地下建筑结构设计说明书10210123文树勋

1、目录第一章 课程题目介绍2第二章 荷载计算3第三章、盾构管片内力计算81、惯用修正法计算：82、同济曙光荷载结构法进行计算：113、惯用修正法计算与同济曙光软件荷载结构法计算结果进行比较18第四章、盾构标准管片配筋与裂缝计算20第五章、盾构纵向接头设计与张开度验算21第六章、盾构管片局部受压验算23第七章、盾构隧道抗浮验算25第八章、盾构设计施工图绘制25参考资料：26第一章 课程题目介绍如图所示，为一软土地区地铁盾构隧道横断面，有一块封顶块K，两块邻接块L，两块标准块B以及一块封底块D六块管片组成，衬砌外D0=6200mm，厚度t=350mm，采用通缝拼装，地层基床系数k=20000kN/m

2、3。混凝土强度为C50，环向螺栓为5.8级（可用8.8级）M30，管片裂缝宽度允许值为0.2mm，接缝张开允许值为3mm。地面超载为20kPa。试计算衬砌受到的荷载，并用荷载-结构法按均质圆环计算衬砌内力，画出内力图，并进行隧道抗浮、管片局部抗压、裂缝、接缝张开等验算及一块标准管片配筋计算。说明：1、灰色淤泥质粉质粘土上层厚度1350mm，根据后3位学号ABC调整，1350+ABC*50 （mm），故在本设计中灰色淤泥质粉质粘土上层厚度取为：1350+12350=13505mm2、同济曙光等软件进行本题的荷载结构法计算（能增加地层-结构法计算更好！）3、课程设计计算书、图Email形式提交。第

3、二章 荷载计算荷载计算主要考虑基本使用阶段的情况进行计算，其中作用在盾构隧道管片上的荷载主要包括管片自重g（假设初衬的防水效果良好，不需要设置二次衬砌）、竖向土压力q、拱背土压力G（在内力计算时，将其简化为作用在拱背上的均布荷载）、地面超载q（在内力计算时，将其叠加到作用在拱背上的竖向土压力中）、侧向均匀主动土压力p1、侧向三角形主动土压力p2、侧向土层抗力qk、作用在盾构管片上的水压力、拱底反力PR（在内力计算中，不需要使用）。土压力计算时，采用水土分算法则进行计算，不考虑静水压力的折减系数。其中由于在计算荷载与衬砌内力时，所使用公式是建立在线弹性体系的理论基础上，所计算得出的内力值与荷载成

4、线性相关，所以可以在进行荷载内力组合之前的荷载计算时就考虑荷载的分项系数，从而使得在计算各个分项荷载所产生的内力值时，就已经考虑了荷载的分项系数，则在荷载的组合效应分析中，可以直接将荷载所产生的内力值进行组合，不需要再次考虑荷载的分项系数！在拱顶部土压力计算时，采用太沙基公式进行计算时，公式中使用了荷载分项系数，为了统一计算，故在荷载计算时也统一采用相应的分项系数，以后在内力计算与荷载组合时便不需要再次使用荷载分项系数。计算时，统一单位：kN、m ;水的重度为：w=10KNm3 ;其中C50混凝土的弹性模量取：E=3.45107KPa，=26KNm3 ；衬砌圆环厚度取：h=350mm ，衬砌圆

5、环弯刚度: EJ=3.4510710.35312=1.233105KNm21、管片自重g计算：由设计题目可知，设计管片厚度为：=350mm 其中管片重度取：=26KNm3则，管片自重为：g=1.2=1.2260.35=10.92KNm22、竖向土压力q计算：由设计题目可知，该盾构隧道埋深为：h=1.5+1.0+3.5+7.505=13.505m其中隧道埋深h=13.505m大于隧道二倍直径2D=12.4m ，同时隧道顶部具有一层较厚的灰色淤泥质粉质粘土，该土层具有一定的抗剪强度：=18KNm3 ,c=12.2KPa ，=8.9。此时作用在拱顶部的土压力q值小于拱顶部覆土层的自重，土压力值q可以

6、根据太沙基理论计算拱顶部松动土压力q为： 其中： H=h=13.505m , c=1.64512.2+2.925+1.2812.11.645+2.925+1.28=12.1Kpa , =1.6458.9+2.925+1.287.21.645+2.925+1.28=7.7 ，Po=20KNm2由于土层位于地下水位以下：土压力计算采用水土分算法则，取土的浮重度：=8KNm3 其中B1的值，通过三角函数关系得：B1=D2cot45+22=6.22cot45+8.922=6.73m 则，竖向土压力值q为：q=1.26.738-12.16.73tan7.71-e-13.505)6.73tan7.7+1.

