最新始发井初衬计算书2.docx
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最新始发井初衬计算书2
始发井初衬计算书2
顶管工作井初衬计算书
一、初衬施工工况
顶管工作井采用倒挂井壁的方法施工。
工作井平面内净空尺寸共分为5种，经综合比较选取两种最不利工况进行核算，一种平面尺寸6mx5m，深8m。
另一种平面尺寸4mx4m，深10m。
初衬混凝土标号为C20，喷锚厚度为250mm，格栅尺寸为170mmx170mm，格栅主筋采用4Ø18，格栅间距为600mm。
从地勘中可以看出，长韩路以西（起点到京良路桩号K10+530附近），自然地面下约15m（包括现状京良路高填方段）范围内主要赋存1层地下水，地下水类型为潜水，钻探期间量测到的水位标高约为35.00～43.80m（埋深约2.10～9.00m）。
长韩路以东（京良路桩号K10+530～本工程终点）地面下15m深度范围主要内赋存1层地下水，地下水类型为潜水。
对于地下水应采取适当的降排水措施，确保工作井和顶管在无水状态下施工。
二、计算及所用程序：
采用SAP84（6.5版本）有限元计算程序
初衬结构为临时结构，但考虑其破坏的严重程度，故重要性系数1.0；
初衬结构设计根据地质条件、埋深、荷载等条件计算，并参照类似工程经验，结合类比法综合确定。
初衬计算采用荷载─结构模型进行计算；初衬与围岩的相互作用，采用符合文克尔假定的弹性支承来体现围岩的弹性抗力，本次计算中采用只能承受压力（受拉自动失效）的弹簧模拟围岩的作用.
初衬结构设计按临时构件计算，未考虑地震荷载影响
三、荷载计算
（一）6mx5m工况
1、初衬荷载：
静荷载和活荷载的分项系数均取1.0，安全系数取1.1。
初衬底板位置处开挖深度为h=8.0m。
静荷载由侧向土压力产生：
E土=8.0x（18/3）x1.0=48
活荷载由地面超载产生：
E活=20/3=6.7
作用在每2榀格栅上的荷载：
=48X0.6X2=58
=6.7X0.6X2=8
2、由于地勘未给出土层的基床反力系数，根据经验，无水状态下的粉质粘土和砂质粉土等土层，其基床反力系数的最小值不小于20
。
每个单元的弹簧反力系数：
中间单元0.625X1.2X20X1000=15000KN/m
边单元：
0.3125X1.2X1000=7500KN/m
3、计算模型：
按封闭框架梁模式计算，考虑顶管施工方便，在顶管工作井四角设型钢支撑，每2榀格栅设一道（2[16a对扣），单根长L=1.414米。
荷载图示如下：
（二）4mx4m工况
2、初衬荷载：
静荷载和活荷载的分项系数均取1.0，安全系数取1.1。
初衬底板位置处开挖深度为h=10.0m。
静荷载由侧向土压力产生：
E土=10.0x（18/3）x1.0=60
活荷载由地面超载产生：
E活=20/3=6.7
作用在每2榀格栅上的荷载：
=60X0.6X2=72
=6.7X0.6X2=8
2、由于地勘未给出土层的基床反力系数，根据经验，无水状态下的粉质粘土和砂质粉土等土层，其基床反力系数的最小值不小于20
。
每个单元的弹簧反力系数：
中间单元0.425X1.2X20X1000=10200KN/m
边单元：
0.2175X1.2X1000=5100KN/m
3、计算模型：
按封闭框架梁模式计算，考虑顶管施工方便，在顶管工作井四角设型钢支撑，每2榀格栅设一道（2[16a对扣），单根长L=1.414米。
荷载图示如下：
三、结构内力计算：
（一）6mx5m工况
弯矩图
轴力图
剪力图
内力计算结果：
最不利单元号：
9
截面：
B=1.2000.0000.000D=0.2500.0000.000
混凝土：
C20.00,Fc=9600.0,Ft=1100.0
钢筋：
fy=310000.0,fy'=310000.0,fvy=210000.0,as=0.035,as'=0.035
框架单元配筋及内力*
断面位置配筋量配筋率工况轴力剪力（1-2）弯矩（1-2）剪力（1-3）弯矩（1-3）
----------------------------------------------------------------------------------------------------
[M][CM^2,CM][i][KN][KN][KN-M][KN][KN-M]
----------------------------------------------------------------------------------------------------
0.00下筋0.000.00%1-129.7731.17-57.34
0.00上筋10.280.40%1-129.7731.17-57.34
0.00箍距20.000.04%1-129.7731.17-57.34
0.31下筋0.000.00%1-129.7746.64-45.18
0.31上筋8.100.31%1-129.7746.64-45.18
0.31箍距20.000.04%1-129.7746.64-45.18
0.63下筋0.000.00%1-129.7762.11-28.19
0.63上筋5.050.20%1-129.7762.11-28.19
0.63箍距20.000.04%1-129.7762.11-28.19
从以上计算中可以看出，主筋钢筋面积为
。
实际设计时取8根Ø18（两榀格栅共8根主筋），
。
钢支撑单元：
构件号构件类型检验项目数值检验结果应力比荷载组合号位置
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
42偏心受力构件强度正应力132.41强度:
满足要求0.616内力组合10.00
稳定正应力138.84整体稳定:
满足要求0.646内力组合10.00
2轴长细比35.13长细比:
满足要求0.234内力无关位置无关
3轴长细比27.22长细比:
满足要求0.181内力无关位置无关
翼缘宽厚比12.60局部稳定:
满足要求0.315内力无关位置无关
腹板高厚比21.54局部稳定:
满足要求0.538内力无关位置无关
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
43偏心受力构件强度正应力101.34强度:
满足要求0.471内力组合11.77
