【正文】 3 +05 +00 1 17 +03 +05 +00 1 18 +03 +05 +00 1 19 +04 +05 1 20 +04 +05 3 21 +04 +05 4 22 +04 +05 4 23 +04 +05 3 24 +04 +05 1 25 +03 +05 +00 1 26 +04 +05 3 27 +04 +05 4 28 +04 +05 4 29 +04 +05 4 30 +04 +05 4 31 +04 +05 4 32 +04 +05 3 33 +03 +05 +00 1 34 +04 +05 1 35 +04 +05 3 36 +04 +05 4 37 +04 +05 4 38 +04 +05 3 39 +04 +05 1 40 +03 +05 +00 1 41 +03 +05 +00 1 42 +03 +05 +00 1 43 +03 +05 +00 1 44 +03 +05 +00 1 45 +03 +05 +00 1 46 +03 +05 +00 1 47 +04 +05 3 石家莊鐵道學院 畢業(yè)設計 19 續(xù)表 48 +04 +05 3 49 +03 +05 1 50 +04 +05 3 51 +04 +05 3 52 +04 +05 3 53 +04 +05 3 54 +03 +05 1 55 +03 +05 +00 1 56 +02 +05 +00 1 強度檢算 1抗壓合格 2抗壓不合格 3抗拉合格 4抗拉不合格 Ⅴ級圍巖 襯砌內力 計算 與強度檢算 選擇的混凝土和圍巖參數(shù)見表 54。 表 54 斷面 2 的襯砌結構和圍巖參數(shù)表 結構及圍巖 容重 ( 3kN/m ) 彈性抗力系數(shù) (MPa/m ) 彈性模量 (GPa ) 泊松比 C35鋼筋混凝土 25 31． 5 Ⅴ級圍巖 19 150 利用 ANSYS 進行求解，得到襯砌的變形圖、軸力圖及彎矩圖分別如下： 圖 54 Ⅴ級圍巖變形圖 石家莊鐵道學院 畢業(yè)設計 20 圖 55 Ⅴ級圍巖彎矩圖 圖 56 Ⅴ級圍巖軸力圖 石家莊鐵道學院 畢業(yè)設計 21 表 55 Ⅴ 級圍巖所有點的內力計算和強度檢算結果 節(jié)點號 彎矩 軸力 高 h 偏心距 e 軸力偏心距影響系數(shù)α 抗壓抗裂強度驗算 1 +03 +05 +00 1 2 +02 +05 +00 1 3 +03 +05 +00 1 4 +04 +05 1 5 +04 +05 1 6 +04 +05 3 7 +04 +05 3 8 +04 +05 3 9 +04 +05 1 10 +04 +05 3 11 +04 +05 1 12 +03 +05 +00 1 13 +03 +06 +00 1 14 +03 +06 +00 1 15 +03 +06 +00 1 16 +03 +06 +00 1 17 +04 +06 +00 1 18 +03 +06 +00 1 19 +04 +06 +00 1 20 +04 +06 1 21 +05 +06 3 22 +05 +06 3 23 +04 +06 1 24 +04 +05 1 25 +04 +05 +00 1 26 +04 +05 1 27 +04 +05 3 28 +05 +05 4 29 +05 +05 4 30 +05 +05 4 31 +04 +05 3 32 +04 +05 1 33 +04 +05 +00 1 34 +04 +06 1 35 +04 +06 1 36 +05 +06 1 37 +05 +06 3 38 +04 +06 1 39 +04 +06 +00 1 40 +03 +06 +00 1 41 +04 +06 +00 1 42 +03 +06 +00 1 43 +03 +06 +00 1 44 +03 +05 +00 1 石家莊鐵道學院 畢業(yè)設計 22 續(xù)表 45 +04 +05 +00 1 46 +03 +05 +00 1 47 +04 +05 3 48 +04 +05 3 49 +04 +05 1 50 +04 +05 3 51 +04 +05 3 52 +04 +05 3 53 +04 +05 1 54 +04 +05 1 55 +03 +05 +00 1 56 +02 +05 +00 1 強度檢算 1抗壓合格 2抗壓不合格 3抗拉合格 4抗拉不合格 襯砌結構強度檢算 原理 隧道襯砌為雙線復合式襯砌，參照《公路隧道隧道設計規(guī)范》按破損階段法及允許應力法檢算隧道結構截面。 隧道截面抗壓強度按下式計算： aKN R bh??? (53)式中 ， K—— 安全系數(shù)， K 值見表 46； N —— 軸向力 ； aR —— 混凝土或襯砌的抗壓極限強度， aR 值見表 47； ?—— 構件縱向彎曲系數(shù)，對于隧道襯砌可取 ?? ； b—— 截面寬度 ； h —— 截面厚度 ； ? —— 軸向力偏心影響系數(shù)，查《規(guī)范》可得，計算公式如下：230 0 01 .0 0 0 0 .6 4 8 ( / ) 1 2 .5 6 9 ( / ) 1 5 .4 4 4 ( / )e h e h e h? ? ? ? ?。 