7、420e-13.5056.73tan7.7=109.37KNm2若，不考虑土层的成拱效应，则作用在拱顶部的土压力q为：q=1.2ihi+1.4Po=1.20.518+1.08+1.09.1+3.58.7+13.5058+1.420=167.91KNm2109.37KNm2可见考虑土层的成拱效应，将会使得作用在拱顶部的土压力值极大的减小，从而在保证设计安全的同时，为工程设计带来巨大的经济效益！故，在拱顶部荷载计算时，需要考虑拱顶部土层的成拱效应，设计时取拱顶部荷载为：q=109.37KNm23、地面超载q计算（其中在拱顶部土压力计算时，应考虑了地面超载的影响，故在内力计算时，不需要再次进行叠加）

8、：由设计题目可知，地面超载值为：Po=20KNm2 考虑分项系数，作用在拱顶部的地面超载为：q=1.420=28KNm24、拱背土压力G计算：由设计题目可知，衬砌圆环的计算半径取：RH=6.2-0.352=2.925m ，拱背处土层浮重度为：=8KNm3 。则，拱背土压力值G为：G=1.221-4RH2=1.221-42.92528=35.25KNm则，作用在拱顶部的均布土压力为：pe1=109.37+35.256.2=115.36KNm25、侧向均匀主动土压力p1计算：由设计题目可知，计算侧向土压力时需要考虑拱侧土层的抗剪强度指标，其中拱侧具有两层不同性质的土层，需要使用等效抗剪强度指标：

9、c=1.64512.2+2.925+1.2812.11.645+2.925+1.28=12.1Kpa , =1.6458.9+2.925+1.287.21.645+2.925+1.28=7.7侧向均匀主动土压力p1为：p1=qtan45-22-2ctan45-2 式中第一项在计算拱顶部土压力时已考虑了荷载分项系数，故在此只需对第二项考虑荷载分项系数。则，侧向均匀主动土压力p1为： p1=qtan45-22-21.2ctan45-2=109.37tan45-7.722-21.212.1tan45-7.72=58.14KNm26、侧向三角形主动土压力p2计算：由设计题目可知，在拱底部的土层内摩擦角

10、为：=7.2 ，土层的浮重度为：=7.1KNm3 ，衬砌圆环的计算半径取：RH=2.925m 则，侧向三角形主动土压力p2为： p2=21.2RHtan45-22=21.22.9257.1tan45-7.222=38.74KNm2则，作用在拱侧的梯形主动土压力为：qe1=58.14KNm2qe2=58.14+38.74=96.88KNm27、作用在盾构管片上的水压力计算（不考虑水压力的折减系数）：由设计题目可知，地下水位的位置为：h=-0.5m 则，作用在拱顶部的静水压力pw1为：qw1=1.2101.0+1.0+3.5+7.505=156.06KNm2 侧向三角形静水压力pw2为：qw2=1

11、.2102RH=1.21022.925=70.20KNm2则，作用在拱侧的梯形静水压力为：qw1=156.06KNm2qw2=156.06+70.20=226.26KNm2 作用在拱顶部的静水压力为：pw1=156.06KNm28、侧向土壤抗力qk计算：由设计题目可知,衬砌圆环刚度折减系数为：=0.7 ，衬砌圆环侧向地层基床系数为：k=20000KNm3 ，衬砌圆环的抗弯刚度: EI=1.179104KNm2 ，衬砌圆环计算半径为：Rc=2.925m衬砌圆环在水平直径处的变形量为：式中：pe1=115.36KNm2 ，pw1=156.06KNm2 ，qe1=58.14KNm2 ，qe2=96.

