【正文】 2/mKN 水平側(cè)壓力： ??He ?1 = ?? = 2/mKN ??he?2 = ? ? ??? = 2/mKN 當(dāng) H 為 Hmin = ???????? ?? ??? ta n1eBHHq = ?????? ???? = 2/mKN ??He?1 = ?? = 2/mKN ??he?2 = ? ? ??? = 2/mKN 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 23 頁 共 82 頁 襯砌內(nèi)力計(jì)算 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)在承受圍巖所施加的主動(dòng)壓力作用時(shí)將發(fā)生彈性變形 ,由于隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍有圍巖存在 ,因此 ,它的這種彈性變形將受到圍巖的約束作用 ,這種約束作用稱為彈性力 ,它的大小與地層性質(zhì)和隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān) . 該原理的基本假定 :隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)是放置在彈性地基上的梁 ,梁在地層壓力作用下將產(chǎn)生向地基方向的變形 ,地基將給梁以反作用力 (即彈性抗力 ),彈性抗 力的大小和分布形式可根據(jù)不同的假定來得到 ,在本設(shè)計(jì)中 ,我們采用局部變形理論 (即溫克爾假定 ):認(rèn)為地基可以看成由無限多個(gè)各自孤立的彈簧構(gòu)成 ,梁放在彈簧上 ,地基的沉降即相當(dāng)彈簧壓縮 ,彈簧常數(shù)即相當(dāng)于彈性壓縮系數(shù) ,通過這一假定后 ,可以計(jì)算出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力 ,并進(jìn)行截面設(shè)計(jì) . 本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算采用同濟(jì)曙光公路隧道設(shè)計(jì)與分析軟件行分析計(jì)算： 注意：為了使模型地計(jì)算結(jié)果盡可能的與實(shí)際情況的結(jié)果相近，用桿單元模擬圍巖抗力時(shí)要注意桿單元是只能受壓，是不能受拉的；因此，在模型建立和計(jì)算時(shí)要把受拉的桿單元全部去掉，最后的結(jié)果是桿 單元是全受壓的。同時(shí)要盡可能使模型的約束情況與結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況相近，通過多次優(yōu)化使得計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)實(shí)際受力相近。 采用同濟(jì)曙光公路隧道設(shè)計(jì)與分析軟件進(jìn)行分析結(jié)果圖主要有：彎矩圖、軸力圖、剪力圖。 ⑴ 進(jìn)洞口，Ⅴ級(jí)圍巖： 深 埋 。 ?q mKN ?e 2mKN 隧道襯砌材料如下 混凝土標(biāo)號(hào) 彈性模量 E(kN/m2，Mpa) 慣性模量 I(m4/m) 截面積 A(m2/m) 25號(hào) 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 82 頁 圖 剪力分析圖 圖 軸力分析圖 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 25 頁 共 82 頁 圖 彎矩分析圖 表 431 內(nèi)力及位移 結(jié)點(diǎn)編號(hào) X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) 軸力 (kN) 剪力 (kN) 彎矩 (kN/m) 位移 (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 26 頁 共 82 頁 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 71 54 55 56 57 58 59 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 27 頁 共 82 頁 60 61 62 63 64 軸力最 大結(jié)點(diǎn) 24 軸力 剪力 彎矩 位移 剪力最大結(jié)點(diǎn) 17 軸力 剪力 彎矩 位移 彎矩最大結(jié)點(diǎn) 29 軸力 剪力 彎矩 位移 （ 2）隧道 IV級(jí)圍巖， 深 埋： ?q 2mKN ?e 2mKN 隧道襯砌材料如下 混凝土標(biāo)號(hào) 彈性模量 E(kN/m2，Mpa) 慣性模量 I(m4/m) 截面積 A(m2/m) 25 號(hào) 圖 軸力分析圖 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 82 頁 圖 圖 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 29 頁 共 82 頁 表 432 內(nèi)力及位移 結(jié)點(diǎn)編號(hào) X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) 軸力 (kN) 剪力 (kN) 彎矩 (kN/m) 位移 (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 30 頁 共 82 頁 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 最大軸力結(jié)點(diǎn) 24軸力 剪力 彎矩 位移 最大剪力結(jié)點(diǎn) 17軸力 剪力 彎矩 位移 最大彎矩結(jié)點(diǎn) 29軸力 剪力 彎矩 位移 （ 3）隧道 III 級(jí)圍巖， 深 埋： ?q 2mKN ?e 2mKN 隧道襯砌材料如下 混凝土標(biāo)號(hào) 彈性模量 E(kN/m2，Mpa) 慣性模量 I(m4/m) 截面積 A(m2/m) 25號(hào) 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 31 頁 共 82 頁 圖 軸力分析圖 圖 剪力分析圖 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 32 頁 共 82 頁 圖 彎矩分析圖 表 433 內(nèi)力及位移 結(jié)點(diǎn)編號(hào) X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) 軸力 (kN) 剪力 (kN) 彎矩 (kN/m) 位移 (m) 1 2 3 4 5 6 7 15 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 33 頁 共 82 頁 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 小林子沖 1號(hào)隧道工程設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 82 頁 63 64 最大軸力結(jié)點(diǎn) 24軸力 剪力 彎矩 位移 最大剪力結(jié)點(diǎn) 17軸力 剪力 彎矩 位移 最大彎矩結(jié)點(diǎn) 29軸力 剪力 彎矩 位移 配筋及安全評(píng)價(jià) V級(jí)圍巖最大正彎矩配筋及評(píng)價(jià) 配筋計(jì)算 : ⑴ 、結(jié)構(gòu)承受最 大正彎矩的配筋計(jì)算： 矩形截面的配筋計(jì)算：由表得 M =1508927 mN? N =3766310N 取 b=1000mm h=600mm 3539。 ?? ss aa mmahh s 565356000 ????? （ 413） 初始偏心距： mmNM 401376 63 10150 89 27e0 ??? （ 414） 考慮附加偏心距 mmea 20? 有 mmee a 42120401e 0i ????? （ 415） 由計(jì)算模型可得 ??hl 故偏心距 增大系數(shù) ?? ， 大小偏心距的判別： 按《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ JTJ026— 90）有： mmhmme ii ?????? ? （ 416） 故按大偏心受壓計(jì)算 大偏心受壓時(shí)受拉鋼筋應(yīng)力 ys f?? ， 因?yàn)闃?gòu)件承受變號(hào)彎矩作用，為了構(gòu)造簡(jiǎn)單和便于施工常采用對(duì)稱配筋截面。 由 mmi 421e ??NbhfNNN bcb 3 9 8 9 4 6 7 6 6 3 1 0 01 ????????? ?? 小林子沖