改稿)

地质大学综合地下商城课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

 侧向地基反作用力 (kδ) π0 4 (0 .2 3 4 6 0 .3 5 3 6 )Ck π π42 ( 3) SCk π04π π42( 2 2 )CkCCS C k   π040 .3 5 3 6π π42( 0 .7 0 7 1 2 )SkS C C S k 中国地质大学长城学院 10 届本科课程设计 14 静荷载 (g) π0 2 3π 5()86CSg π π2  π[(π )85 π 2]62SCSg   π02()6ππ2[(π ) π]6CSgC SCSg π02()6ππ2[(π ) π]6SCgC SCSg 弹簧的侧向位移 (δ) 41 1 2 c4c(2 π )2 4 ( 0 .0 4 5 )p q q g RE I k R      拱角； 232 ( sin )。 3 ( sin )。 c os。 S S C     232 ( c os )。 3 ( c os )CC (2) 41 1 2 c4c(2 π )2 4 ( 0 .0 4 5 )p q q g RE I k R   地基反作用力位移： 4 41 1 2 c4 7 4 3 4c(2 π ) ( 2 2 2 9 . 2 1 6 1 . 9 2 3 7 . 3 5 2 4 . 4 9 2 ) 2 . 8 52 4 ( 0 . 0 4 5 ) 2 4 ( 3 . 9 1 0 2 2 . 5 1 0 0 . 0 4 5 1 0 1 0 2 . 8 5p q q g RE I k R                   m (3)反作用力： 3k 1 0 1 0 0 . 0 0 1 9 5 8 1 9 . 5 8pk     kN/m2 内力计算 根据表 31 计算内力公式，计算出的衬砌管片的内力如表 32 所示。 表 32 衬砌管片的内力 θ 总弯矩 总轴力 总剪力 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 中国地质大学长城学院 10 届本科课程设计 15 110 120 130 140 150 160 170 180 最大正弯矩出现在隧道拱部 0176。 (截面 A)，最大负弯矩出现在与隧道拱部成 80176。 角的弯曲段 (截面 B)。 配筋计算 由表 32 可见，当 0 时，弯矩取得最大值。 (1)将管片视为一平面板结构，板的长度 0cπ 3 .1 4 2 .8 5 8 9 4 5lR   mm。 宽度1000B mm；高 300h mm；由于管片受到相反方向的弯矩，且数值相差不大，因此采用对称配筋的方式 采用 C50 的混凝 土： 抗压强度 c  N/mm2； 抗压强度 t  N/mm2； 弹性模量 c 34500000E  kN/mm2； 50。  采用 HRB335 的钢筋： 抗拉强度 t  N/mm2； 弹性模量 c 20200000E  kN/mm2； 弹性模量比 sc En E 受压区相对高度 3c10 2 3 . 5 8 2 39。 7 01 . 0 2 . 3 1 0 0 0 sNxafb             mm 按不对称配筋计算方法处理 30 375 .7 4 10 13954 4. 64 10Me N   mm； 中国地质大学长城学院 10 届本科课程设计 16 a 1000 3330e mm 则 i 0 a 139 33 172e e e    mm c1 30 . 5 0 . 5 2 3 . 1 1 0 0 0 3 0 0 6 . 3 6 2 15 4 4 . 6 4 1 0fAN       ；取 1 1 0 8945 2 9 .8 1 1 5300lh    则： 2 1. 15 0. 01 29 .8 1 0. 85 2     20 12i011 ( )1400lehh       211 ( 2 9 . 8 1 ) 1 0 . 8 5 2 1 . 8 3 31400          i01. 83 3 17 2 31 5. 28 0. 3 79 .5eh      按大偏心受压情况计算： 1s 3003 1 5 . 2 8 3 5 4 3 0 . 2 822he e a      mm 取 70x mm 31ssy 0 s300( 39。 ) 5 4 4 . 6 4 1 0 ( 3 1 5 . 2 8 3 5 )22 1 5 8 0 . 8 8( 39。 ) 3 0 0 ( 2 6 5 3 5 )hN e aA f h a           mm2 另外，以不考虑受压钢筋 39。 sA 的情况计算，则由e c 0()2xN f b x h      得： 321 0 5 4 4 . 6 4 4 3 0 . 2 8 1 . 0 2 3 . 1 1 0 0 0 ( 2 6 5 0 . 5 )5 3 0 2 0 2 9 0 0 xxxx            mm 由公式 u 1 c y s y s39。 39。 N f b x f A f A   有 ∴ 31 c us y 1 . 0 2 3 . 1 1 0 0 0 4 1 . 5 5 4 4 . 6 1 0 1380300f b x NA f       mm2； 取较小值进行配筋，即取 ss39。 