12、88KNm2 ，qw1=156.06KNm2 ，qw2=226.26KNm2则，衬砌圆环在水平直径处的变形量为：=2pe1+pw1-qe1+qw1-qe2+qw2+gRH424EI+0.0454kRH4=2262.22+649.80-170.30+649.80-209.04+720.00+10.92*3.142.0.71.233105+0.0454200002.9254 =0.795x10-3m则，衬砌圆环所受到的侧向土层的侧向抗力qk为： qk=k=200000.795x10-3=15.9KNm29、拱底反力PR计算：由设计题目与计算图示可知：作用在拱底部的拱底反力PR（作用在衬砌圆环上的荷

13、载竖向平衡原理）为：PR=pw1+pe1+g则，作用衬砌圆环的拱底反力PR为：PR=pw1+pe1+g-2RHw=156.06+115.36+10.92-22.92510=259.78KNm2综上所述，如下计算图示中，各荷载值分别为：g=10.92KNm2 ，pe1=115.36KNm2 ，qe1=58.14KNm2 ，qe2=96.88KNm2，qw1=156.06KNm2 ，qw2=226.26KNm2 ，pw1=156.06KNm2 ，qk=15.90KNm2 ，PR=259.78KNm2第三章、盾构管片内力计算在以上计算出衬砌圆环所受到的荷载后，可以采用惯用修正法进行衬砌圆环的内力计算

14、。其中衬砌圆环内力计算公式如下：1、惯用修正法计算：使用惯用修正法，假设衬砌圆环为均质圆环，同时考虑接头对于衬砌圆环刚度的影响，则对衬砌圆环的刚度取为：EJ=EJ=0.73.4510710.35312=8.631104KNm2 ，对均质衬砌圆环内力计算结构，考虑接头影响，进行一下处理： 接头处内力：Mj=1-M ,Nj=N 非接头（管片）处内力：Mj=1+M ,Nj=N （其中=0.3）运用Excel2007计算衬砌圆环内力：其中为了能够更加精确地描述圆环内力的变化，对于接头处内力、以及管片内每5度作为一个内力计算点进行计算；同时由于对称性，可以考虑只计算角度为0180度的范围内内力值。利用对

15、称性，可以得出180360度的内力值： 内力计算表计算点内力项计算点内力项度数弧度MNQ度数弧度MNQ0.00 0.00 41.32 737.23 0.00 187.00 3.26 11.66 866.69 3.74 4.00 0.07 40.69 737.93 -6.15 192.00 3.35 11.90 865.46 6.39 8.00 0.14 38.83 740.01 -12.08 197.00 3.44 12.15 863.71 9.29 13.00 0.23 34.86 744.45 -18.86 202.00 3.53 12.31 861.58 12.51 18.00 0.31

16、 29.29 750.72 -24.58 207.00 3.61 12.28 859.23 16.07 23.00 0.40 22.43 758.53 -28.94 212.00 3.70 11.96 856.85 19.91 28.00 0.49 14.65 767.53 -31.70 217.00 3.79 11.24 854.59 23.95 33.00 0.58 6.39 777.30 -32.72 222.00 3.87 10.05 852.60 28.04 38.00 0.66 -1.90 787.43 -31.94 227.00 3.96 8.55 850.96 31.95 43

17、.00 0.75 -9.77 797.49 -29.44 232.00 4.05 4.25 849.60 35.28 48.00 0.84 -16.61 807.06 -25.38 237.00 4.14 -0.63 848.54 37.69 53.00 0.93 -24.55 815.68 -20.20 242.00 4.22 -5.99 847.74 38.86 58.00 1.01 -31.15 823.11 -14.28 247.00 4.31 -11.66 847.17 38.50 63.00 1.10 -36.18 829.22 -8.05 252.00 4.40 -17.44 8

18、46.72 36.41 68.00 1.19 -39.53 834.00 -1.96 257.00 4.49 -23.10 846.28 32.46 73.00 1.27 -41.17 837.56 3.61 262.00 4.57 -28.40 845.70 26.64 78.00 1.36 -41.19 840.12 8.30 267.00 4.66 -33.14 844.90 14.96 83.00 1.45 -39.71 841.97 11.84 272.00 4.75 -36.95 843.48 14.08 88.00 1.54 -36.95 843.48 14.08 277.00

19、4.83 -39.71 841.97 11.84 93.00 1.62 -33.14 844.90 14.96 282.00 4.92 -41.19 840.12 8.30 98.00 1.71 -28.40 845.70 26.64 287.00 5.01 -41.17 837.56 3.61 103.00 1.80 -23.10 846.28 32.46 292.00 5.10 -39.53 834.00 -1.96 108.00 1.88 -17.44 846.72 36.41 297.00 5.18 -36.18 829.22 -8.05 113.00 1.97 -11.66 847.

