深隧矩形工作井计算书

矩形工作井计算 技术条件 1.采用人工挖孔形式施工 2.根据本工程地质条件，综合考虑土体采用如下指标： 土容重取 土有效容重取 粘聚力 内摩擦角 3.地下水位按地质资料偏保守取为地面以下1.5米计算 4.井结构高度 根据管道埋深，井深约为 ，根据侧土压力及水压的大小将井壁厚度分为3段： ，取壁厚 ； ，取壁厚 ； ，取壁厚 。井底板取0.7m厚。井内净空尺寸为： 使用阶段抗浮验算 按井深 进行计算，工作井重量： 井壁： 底板： 井总重 地下水浮力： 抗浮安全系数： ， 故抗浮稳定性满足。 施工阶段井壁计算（封底前） （一）井深 井段，取地面以下5m处计算土水压力 1.等效内摩擦角 的计算: 2.内力计算，按闭合框架计算 闭合框架尺寸：壁厚a=0.6m， 长短跨比 转角处的弯矩： 长边跨中弯矩： 短边跨中弯矩： 作用在长边的轴向力 作用在短边的轴向力： 3.壁板配筋计算 考虑沿井深方向取单位长度计算，根据受力，按压弯构件计算。 （1）短边计算: 截面 ： 计算长度： 内力值： 配筋计算过程如下： 1.1  基本资料　 1.1.1  工程名称： 深邃　 1.1.2  轴向压力设计值 N ＝ 408kN， M1x ＝ 502kN·m， M2x ＝ 502kN·m， M1y ＝ 0kN·m，　 M2y ＝ 0kN·m； 构件的计算长度 Lcx ＝ 6600mm， Lcy ＝ 6600mm；　 构件的计算长度 L0x ＝ 3300mm， L0y ＝ 3300mm； 结构构件的重要性系数 γ0 ＝ 0.9　 1.1.3  矩形截面，截面宽度 b ＝ 1000mm，截面高度 h ＝ 600mm　 1.1.4  采用对称配筋，即：As' ＝ As　 1.1.5  混凝土立方体抗压强度值 fcu,k ＝ 25N/mm2， fc ＝ 11.9N/mm2；　 钢筋抗拉强度设计值 fy ＝ 300N/mm2，钢筋抗压强度设计值 fy' ＝ 300N/mm2，　 钢筋弹性模量 Es ＝ 200000N/mm2； 相对界限受压区高度 ζb ＝ 0.5500　 1.1.6  纵筋的混凝土保护层厚度 c ＝ 35mm； 全部纵筋最小配筋率 ρmin ＝ 0.60%　 1.2  轴心受压构件验算　 1.2.1  钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 φ　 L0/i ＝ Max{L0x/ix, L0y/iy} ＝ Max{3300/173, 3300/289} ＝ Max{19.1, 11.4}　 ＝ 19.1 ≤ 28，取 φ ＝ 1.000　 1.2.2  矩形截面面积 A ＝ b·h ＝ 1000*600 ＝ 600000mm2　 轴压比 Uc ＝ N / (fc·A) ＝ 408000/(11.9*600000) ＝ 0.06　 1.2.3  纵向钢筋最小截面面积　 全部纵向钢筋的最小截面面积 As,min ＝ A·ρmin ＝ 600000*0.60% ＝ 3600mm2　 一侧纵向钢筋的最小截面面积 As1,min ＝ A·0.20% ＝ 600000*0.20% ＝ 1200mm2　 1.2.4  全部纵向钢筋的截面面积 As' 按下式求得：　 N ≤ 0.9·φ·(fc·A + fy'·As')    （混凝土规范式 6.2.15）　 As' ＝ [γo * N / 0.9φ - fc·A] / (fy' - fc)　 ＝ [0.9*408000/(0.9*1)-11.9*600000]/(300-11.9)　 ＝ -23367mm2 ＜ As,min ＝ 3600mm2，取 As' ＝ As,min　 1.3  考虑二阶效应后的弯矩设计值　 1.3.1  弯矩设计值 Mx　 1.3.1.1  M1x / M2x ＝ 502/502 ＝ 1 ＞ 0.9，应考虑轴向压力产生的附加弯矩影响　 1.3.1.2  ζc ＝ 0.5·fc·A / N ＝ 8.750 ＞ 1.0，取 ζc ＝ 1.0　 附加偏心距 ea ＝ Max{20, h/30} ＝ Max{20, 20} ＝ 20mm　 ηnsx ＝ 1 + (lcx / h)2·ζc / [1300·(M2x / N + ea) / h0]　 ＝ 1+(6600/600)2*1/[1300*(502000000/408000+20)/554] ＝ 1.041　 Cmx ＝ 0.7 + 0.3M1x / M2x ＝ 0.7+0.3*502/502 ＝ 1.000　 Mx ＝ Cmx·ηnsx·M2x ＝ 1*1.041*502 ＝ 522.70kN·m　 1.4  在 Mx 作用下正截面偏心受压承载力计算　 1.4.1  初始偏心距 ei　 附加偏心距 ea ＝ Max{20, h/30} ＝ Max{20, 20} ＝ 20mm　 轴向压力对截面重心的偏心距 e0 ＝ M / N ＝ 522701855/408000 ＝ 1281.1mm　 初始偏心距 ei ＝ e0 + ea ＝ 1281.1+20 ＝ 1301.1mm　 1.4.2  轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离 e ＝ ei + h / 2 - a ＝ 1301.1+600/2-46　 ＝ 1555.1mm　 1.4.3  混凝土受压区高度 x 由下列求得：N ≤ α1·fc·b·x + fy'·As' - σs·As　 （混凝土规范式 6.2.17-1）　 当采用对称配筋时，可令 fy'·As' ＝ σs·As，代入上式可得：　 x ＝ γo * N / (α1·fc·b) ＝ 0.9*408000/(1*11.9*1000)　 ＝ 30.9mm ≤ ξb·h0 ＝ 304.7mm，属于大偏心受压构件　 1.4.4  当 x ＜ 2a' 时，受拉区纵筋面积 As 可按混凝土规范公式 6.2.14 求得：　 N·es' ≤ fy·As·(h0 - as')　 es' ＝ ei - h / 2 + as' ＝ 1301.1-600/2+46 ＝ 1047mm　 Asx ＝ γo * N·es' / [fy·(h0 - as')] ＝ 0.9*408000*1047/[300*(554-46)] ＝ 2523mm2　 1.5  在 My 作用下正截面偏心受压承载力计算　 1.5.1  初始偏心距 ei　 附加偏心距 ea ＝ Max{20, h/30} ＝ Max{20, 33.3} ＝ 33.3mm　 轴向压力对截面重心的偏心距 e0 ＝ M / N ＝ 0/408000 ＝ 0mm　 初始偏心距 ei ＝ e0 + ea ＝ 0+33.3 ＝ 33.3mm　 1.5.2  轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离 e ＝ ei + h / 2 - a ＝ 33.3+1000/2-46 ＝ 487.3mm　 1.5.3  混凝土受压区高度 x 由下列公式求得：N ≤ α1·fc·b·x + fy'·As' - σs·As　 （混凝土规范式 6.2.17-1）　 当采用对称配筋时，可令 fy'·As' ＝ σs·As，代入上式可得：　 x ＝ γo * N / (α1·fc·b) ＝ 0.9*408000/(1*11.9*600)　 ＝ 51.4mm ≤ ξb·h0 ＝ 524.7mm，属于大偏心受压构件　 1.5.4  当 x ＜ 2a' 时，受拉区纵筋面积 As 可按混凝土规范公式 6.2.14 求得：　 N·es' ≤ fy·As·(h0 - as')　 es' ＝ ei - h / 2 + as' ＝ 33.3-1000/2+46 ＝ -421mm ≤ 0　 Asy' ＝ 0mm2 ＜ As1,min ＝ 1200mm2，取 Asy' ＝ 1200mm2　 1.6  实配钢筋建议　 1.6.1  当角筋取 Φ22 时的计算面积： Asx ≥ 2523mm2； Asy ≥ 1200mm2 （As' ＝ 5925mm2）　 1.6.2  X 向： 7Φ22、Asx ＝ 2661mm2、ρx ＝ 0.44%；　 Y 向： 4Φ22、Asy ＝ 1521mm2、ρy ＝ 0.25%；  （As' ＝ 6842mm2、ρ ＝ 1.14%）　 （2）长边计算: 截面 ： 计算长度： 内力设计值： 配筋计算过程如下： 1.1  基本资料　 1.1.1  工程名称： 深邃　 1.1.2  轴向压力设计值 N ＝ 275kN， M1x ＝ 502kN·m， M2x ＝ 502kN·m， M1y ＝ 0kN·m，　 M2y ＝ 0kN·m； 构件的计算长度 Lcx ＝ 10100mm， Lcy ＝ 10100mm；　 构件的计算长度 L0x ＝ 5050mm， L0y ＝ 5050mm； 结构构件的重要性系数 γ0 ＝ 0.9　 1.1.3  矩形截面，截面宽度 b ＝ 1000mm，截面高度 h ＝ 600mm　 1.1.4  采用对称配筋，即：As' ＝ As　 1.1.5  混凝土立方体抗压强度标准值 fcu,k ＝ 25N/mm2， fc ＝ 11.9N/mm2；　 钢筋抗拉强度设计值 fy ＝ 300N/mm2，钢筋抗压强度设计值 fy' ＝ 300N/mm2，　 钢筋弹性模量 Es ＝ 200000N/mm2； 相对界限受压区高度 ζb ＝ 0.5500　 1.1.6  纵筋的混凝土保护层厚度 c ＝ 35mm； 全部纵筋最小配筋率 ρmin ＝ 0.60%