1380AA mm2； 取 9 14@150 ， ss39。 1385AA mm2； 演算：由 0 8945 451000lb ，得  中国地质大学长城学院 10 届本科课程设计 17 则 u c y s0 . 9 ( 39。 39。 ) 0 . 9 0 . 9 9 0 5 ( 2 3 . 1 1 0 0 0 3 0 0 3 0 0 1 3 8 5 2 )N f A f A           8706 kN  kN ∴ 满足要求 (2)验证弯矩 配筋所能承受的最大弯矩 uM 按单筋计算 st m i n0 y 01 3 8 5 1 . 8 9 3 0 01 0 0 % 0 . 5 2 % 0 . 4 5 0 . 3 2 %1 0 0 0 2 6 5 3 0 0 2 6 5Af hb h f h           同时 3000 .2 % 0 .2 3 %265    b0. 52 % 30 0 / 23 .1 0. 06 7 0. 55 0    ，满足适用条件 2u 1 c 0 (1 0 .5 )M f b h    21. 0 23 .1 10 00 26 5 0. 06 7 ( 1 0. 5 0. 06 7 ) 10 5. 05        kN m  kN m ∴安全。 图 33 管片配筋、受压区图 验算衬砌管片的安全性 演算截面 A，截面 B，连续部分和盾构千斤顶的推力，看衬砌管片是否安 全。 (1)截面 A和截面 B 安全性校核 计算原理：利用材料力学中的均质材料受弯的方法进行叠加计算，但由于钢筋混凝土是非均质材料，因此计算管片截面积应把钢筋等效成混凝土进行计算，同理，管片截面惯性矩也应适用等效后的截面积，计算公式如下： 150mm 35mm 265mm 35mm 9216。 14 1000mm 中国地质大学长城学院 10 届本科课程设计 18 6s j s s( 39。 ) 0 . 3 1 5 . 8 ( 1 3 8 5 1 3 8 5 ) 1 0 0 . 3 1 6A A n A A          m2 A —— 等效后的管片截面面积， m2； sjA —— 管片实际截面面积， sjA Bt m2； 2 2 2s j z j s j s s( ) ( )22ttI I n x d A I n d A n d A          2 2210 00 30 0 30 0 30 ( 35 ) 13 85 ( 26 5 ) 13 8512 2 2         10mm4 截面 A 承受正弯矩和轴力 m a x(1 ) 80 .8 15MkN m  kN 8 0 . 8 1 5 1 4 . 8 4 1 . 9 2 85 4 4 . 6 4Me N    等效截面积： s j s s( 39。 ) 0 .3 1 6A A n A A   m2 10I mm2 混凝土的最大压应力： cmn 2N M hAI    339 10 10 10 10 2    MN/m2  MN/m2 混凝土的最大拉应力： 33c 9 1 254 4. 64 10 80 .8 15 10 0. 3 0. 31 6 2. 46 2 10 10 2N M hAI         MN/m2 由图 33 的几何关系可得钢筋应力： 中国地质大学长城学院 10 届本科课程设计 19 截面 A 图 33 管片衬砌临界断面应力分布 ∴截面 A满足强度要求。 注：负号代表拉应力 根据三角形形似计算 s/n ，从而求出 s。 sc( / ) (  保护层厚度 (自取 )): 6 .6 5 2 0 2 .5 43 .2 3 0 0x xx   cm 112 0 2 .5 4 3 5 5 .56 .6 5 2 0 2 .5 4x x  cm s39。 n s 5. 5 5. 8 31 .9 30 0    MN/m2 223 0 0 2 0 2 . 5 4 3 5 2 . 0 53 . 2 3 0 0 2 0 2 . 5 4x x  cm sn s 2. 05 5. 8 11 .8 95 30 0      MN/m2 外 内  cm c39。   s139。 /nx  s2/nx  s39。 A sA 中国地质大学长城学院 10 届本科课程设计 20 截面 B 承受负弯矩和轴向力 截面 B 图 33 管片衬砌临界断面应力分布 B  kN m  kN m 9 .7 6 1 .9 2 8  Me N 混凝土的最大压应力： 33c 10 10 10 2N M hAI          MN/m2  MN/m2 33c 368 4. 13 10 66 .7 9 10 0. 339。 6. 232 0. 31 6 2. 46 2 10 2N M hAI         MN/m2 300 2 2 9 .7 86 .2 3 1 .9 0 4xx x   s 39。 / 3 0 0 2 2 9 .7 8 3 51 .9 0 4 3 0 0 2 2 9 .7 8n   22s 39。 5 .5 4 M N / m 3 0 0 M N / m    s /   22s 3 0 .6 3 M N / m 3 0 0 M N / m  全部满足要求，截面 A、 B 均安全。 表 34 检查断面 A、 B 安全性的计算结果 截面 A 截面 B 外 内 c39。 。