20、17 38.50 302.00 5.27 -31.15 823.11 -14.28 118.00 2.06 -5.99 847.74 38.86 307.00 5.36 -24.55 815.68 -20.20 123.00 2.15 -0.63 848.54 37.69 312.00 5.45 -16.61 807.06 -25.38 128.00 5.建设项目环境影响评价文件的重新报批和重新审核2.23 4.25 3.意愿调查评估法849.60 35.28 317.00 5.53 规划环境影响的跟踪评价应当包括下列内容：-9.77 797.49 （4）是否满足环境功能区划和生态功能区划标准

21、。-29.44 （一）环境影响经济损益分析概述133.00 2.32 1.环境影响评价工作等级的划分8.55 1.环境的概念850.96 31.95 1. 规划环境影响评价的报审322.00 5.62 -1.90 787.43 -31.94 138.00 （2）安全验收评价。2.41 10.05 852.60 28.04 327.00 1.直接市场评估法5.71 6.39 777.30 -32.72 143.00 2.50 11.24 854.59 23.95 332.00 5.79 14.65 767.53 -31.70 148.00 2.58 11.96 856.85 19.91 337.

22、00 5.88 22.43 758.53 -28.94 153.00 2.67 12.28 859.23 16.07 342.00 5.97 29.29 750.72 -24.58 158.00 2.76 12.31 861.58 12.51 347.00 6.06 34.86 744.45 -18.86 163.00 2.84 12.15 863.71 9.29 352.00 6.14 38.83 740.01 -12.08 168.00 2.93 11.90 865.46 6.39 356.00 6.21 40.69 737.93 -6.15 173.00 3.02 11.66 866.6

23、9 3.74 360.00 6.28 41.32 737.23 0.00 1803.1415911.867.335021.根据计算结果，做出衬砌圆环的弯矩图、轴力图、剪力图：将弯矩图、轴力图、剪力图描于同一图得：2、同济曙光荷载结构法进行计算：2.1 设计信息2.1.1 软件说明计算采用的软件是:“同济曙光盾构隧道计算分析分析软件”,由上海同岩土木工程科技有限公司研制。2.1.2 隧道信息2.1.2.1断面信息说明：角度按逆时针旋转，0表示水平直径右端点处。以下除特别说明外均相同，不再赘述。隧道断面基本几何参数:参数名参数值参数名参数值管片总数6关键块K的螺栓数1衬砌外直径D1(m)6.200

24、右相临块B1螺栓数3衬砌内直径D2(m)5.500左相临块B2螺栓数3夹角1()11.00标准块A螺栓数3夹角s()8.00注:(1)1-管片右侧第一个螺栓与管片右边缘的夹角;(2)s-关键块右侧与y轴的夹角。具体几何参数:纵向螺栓几何参数:编号角度()X坐标(m)Y坐标(m)编号角度()X坐标(m)Y坐标(m)193.00-0.152.9210295.501.26-2.642115.50-1.262.6411318.002.17-1.963138.00-2.171.9612340.502.76-0.984160.50-2.760.98133.002.920.155183.00-2.92-0.

