《结构设计原理》课件-项目8：综合管廊结构

综合管廊结构设计总体要求><教学01结构设计一般规定02材料性能要求目标03结构上的作用04计算模型05构造要求结构设计一般规定01一、结构设计一般规定（1）综合管廊结构设计应对承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。（2）综合管廊工程的结构工作年限应符合现行工程建设强制性国家规范《特殊设施工程项目规范》(GB55028—2022)的有关规定。（3）综合管廊工程抗震设防分类标准应按照乙类建筑物进行抗震设计。（4）综合管廊土建工程设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，应以可靠指标度量结构构件的可靠度。除验算整体稳定外，均应采用含分项系数的设计表达式进行设计。一、结构设计一般规定（5）综合管廊的结构安全等级应为一级，结构中各类构件的安全等级宜与整个结构的安全等级相同。（6）综合管廊结构构件的裂缝控制等级应为三级，结构构件的最大裂缝宽度限值应小于或等于0.2mm，且不得贯通。（7）综合管廊应根据气候条件、水文地质状况、结构特点、施工方法和使用条件等因素进行防水设计。（8）对埋设在历史最高水位以下的综合管廊，应根据条件计算结构的抗浮稳定。计算时不应计入管廊内管线和设备的自重，其他各项作用应取标准值，并应满足抗浮稳定性，抗力系数不低于1.05。材料性能要求02二、材料性能要求（1）综合管廊工程中所使用的材料应根据结构类型、受力条件、使用要求和所处环境等选用，并应考虑耐久性、可靠性和经济性。主要材料宜采用高性能混凝土、高强钢筋。当地基承载力良好、地下水位在综合管廊底板以下时，可采用砌体材料。（2）钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C40。

二、材料性能要求（3）地下工程部分宜采用自防水混凝土，设计抗渗等级应符合表1规定。

表1防水混凝土设计抗渗等级管廊埋置深度H(m)设计抗渗等级H＜10P610≤H＜20P820≤H＜30P10H≥30P12结构上的作用03三、结构上的作用（1）结构设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。永久作用应采用标准值作为代表值；可变作用应根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值。作用的标准值应为设计采用的基本代表值。（2）结构主体及收容管线自重可按结构构件及管线设计尺寸计算确定。（3）预应力综合管廊结构上的预应力标准值，应为预应力钢筋的张拉控制应力扣除各项预应力损失后的有效预应力值。（4）建设场地地基土有显著变化段的综合管廊结构，应计算地基不均匀沉降的影响，其标准值应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB

50007的有关规定计算确定。计算模型04四、计算模型（1）现浇混凝土综合管廊结构的截面内力计算模型宜采用闭合框架计算模型。作用于结构底板的基底反力分布应根据地基条件确定，并符合下列规定：①地层较为坚硬或经加固处理的地基，基底反力可视为直线分布；②未经处理的软弱地基，基底反力应按弹性地基上的平面变形截条计算确定。四、计算模型（2）仅带纵向拼缝接头的预制拼装综合管廊结构的截面内力计算模型宜采用与现浇混凝土综合管廊结构相同的闭合框架模型。构造要求05五、构造要求（1）综合管廊结构应在纵向设置变形缝，变形缝的设置应符合下列规定：①现浇混凝土综合管廊结构变形缝的最大间距应为30m；②结构纵向刚度突变处以及上覆荷载变化处或下卧土层突变处，应设置变形缝；③变形缝的缝宽不宜小于30mm；④变形缝应设置橡胶止水带、填缝材料和嵌缝材料等止水构造。五、构造要求（2）混凝土综合管廊结构主要承重侧壁的厚度不宜小于250mm，非承重侧壁和隔墙等构件的厚度不宜小于200mm。（3）混凝土综合管廊结构中钢筋的混凝土保护层厚度，结构迎水面不应小于50mm，结构其他部位应根据环境条件和耐久性要求并按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB

50010-2010）(2024版)的有关规定确定。五、构造要求（4）综合管廊各部位金属预埋件的锚筋面积和构造要求应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB

50010-2010）(2024版)的有关规定确定。预埋件的外露部分，应采取防腐保护措施。小结1.一般规定工作年限符合标准规定按照乙类建筑物进行抗震设计2.材料性能要求高性能混凝土、高强钢筋结构安全等级应为一级防水等级标准应为二级3.结构上的作用代表值确定自重计算有效预应力地基不均匀沉降4.计算模型闭合框架5.构造要求思考题现场浇筑综合管廊与预制装配综合管廊结构设计有何区别?><谢谢观看THANKYOU明挖预制装配式混凝土管廊结构设计><教学01节段预制装配式管廊02分块预制装配式管廊目标03顶板预制装配式管廊04叠合装配式管廊节段预制装配式管廊01一、节段预制装配式管廊(1）接头设计节段预制管廊间宜采用预应力钢筋连接接头、螺栓连接接头或承插式接头。当场地条件较差，或易发生不均匀沉降时，宜采用承插式接头。当节段间连接采用螺栓连接接头及承插式接头时，可不设置变形缝。一、节段预制装配式管廊(2）内力计算标准段由于其结构长度远大于结构宽度和高度，且其截面沿结构长度不变，故内力计算采用平面框架计算模型。由于各节段整体预制成型，其截面内力计算模型采用闭合框架计算模型。节段预制管廊闭合框架计算模型1—综合管廊顶板荷载；2—综合管廊地基反力；3—综合管廊侧向水土压力一、节段预制装配式管廊(3）构件及接头计算节段预制装配式管廊构件及接头主要应进行如下计算:①预制混凝土构件及预应力混凝土构件应进行受弯承载力、受剪承载力和最大裂缝宽度的计算，均应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010—2010(2024年版）执行，不宜采用公路行业或给水排水行业等其他行业的规范进行混凝土构件计算；②预制混凝土构件及预应力混凝土构件均应进行施工阶段的验算；一、节段预制装配式管廊③预制拼装综合管廊拼缝处应进行受剪承载力的计算，计算方法应按现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1—2014)执行;④预制拼装综合管廊拼缝采用预应力筋连接接头或螺栓连接接头时，应按《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015)(2024版)的规定进行接头受弯承载力计算。分块预制装配式管廊02二、分块预制装配式管廊(1)接头设计其拼缝接头同节段预制装配式管廊，宜采用预应力钢筋连接接头、螺栓连接接头或承插式接头。当场地条件较差，或易发生不均匀沉降时，纵向拼缝连接宜采用承插式接头。当纵向拼缝连接采用螺栓连接接头及承插式连接接头时，可不设置变形缝。二、分块预制装配式管廊(2）内力计算分块预制装配式综合管廊，其结构计算模型采用闭合框架计算模型，但由于拼缝刚度的影响，在计算时应考虑到拼缝刚度对内力折减的影响。其基底反力分布确定同现浇混凝土综合管廊标准段。分块预制管廊闭合框架计算模型1—综合管廊顶板荷载；2—综合管廊地基反力；3—综合管廊侧向水土压力；4—拼缝接头旋转弹簧二、分块预制装配式管廊(3)构件及接头计算《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015第8.5.6条规定：“带纵、横向拼缝接头的预制拼装综合管廊结构应按荷载效应的标准组合，并应考虑长期作用影响对拼缝接头的外缘张开量进行验算。”拼缝处应进行外缘张开量的验算，外缘张开量的计算应按《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015)(2024版)的规定执行，最大张开量不应超过2mm。