表 56 K 的取值表 混凝土 砌體 破壞原因 荷載組合 永久荷載 +基本可變荷載 永久荷載 +基本可變荷載 +其它可變荷載 永久荷載 +基本可變荷載 永久荷載 +基本可變荷載 +其他可變荷載 混凝土或砌體達到抗壓極限強度 混凝土達到抗拉極限強度 — — 石家莊鐵道學院 畢業(yè)設計 23 表 57 aR 的取值表 強度種類 混凝土強度等級 C15 C20 C30 C35 C40 C50 抗壓 aR 彎曲抗壓 aR 抗拉 1R 注：①片石混凝土的抗壓極限強度可采用表中的值 ②表中的彎曲抗壓極限強度按 ? 從抗裂要求出發(fā)，混凝土矩形截面偏心受壓構件的抗拉強度按下式計算： 10 / 1R bhKN eh?? ? (54)式中 ， R1—— 混凝土抗拉極限強度； 0e — — 檢算截面偏心矩。 當 0 ? 時，由抗壓強度控制承載能力，不必檢算抗裂；當 0 ? 時，由抗拉強度控制承載能力，不必檢算抗壓。 襯砌截面配筋計算 截面配筋原理 參照《公路隧道設計規(guī)范》受壓構件對截面進行對稱配筋。在對稱配筋時，s s s sAA ??????， ，1cNx fb?? (1)當 ? 時，為大 偏心受壓。如 2 sx ??? ，則 w g g g()KNe R b x R A A?? ? ?或 w 0 g g 0( ) ( )2xK N e R b x h R A h a? ? ?? ? ? ? (55) 式中， K—— 安全系數(shù) ； M—— 彎矩 ； wR —— 混凝土彎曲抗壓極限強度標準值， wR = aR ； gR —— 鋼筋的抗拉或抗呀計算強度標準值， HRB335 的是 335MPa； gA 、 gA? —— 受拉和受壓區(qū)鋼筋的截面面積 (m2)； a 、 a? —— 自鋼筋 gA 或 gA? 的重心分別至截面最近邊緣的距離 ； h—— 截面高度 ； h0—— 截面的有效高度 (m)， h0 =ha； x—— 混凝土受壓區(qū)的高度 ； 石家莊鐵道學院 畢業(yè)設計 24 b—— 矩形截面的寬度或 T 形截面的肋寬 (m)； (2)當 ? 時，為小偏心受壓，遠離縱向力一邊的鋼筋不屈服。 則矩形的截面對稱小偏心受壓構件的鋼筋截面面積，可按下面公式計算： 2a 0 g g 00. 5 ( )KNe R bh R A h a??? ? ? (56) 當軸向力 N 作用于鋼筋 gA 重心與鋼筋 gA? 的重心之間時，尚應符合下列要求： 2a 0 g g 00. 5 ( )KNe R bh R A h a?? ? ? (57) Ⅲ級圍巖 配筋計算 單元 彎矩 軸力 高 h 偏心距 e 軸力偏心距影響系數(shù)α 強度驗算 21 +04 +05 不合格 22 +04 +05 不合格 27 +04 +05 不合格 28 +04 +05 不合格 29 +04 +05 不合格 30 +04 +05 不合格 31 +04 +05 不合格 36 +04 +05 不合格 37 +04 +05 不合格 單元 37 配筋計算 bh??1000mm? 350mm，荷載產生的最大軸向力設計值為：N=? 535KN,M=? ，混凝土強度等級為C35( aR =, wR =， 1R =)，縱向受力鋼筋選用 Q235 級( gR =380 2N/mm )；取 39。aa? =40mm，則 0h h a?? =35040=310mm，39。39。0h h a?? =35040=310； 安全系數(shù) K=(抗壓 )； 此時 0e =103mm。 則：wkNx Rb? =44mm ??170mm 故屬于大偏心受壓 又： x =44mm 39。2 80a??mm，取 239。sxa? ； 此時公式為：039。 ( 39。)gg gsk N eAA R h a??? ?， 0 1 0 3 3 5 0 / 2 4 0 3 2 m m2 she e a ?? ? ? ? ? ? ? ? 得： 39。ggAA? = 2268mm 0 因此按照構造配筋， gA = 200g 0 .2 1 0 .3 5 0 .2 0 .0 0 1 mA b h? ? ? ? ? ?=700 2mm 石家莊鐵道學院 畢業(yè)設計 25 則選用 HRB335418? (1018 2mm ) 單元 29 配筋計算 wR = aR = ? ? = ? 設 a =40mm、 a? =40mm， 則 0h =h? a =350－ 40=310mm KN=? 380KN=912KN x=w912022 3 2 . 428100000 1. 0KNRb ???mm 0h =? =170 因此是大偏心， x = 39。2 80a??mm，取 239。sxa? ； 0 3501 6 7 4 0 3 2 m m22she e a ?? ? ? ? ? ? ? g g 0()KNeA R h a? ? ? ?= 則選用 HRB33542 20? (628 2mm )。 Ⅴ級圍巖配筋計算 單元 彎矩 軸力 高 h 偏心距 e 軸力偏心距影響系數(shù)α 強度驗算 28 +05 +05 4 29 +05 +05 4 30 +05 +05 4 單元 28 配筋計算 wR = aR = ? ? = ? 設 a =40mm、 a? =40mm，則 0h =h? a =450－ 40=410mm KN=? 885KN=2124KN x=w2124000 9 7 . 428100000 1. 0KNRb ???mm 0h =? =170mm 因此是大偏心， x = 39。2 80a? mm，取 ? mm 0 3501 3 4 4 0 1 m m22she e a ?? ? ? ? ? ? ? ? w0gg0()