2024年区间隧道结构设计VIP免费

地铁区间隧道结构设计计算书一、设计任务对某区间隧道进行结构检算，求出内力,并进行配筋计算。具体设计基本资料如下:1.1工程地质条件线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部,第四纪地层沉积韵律明显,地层由上到下依次为:杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力学指标如表1，本地区地震烈度为7度。表1各层土的物理力学指标土的类型厚度（m)重度γ（kN/m3）弹性抗力系数(Mｐa/m)变形模量E（GPa)泊松比μ内摩擦角ф(º)粘聚力C（Mpa）杂填土5．９1６500．80.4200.005粉土3.218９00.９0.３5210．01细砂4.9191００1.２0．３2220.0１圆砾土9.819.51201.50．3２25０.01粉质粘土5.220.０15０1.80．３2230．02卵石土6．７20.0２０02.00.３0２70．03基岩2２3002.５0.３53５0.041.2其他条件地下水位在地面以下4．２处；隧道顶板埋深１0．7m；采用暗挖法施工,隧道断面型式为5心圆马蹄形结构。12二、设计过程2.1根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋；可以采用《铁路隧道设计规范》推荐的方法,即有上式中s为围岩的级别；Ｂ为洞室的跨度；i为B每增加１m时的围岩压力增减率。由于隧道拱顶埋深１0.7ｍ,位于粉土层、细砂层和圆砾土中,根据《地铁设计规范》10．1．２可知“暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规范》确定”。围岩为Ⅵ级围岩。则有因为埋深，可知该隧道为极浅埋。2.２计算作用在结构上的荷载;１永久荷载A顶板上永久荷载a．顶板自重(可只考虑二衬）b.地层竖向土压力由于拱顶埋深１０.7m,则顶上土层有杂填土、粉土、细砂,且地下水埋深4.2m，应考虑土层压力和地下水压力的影响。c．地层竖向水压力Ｂ底板上永久荷载a．底板自重b.水压力(向上)：3Ｃ侧墙上永久荷载地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑地下水的影响。(为简化计算，按水土分算)a．侧墙自重ｂ．对于隧道侧墙上部土压力:用朗肯主动土压力方法计算c.对于隧道侧墙图层分界处土压力=d．对于隧道圆心高度土压力=e.对于隧道侧墙底部土压力4f.对于隧道侧墙水压力２可变荷载A顶板上可变荷载按《地铁设计规范》10．2．1中第三条规定:在道路下面的潜埋暗挖隧道,地面的车辆荷载按1０KPa的均布荷载取值,并不计动力作用影响。人行荷载可以不用考虑。Ｂ底板上可变荷载主要为列车车辆运行的可变荷载，一般取为Ｃ侧墙上可变荷载由于到隧道上部地面车辆的运行，会导致侧向压力的增大:ﻫ3偶然荷载在本设计中，仅考虑比较简单的情况，偶然荷载可以不用计算。２.3进行荷载组合51、承载能力极限状态荷载组合采用1.2恒载+1.４活载根据以上各种计算，作用在隧道上的设计荷载有：拱顶:设计恒载:－29０.3设计活载:－１4底板：设计恒载:148.6设计活载:-7侧墙(顶部):设计恒载：1７０.5（x方向;－1５0(y方向）设计活载:5．８１（x方向）；-1７5(y方向）(底部):设计恒载：292.6(x方向);－1５0（y方向)设计活载:3．２62（x方向）;-175（ｙ方向)2、正常使用极限状态荷载组合采用恒载＋活载根据以上各种计算,作用在隧道上的设计荷载有:拱顶:设计恒载：-24１.9设计活载：－10底板:设计恒载：1２3.8设计活载:-５侧墙(顶部）:设计恒载：142.１（x方向;-125（y方向)设计活载：4.１5（x方向);-１25（y方向)(底部)：设计恒载:2４3.８(x方向)；-125（y方向)设计活载：2(x方向);-125（y方向)2.4绘出结构受力图根据荷载组合值，可以分别计算出拱顶、底板、侧墙和中墙的设计荷载值，如下图：62.5利用miｄaｓ程序计算结构内力首先应进行单元划分,然后定义荷载和截面,加入边界条件。在ｍiｄas程序中施加各类荷载，然后运行后就可得到单元内力,弯矩图和轴力图（如下）。（1）承载能力极限状态隧道断面的弯矩图7隧道断面的轴力图（2）正常使用极限状态82.6结构配筋计算和截面配筋图绘制（隧道结构取最不利截面配筋）1.配筋计算经过计算,可知中墙顶部为最不利位置，沿隧道纵向取1m的计算单元，弯矩最大为20４.０5kN.m，轴力为３83.55kN,以此截面为控制截面进行配筋，为简便计算,可以对称配筋。由于截面长度ｂ=１.０ｍ,高度h=０.4ｍ，计算长度L=0．5m,由于钢筋采用二级HRＢ3３5,混凝土C30,保护层厚度为50mm,相对界限受...