25、151425.502.641.266205.50-2.64-1.261548.001.962.177228.00-1.96-2.171670.500.982.768250.50-0.98-2.769273.000.15-2.92管片几何参数:编号名称起始角()终止角()X坐标(m)Y坐标(m)计算半径(m)1关键块82.00104.500.000.002.922左相临块104.50172.000.000.002.923标准块172.00239.500.000.002.924标准块239.50307.000.000.002.925标准块307.0014.500.000.002.926右相临块14

26、.5082.000.000.002.92隧道位置: 地表至隧道顶部的距离H(m): 13.33 地下水面至隧道顶部的距离Hw(m): 12.832.1.3土层参数土层参数表:土层土层名称土类型厚度(m)天然重度(kN/m3)饱和重度(kN/m3)内聚力C(kPa)内摩擦角()标贯试验锤击数N1填土填土1.50018.0019.001.0033.00142粘土粘土1.00019.1020.005.0010.00173砂质粉土砂质粉土3.50018.7019.005.0010.00174淤泥质粉质粘土淤泥质粉质粘土9.15018.0019.0012.208.90175淤泥质粘土淤泥质粘土5.205

27、17.1019.0012.107.20172.1.4材料参数管片材料参数表:编号材料名称混凝土等级管片实际宽度(m)管片容重(kN/m2)衬砌厚度(m)150号混凝土C501.00026.000.350管片间环向接头:单位-轴向或剪切刚度：MN/m；转动刚度：MN.m/radK(-)Ks(-)Kn(-)K(+)Ks(+)Kn(+)100.0.0.0100.0.0.0纵向连接螺栓:单位-轴向或剪切刚度：MN/m；转动刚度：MN.m/radK(-)Ks(-)Kn(-)K(+)Ks(+)Kn(+)100.060.00.0100.080.00.02.1.5设计工况数目: 1 工况1自重 + 水土压力

28、+ 地基抗力-弹簧 + 其它荷载,共5种荷载。荷载组合系数: 永久荷载：1.20 可变荷载：1.40偶然荷载：1.002.1.6水土压力计算参数表:参数名参数值参数名参数值地面超载(kN/m2)20.00侧向土压力系数0.50水土计算方式分算土压力计算方法自动水压力分布方式规范分布侧向水压力分布方式梯形是否考虑拱肩土压力否是否考虑底部土压力是 土压力下限：200.00kN/m22.1.7 地层弹簧 地层弹簧作用模式：全周弹簧 地层弹簧数值种类：单一地层弹簧 弹性抗力系数法向kn(MPa): 20.0002.1.8其它荷载参数名参数值(kN/m2)参数名参数值(kN/m2)顶左垂直荷载q10.0

29、0顶右垂直荷载q10.00底左垂直荷载q20.00底右垂直荷载q20.00左上水平荷载e10.00左下水平荷载e10.00右上水平荷载e20.00右下水平荷载e20.002.1.9 控制参数 计算模型：修正惯用法(有限元) 修正惯用法常数:Eta() = 0.70 修正惯用法常数:Xi() = 0.30 网格大小：0.202.1.10 管片验算参数管片及连接缝验算参数：参数名参数值参数名参数值截面高度h(mm)350.0截面宽度b(mm)1000.0混凝土标号C50钢筋型号热扎钢筋HRB335管片外侧配筋量As(mm2)1000.0管片内侧配筋量As(mm2)1000.0管片外侧钢筋保护层厚度

30、as(mm)30.0管片内侧钢筋保护层厚度as(mm)30.0钢筋直径D(mm)16.0连接缝配筋量Ab(mm2)1200.0安全度0.60连接缝钢筋保护层厚度(mm)40.0千斤顶推力验算参数：参数名参数值参数名参数值顶轴推力F(kN)1000.00盾构千斤顶顶管片数量N10中心推力与衬砌管片中心偏心距e(mm)10.00相邻两个千斤顶的距离Ls(mm)1e+002应力提高系数1.652.2 分析结果2.2.1 水土压力水土压力计算结果:参数名参数值(kN/m2)参数名参数值(kN/m2)顶部土压力P1139.48顶部水压力Pw1127.45底部土压力P2139.48底部水压力Pw2127.