稳定正应力106.56整体稳定:
满足要求0.496内力组合11.77
2轴长细比36.32长细比:
满足要求0.242内力无关位置无关
3轴长细比28.14长细比:
满足要求0.188内力无关位置无关
翼缘宽厚比12.60局部稳定:
满足要求0.315内力无关位置无关
腹板高厚比21.54局部稳定:
满足要求0.538内力无关位置无关
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
44偏心受力构件强度正应力103.16强度:
满足要求0.480内力组合11.77
稳定正应力108.47整体稳定:
满足要求0.505内力组合11.77
2轴长细比36.32长细比:
满足要求0.242内力无关位置无关
3轴长细比28.14长细比:
满足要求0.188内力无关位置无关
翼缘宽厚比12.60局部稳定:
满足要求0.315内力无关位置无关
腹板高厚比21.54局部稳定:
满足要求0.538内力无关位置无关
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
45偏心受力构件强度正应力124.85强度:
满足要求0.581内力组合10.00
稳定正应力131.36整体稳定:
满足要求0.611内力组合10.00
2轴长细比36.32长细比:
满足要求0.242内力无关位置无关
3轴长细比28.14长细比:
满足要求0.188内力无关位置无关
翼缘宽厚比12.60局部稳定:
满足要求0.315内力无关位置无关
腹板高厚比21.54局部稳定:
满足要求0.538内力无关位置无关
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
（一）4mx4m工况
弯矩图
轴力图
剪力图
内力计算结果：
最不利单元号：
5
单元号：
5
截面：
B=1.2000.0000.000D=0.2500.0000.000
混凝土：
C20.00,Fc=9600.0,Ft=1100.0
钢筋：
fy=310000.0,fy'=310000.0,fvy=210000.0,as=0.035,as'=0.035
*框架单元配筋及内力
断面位置配筋量配筋率工况轴力剪力（1-2）弯矩（1-2）剪力（1-3）弯矩（1-3）
----------------------------------------------------------------------------------------------------
[M][CM^2,CM][i][KN][KN][KN-M][KN][KN-M]
----------------------------------------------------------------------------------------------------
0.00下筋0.000.00%1-68.80-56.81-1.96
0.00上筋4.120.16%1-68.80-56.81-1.96
0.00箍距20.000.04%1-68.80-56.81-1.96
0.21下筋0.000.00%1-68.80-73.81-15.83
0.21上筋4.120.16%1-68.80-73.81-15.83
0.21箍距20.000.04%1-68.80-73.81-15.83
0.43下筋0.000.00%1-68.80-90.81-33.33
0.43上筋6.570.23%1-68.80-90.81-33.33
0.43箍距20.000.04%1-68.80-90.81-33.33
从以上计算中可以看出，主筋钢筋面积为
。
实际设计时取8根Ø18，
。
钢支撑单元：
构件号构件类型检验项目数值检验结果应力比荷载组合号位置
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
41偏心受力构件强度正应力41.89强度:
安全0.195内力组合10.00
稳定正应力44.40整体稳定:
安全0.206内力组合10.00
2轴长细比37.05长细比:
满足要求0.247内力无关位置无关
3轴长细比28.70长细比:
满足要求0.191内力无关位置无关
翼缘宽厚比12.60局部稳定:
满足要求0.315内力无关位置无关
腹板高厚比21.54局部稳定:
满足要求0.538内力无关位置无关
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
42偏心受力构件强度正应力43.79强度:
安全0.204内力组合10.00
稳定正应力46.29整体稳定:
安全0.215内力组合10.00
2轴长细比37.05长细比:
满足要求0.247内力无关位置无关
3轴长细比28.70长细比:
满足要求0.191内力无关位置无关
翼缘宽厚比12.60局部稳定:
满足要求0.315内力无关位置无关
腹板高厚比21.54局部稳定:
满足要求0.538内力无关位置无关
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
43偏心受力构件强度正应力44.59强度:
安全0.207内力组合12.13
稳定正应力47.51整体稳定:
安全0.221内力组合12.13
2轴长细比43.66长细比:
满足要求0.291内力无关位置无关
3轴长细比33.83长细比:
满足要求0.226内力无关位置无关
翼缘宽厚比12.60局部稳定:
满足要求0.315内力无关位置无关
腹板高厚比21.54局部稳定:
满足要求0.538内力无关位置无关
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
44偏心受力构件强度正应力40.75强度:
安全0.190内力组合10.00
稳定正应力43.35整体稳定:
安全0.202内力组合10.00
2轴长细比37.05长细比:
满足要求0.247内力无关位置无关
3轴长细比28.70长细比:
满足要求0.191内力无关位置无关
翼缘宽厚比12.60局部稳定:
满足要求0.315内力无关位置无关
腹板高厚比21.54局部稳定:
满足要求0.538内力无关位置无关
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