顶板预制装配式管廊03三、顶板预制装配式管廊概念：顶板预制拼装工艺是综合现浇工艺优势与预制工艺优势而研究提出的一种新型工艺，其工艺原理是管廊底板及侧墙采用现浇、顶板采用预制拼装的方式进行综合管廊主体结构的建造。优势：将顶板采用预制装配式工法施工，可免除现浇式工法中顶板模板的安装及脚手架的拼装和拆除。在目前节段预制装配式工法整体技术尚不成熟，施工难度较大的情况下，这不失为一种折中的办法。三、顶板预制装配式管廊目前顶板预制装配式综合管廊仅在试验段采用，《城市综合管廊工程技术规范》中未对该类型的装配式管廊结构设计进行规定，预制顶板与侧墙的拼缝接头做法尚未有规范给出明确的做法，按《城市综合管廊工程技术规范》的要求，宜主要采用预应力钢筋连接接头、螺栓连接接头或承插式接头。叠合装配式管廊04四、叠合装配式管廊预制叠合式地下综合管廊简称叠合管廊，由预制的叠合式底板、叠合式侧墙、叠合式顶板组成，通过现场的组装，在连接节点处绑扎少量钢筋，然后通过连接节点及贯通式空腔，自上而下浇筑自密实防水抗渗混凝土形成整体，从而进一步形成综合管廊主体结构。四、叠合装配式管廊从结构整体性方面考虑，叠合装配式综合管廊通过底板现浇层、墙板现浇芯层以及顶板现浇层将主体结构连接成整体，可以做到与现浇结构同强度，即所谓的“等同现浇”，具有良好的整体性。小结1.节段预制装配式管廊闭合框架计算模型按现行《混凝土结构设计规范》GB50010—2010(2024年版）执行2.分块预制装配式管廊应考虑到拼缝刚度对内力折减的影响3.顶板预制装配式管廊技术尚不成熟4.叠合装配式管廊等同现浇思考题综合考虑环保、安全、经济等因素，哪种装配式管廊更值得推广?综合管廊断面设计><教学01断面设计基本原则02断面形状与形式目标03断面尺寸确定04其他注意事项断面设计基本原则01一、断面设计基本原则(1）断面形式及尺寸应根据施工方法及容纳的管线种类、数量、分支等综合确定，并宜预留适当空间，以适应城市发展需求；(2）综合管廊断面应满足管线安装、检修、维护等作业所需要的空间要求；(3）综合管廊内管线布置应根据纳入管线的种类、规模及周边用地功能确定。断面形状与形式02二、断面形状与形式1.管廊断面形状可分为矩形、圆形或马蹄形，主要根据施工方式等因素分析确定。

明挖施工宜采用矩形断面，当采用明挖装配式施工时，综合考虑断面利用、构件加工、现场拼装等因素，可采用矩形、圆形、马蹄形断面。矩形断面二、断面形状与形式当施工条件受到制约必须采用非开挖技术如顶管法、盾构法施工综合管廊时一般需要采用圆形断面。圆形断面二、断面形状与形式当采用矿山法施工综合管廊时，宜采用马蹄形断面。马蹄形断面二、断面形状与形式2.根据入廊管线的种类和规模、项目建设条件以及断面形状，管廊可布置为单舱和多舱的形式。单舱管廊多舱管廊二、断面形状与形式“一字形”断面多舱管廊可按“一字形”、“田字形”或“L字形”布置。二、断面形状与形式“田字形”断面综合管廊与下穿隧道合建断面二、断面形状与形式多舱一字形田字形L字形采用矩形断面时，为减小综合管廊埋深，方便管廊节点的设置，断面宜布置成“一字形”当管廊内入廊管线的种类较多、规模较大，且管廊平面敷设空间受限时，则宜将管廊布置成“田字形”或“L字形”断面，以减少其占用平面空间，但是管廊埋设深度也会相应增加，建设成本相应提高。采用圆形或马蹄形断面时，为充分利用断面空间，宜将舱室上下重叠布置成“田字形”。断面尺寸确定03三、断面尺寸确定1．高度管廊断面高度需考虑头戴安全帽的工作人员在综合管廊内作业或巡视工作所需要的高度，并应考虑通风、照明、监控等因素，一般不宜小于2.4m。三、断面尺寸确定2．检修通道宽度综合管廊通道净宽首先应满足管道安装及维护的要求。((1)单侧设置支架或管道时，检修通道净宽不宜小于0.9m；(2)双侧设置支架或管道时，检修通道净宽不宜小于1.0m；(3)配备检修车时，检修通道净宽不宜小于2.2m；(4)管道一侧检修通道最小净宽不宜小于“管道外径＋0.3m”。对于容纳输送性管道的综合管廊，宜在输送性管道舱设置主检修通道，用于管道的运输安装和检修维护。三、断面尺寸确定3．管线空间要求管道周围操作空间应根据管道连接形式和管径而定，应预留管道排气阀、补偿器、阀门等附件安装、运行、维护所需要的空间。综合管廊的管道安装净距

DN（mm）综合管廊的管道安装净距(mm)铸铁管、螺栓连接钢管焊接钢管、塑料管ab1b2ab1b2DN<400400400800500500800400≤DN<800500500800≤DN<10001000≤DN<1500600