31、45侧向顶部土压力Q145.71侧向顶部水压力Qw1127.45侧向底部土压力Q259.23侧向底部水压力Qw2186.492.2.2抗浮验算计算结果浮力：295.869kN抗浮力：864.776kN满足2.2.3内力位移计算结果说明：(1)弯矩、接头张开角均以内侧张开为正，反之则为负； (2)内力值为管片实际宽度的内力值，而非单位延米。工况：1内力位移计算结果表角度()弯矩(kN.m/m)轴力(kN/m)剪力(kN/m)位移(mm)角度()弯矩(kN.m)轴力(kN/m)剪力(kN/m)位移(mm)0.00-87.471001.4523.682.185184.00-80.32910.16-2

32、8.322.1234.00-93.131000.1017.032.212188.00-72.79908.25-29.452.0338.00-96.87997.478.822.209192.00-64.97905.54-30.381.91912.00-98.39993.180.442.173196.00-56.90902.15-31.151.78616.00-97.66987.21-8.052.104200.00-48.62898.20-31.821.64220.00-94.66979.57-16.562.005204.00-40.16893.82-32.471.49224.00-89.3997

33、0.30-25.041.882208.00-31.53889.11-33.171.35028.00-81.87959.50-33.381.743212.00-22.71884.18-34.011.22732.00-72.14947.28-41.501.601216.00-13.67879.10-35.071.14036.00-60.27933.78-49.331.473220.00-5.35872.61-36.631.10640.00-46.34919.21-56.771.384224.00-7.34872.61-36.631.13644.00-30.60906.53-62.781.35122

34、8.0015.28863.70-37.251.21048.00-12.77889.94-68.631.411232.0025.13858.86-36.221.33352.00-8.78871.40-72.551.525236.0034.69854.32-34.371.48156.0025.24855.25-73.221.703240.0043.72850.17-31.771.64060.0044.46839.64-71.461.915244.0052.04846.46-28.541.79864.0062.92824.97-67.362.139248.0059.48843.25-24.761.9

35、4768.0080.02811.61-61.102.359252.0065.88840.57-20.532.08072.0095.19799.90-52.892.561256.0071.14838.44-15.952.19276.00107.96790.14-43.022.734260.0075.17836.88-11.102.27980.00117.91782.58-31.782.871264.0077.89835.89-6.072.33984.00124.77777.57-19.912.966268.0079.30835.79-1.772.37088.00128.12774.76-6.98

36、3.013272.0079.09835.133.382.36592.00128.34774.725.353.016276.0077.89836.359.272.33996.00124.84776.5816.722.967280.0075.17837.7014.202.279100.00118.07780.8728.462.873284.0071.14839.6318.902.192104.00108.15787.3439.402.737288.0065.88842.1223.272.080108.0095.35796.0749.502.563292.0059.47845.1427.231.94

37、7112.0080.14807.1058.352.360296.0052.04848.6730.681.798116.0063.00819.9065.352.139300.0043.72852.6633.531.640120.0044.48834.1370.261.913304.0034.68857.0735.671.481124.0025.21849.4572.891.700308.0025.12861.8237.011.334128.005.81865.4573.111.520312.0015.27866.8437.461.213132.0013.68881.7570.881.397316

38、.006.27872.0236.931.133136.00-30.49910.8360.331.356320.00-4.34877.1435.491.109140.00-46.51910.8360.331.379324.00-13.67882.2534.331.143144.00-60.45928.5852.071.470328.00-22.71887.2533.421.229148.00-72.34942.4944.381.599332.00-31.52892.0432.691.351152.00-82.08955.1936.361.743336.00-40.15896.5532.041.4

39、92156.00-89.62966.5328.091.884340.00-48.60900.6731.391.641160.00-94.90976.3619.652.008344.00-56.87904.2830.671.785164.00-97.91984.6011.142.108348.00-64.94907.2529.821.917168.00-98.64991.182.642.177352.00-72.76909.4728.772.030172.00-97.12996.08-5.782.213356.00-80.25910.4027.202.118176.00-93.381000.91

40、-22.202.216360.00-87.47910.4027.202.185180.00-87.48911.16-26.972.185内力位移极值表极值名角度()弯矩(kN.m/m)轴力(kN/m)剪力(kN/m)位移(mm)单元号轴力最大值0.00-87.471001.4523.682.18571轴力最小值90.00129.05774.725.353.0253剪力最大值124.3523.50865.4573.111.68112剪力最小值54.2116.52855.25-73.221.61285弯矩最大值90.00129.05774.725.353.0253弯矩最小值168.03-98.65

