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主体结构计算书
赵东平
2010-2-10
目 录
1参考规范...............................................................................................................-1-
2计算模型...............................................................................................................-1-
3计算参数...............................................................................................................-2-
4荷载计算...............................................................................................................-3-
4.1结构自重............................................................................................................-3-
4.2围岩压力............................................................................................................-3-
5结构内力及安全系数...........................................................................................-3-
6衬砌配筋及裂缝验算...........................................................................................-8-
7结论.......................................................................................................................-9-
隧道二次衬砌结构检算
参考规范
本次计算主要依据如下设计规范：
《公路隧道设计规范》(JTGD70—2004)
《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)
《城市桥梁荷载设计标准》(CJJ77—98)
《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)
《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476—2008)
《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）
计算模型
衬砌结构计算采用荷载—结构法，荷载结构法原理认为，隧道开挖后地层的主要作用是对衬砌结构产生荷载，衬砌应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。本次计算采用荷载—结构模型，计算程序采用ANSYS10.0。在ANSYS程序中，用二维梁单元（Beam3）模拟衬砌和中墙，用二维杆单元(Link10)模拟围岩对衬砌的约束效果，隧道衬砌和中墙共划分为100个单元，数值模型如图1所示，单元编号及节点编号与衬砌的对应位置关系如图2及图3所示。
图1 衬砌计算模型
图2 衬砌单元编号
计算参数
图3 衬砌节点编号
根据《公路隧道设计规范》(TB10003-2005)及成灌线地质资料，计算参数如表1和表2所示。
表1 衬砌力学参数表
参数衬砌重度
参数
衬砌重度
弹性模型
衬砌力学指标
极限抗压强度
极限抗压强度
泊松比
衬砌材料
γ（kN/m3）
Ec（GPa）
Ra（MPa）
R（MPa）
μ
C25混凝土
25
29.5
19
2.0
0.2
表2 土层力学参数表
参数
围岩级别
V级（浅埋）
弹性抗力系数
K（MPa/m）
150
围岩力学指标
重度
γ（kN/m3）
17
泊松比
μ
0.25
侧压力系数
λ
0.21
荷载计算
隧道衬砌荷载模式见图4。
图4衬砌荷载组合示意图
图4中各分项荷载的计算方法如下。
结构自重
衬砌混凝土重度为?＝25KN/m3，结构自重由ANSYS程序自动计算。
围岩压力
衬砌隧道埋深7.8m，根据公路隧道设计规范，浅埋隧道
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