41、996.08-5.782.17723位移最大值90.00129.05774.725.353.0253位移最小值219.65-5.18872.61-36.631.10436注:修正惯用法常数=0.300接头张开角计算结果表编号所处位置()张开角()张开量(mm)编号所处位置()张开角()张开量(mm)182.000.0060.0384239.500.0020.0142104.500.0050.0335307.000.0020.0103172.00-0.005-0.030614.50-0.005-0.0303、惯用修正法计算与同济曙光软件荷载结构法计算结果进行比较将两种方法的计算结果画成曲线进行比

42、较，结果如下图：两种计算方法弯矩对比图剪力结果对比图轴力结果对比图经分析，两种算法的大致趋向基本一致，各极值位置对应也是比较符合的，但是同济曙光软件结构-荷载法的计算结果明显偏大于修正惯用法表格的计算结果。可能是因为软件计算偏于保守，计算时采用的经验系数大于表格采用的系数，所以其计算结果偏大。不过，根据两种不同的计算结果可以精确的确定最不利位置，以便进行配筋和验算。第四章、盾构标准管片配筋与裂缝计算标准管片B2的配筋计算中，由于管片所受到的内力轴力比较大、而弯矩相对较小，试算（偏心距eo与0.3ho的比较）结果发现其多为小偏心受压状态，取标准管片的内力最不利组合（轴力最大、弯矩最大），则所得标

43、准管片的控制截面为78方向的内力组合为组不利组合，此截面内力值为：M=1.3-41.19=-53.55KNm ，N=840.12KN ，Q=8.30KN （外侧受拉）其中标准管片的截面参数（取单位长度的标准管片进行计算）为：h=350mm ，b=1000mm ，I=3.57310-3mm4 ，取标准管片的外侧保护层厚度为：c=50mm ；取标准管片的内侧保护层厚度为：c=35mm ，即ho=290mm 。其中标准管片所使用材料的材料参数为：C50混凝土的材料参数为：fc=2.31104KPa ，ft=1.89103KPa ，Ec=3.45107KPa ;标准管片所使用HRB335主筋材料参数为

44、：fy=fy=3.00105KPa ，Es=2.0108KPa ；标准管片所使用Q235箍筋材料参数为：fy=fy=2.10105KPa ，Es=2.1108KPa 。 其中，考虑到一些特殊情况荷载作用的不确定性，对于管片配筋采取对称配筋的原则：As=As。截面的临界状态时相对受压区高度为：b=11+fyEscu=11+3.001052.01080.0033=0.6881、标准管片配筋计算： 判断截面状态：eo=MN=53.55840.12=0.064m ，取：eo=0.020m ，则计算偏心距为：e=0.064+0.020=0.084m 按对称配筋判断截面受压状态： =N1fcbho=840

45、.121.02.3110410.29=0.125b=0.688 ，截面处于大偏心受压状态。故按大偏心受压理论计算管片配筋： 此时，ho=0.1250.29=0.036m2as=20.045=0.090m ，则可以按照公式 ：As=Nei-h2+asfy(h0-as)=-1.671050mm2）3、标准管片的裂缝验算（As=As=1206mm2）： 管片的裂缝验算，取标准管片的内力最不利组合（轴力最大、弯矩最大），则所得标准管片的控制截面为78方向的内力组合为组不利组合，此截面内力值为：M=1.3-41.19=-53.55KNm ，N=840.12KN ，Q=8.30KN （外侧受拉） 其中裂缝

46、计算公式为： Wmax=acr.skEs.1.9c+0.08deqte （此处统一使用单位N、mm）其中：acr=2.1 ， c=50mm ， Es=2.0105MPa te=AsAte=12060.51000350=0.01340.01 则te=0.013sk=Mk0.87.h0.As=53.551060.872901206=175.9MPa=1.1-0.65ftkte.sk=1.1-0.651.890.013175.9=0.56 deq=ni.di2ni.i.di=16216=16mm 则，管片的最大裂缝宽度为：Wmax=acr.skEs.1.9c+0.08deqte=2.10.56175.92.01051.950+0.08160.013=0.2mm=0.2mm 即：在此配筋条件下，管片的裂缝验算满足要求！ 综上所述：标准管片B1（B2）在满足强度条件以及裂缝要求（刚度条件）的条件下的配筋可以取为：16180 （As=As=1206