4矩形沉井設(shè)計計算(計算優(yōu)化)

1、第11頁，共17頁工程概況根據(jù)使用要求，沉井平面設(shè)計為矩形，平面尺寸為6mX4m，高度為16m。沉井采用三次制作，第一節(jié)制作高度為6m,，第二節(jié)制作高度為5m。土層編號層厚h.(m)摩阻力f.(kpa)極限承載力o(kpa)內(nèi)摩擦角Q(度)容重Y(kN/m)備注加權(quán)摩阻f(kpa)1素填土2001000150006()10)ka10002粉粘土1600100020000154015土層參數(shù)(層編號由地面向下)刀fki*hi100000000000第11頁，共17頁節(jié)段編號高度h.(m)外周長(m)摩阻力Ffki備注1(底節(jié))6002400144000采用泥漿200500240060000套下沉

2、0(0500240060000000EF(kN)fk1264000沉井下沉系數(shù)計算下沉系數(shù)k=(EG-EF)/EF=tikfwkfk下沉系數(shù)滿足要求。1422k=+1422120L應(yīng)進行下沉穩(wěn)定計算1.05沉井參數(shù)(節(jié)段編號由地面向上)節(jié)段編號高度h.(m)凈長L(m)凈寬B(m)壁厚t(m)入水高(m)G.,(kN)浮力Ff基底浮力Ff1(底節(jié))6006004000500)16506601105025006004000500001750050060040005000017500000GkfaFfk44006601050沉井下沉穩(wěn)定計算基底極限承載力(kpa)：O=15000bi基底反力(kN

3、)：R=24524穩(wěn)定系數(shù)kt-(EG.k-EFf)/(EFfkb=st，sikfw.kfkb穩(wěn)定系數(shù)滿足要求。沉井抗浮計算抗浮系數(shù)kst=(EGik+Gd)/EFbfwk底板面積(m2):=2600地板厚度(m):t=065底板重力(kN):G=42250沉井重力EGik=440000基底浮力EFfFbfwk1050006500 x4000矩形沉井結(jié)構(gòu)計算書第 頁，共17頁st4.5921.00抗浮系數(shù)滿足要求。沉井施工階段井壁豎向抗拉計算本工程地基為均勻軟土地基，沉井下沉系數(shù)較大,可不進行豎向拉斷計算。內(nèi)力計算沉井凈長16.50(m)沉井凈寬匕=4.00(m)井壁厚度t0.50(m)節(jié)段高

4、度人=6.00(m)沉井結(jié)構(gòu)強度計算沉井定位支撐條件下的井壁計算配筋按構(gòu)造配筋即可配12mm100mm支撐布置如右圖，計算得到效應(yīng)為：跨中最大彎矩Mo=26.25支座彎矩Ms=-198.8配筋計算按深梁進行配筋（參照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB20010-2002）深梁計算跨度1o0.7*1o=4.90(m)深梁高h=6.00(m)1/h=o0.822.50按深梁計算截面bt0.50(m)砼等級C25h0.9h=o5.40(m)砼抗壓強度設(shè)計值f11.90(MPa)跨中最大組合彎矩M-31.50(kN.m)受壓區(qū)x1.08(x0.2h時，取0.2ho)oo內(nèi)力臂z(0.8+0.04*1/h)(h-0

5、.5x)=aa2.942.00(m)根(1h時，o1.00取z0.61)o配筋AsM/fy/z取HRB400直徑35.71(mm2)20.00mm支座組合彎矩Ms-238.60(kN.m)受壓區(qū)x1.08(x0.2ho時，取0.2ho)內(nèi)力臂z(0.8+0.04*1o/h)(ho-0.5x)=2.94(m)(1o=Mj=1.2*49.51=59.4KN-m裂縫寬度=0.10mm0.2mm6500 x4000矩形沉井結(jié)構(gòu)計算書第 #頁，共17頁6500 x4000矩形沉井結(jié)構(gòu)計算書第 #頁，共17頁3.00井壁按矩形框架計算1、荷載分布計算土壓力計算土摩擦角(度)：札=b18.20土有效容重(k

6、N/m3)：y=13.00入土深度(m)：H=12.10沉井水位距離刃腳距離10.60主動土壓系數(shù)：pb=0.48土壓力(kpa)：e=75.39水壓力(kpa)：e=水max106.00頂管等效荷載及其土抗力力計算沉井截面凈寬(m):b=4.00沉井截面凈長(m):1-6.40沉井壁厚七=0.50刃腳斜面高度=0.70刃腳根部與底板的距離=0.15底板厚度=0.65頂力距離底板距離=1.50頂管力(kN):Pt=1500頂力距離刃腳底部h=6500 x4000矩形沉井結(jié)構(gòu)計算書第 #頁，共17頁6500 x4000矩形沉井結(jié)構(gòu)計算書第 頁，共17頁6500 x4000矩形沉井結(jié)構(gòu)計算書第 頁

7、，共17頁垂直分布等效荷載分布咼度b-6.72hVb/2等效何載咼度(m)：b-b/2h=6.36頂力等效荷載(kpa):q52.39頂力產(chǎn)生的壁后土的抗力(kpa):q=Amax66.67土抗力分布咼度3h9.00側(cè)部的中心距離10=4.60側(cè)向力分布水平分布IJIIIIJI1JIII詢二rI巳分:itb:電加申電小1111=1-II)一-1P4151HH1H1HH12、取刃腳頂部0.9m(1.5倍壁厚處)框架計算點距離刃腳高度(m)=截面咼度(m):=土壓力(kn/m)：e土=水壓力(kn/m)：e,=水頂力等效荷載(kn/m):q=頂力產(chǎn)生的壁后土的抗力(kn/m):q1.15lo7.0

8、00.90bo=4.6061.40截面咼一0.605.05截面寬一0.9047.1552.33框架內(nèi)受拉為正一作用荷載結(jié)構(gòu)效應(yīng)(彎矩單位為Kn.m，軸力為Kn)土壓力43.6192.213.6水壓力60.4266.2254.3等效荷載74.539.614.6壁后土抗力2.744.016.2配筋內(nèi)力125.4609.4574.1裂縫內(nèi)力95.462.436.3配筋結(jié)果25100裂縫寬度mm0.21用有限元程序，計算得到各節(jié)點效應(yīng)為：(框架外受拉為負,(頂力等效荷載和其產(chǎn)生的土抗力同時作用。)3、取頂節(jié)(第二節(jié))底部0.9m框架計算計算點距離刃腳高度(m)=5.65截面咼度(m):=0.90土壓力

9、(kn/m)：e土=36.17水壓力(kn/m)：e=44.55水頂力等效荷載(kn/m):q=47.15l0=6.90b0=4.50截面高=0.50截面寬=0.906500 x4000矩形沉井結(jié)構(gòu)計算書6500 x4000矩形沉井結(jié)構(gòu)計算書頂力產(chǎn)生的壁后土的抗力（kn/m）:q=作用荷載結(jié)構(gòu)效應(yīng)（彎矩單位為Kn.m，軸力為Kn）B土壓力5.711.10.111.水壓力1.61.41.1.4等效荷載74.5.614.610.4壁后土抗力5.1.6.4.配筋組合內(nèi)力10.001.7.).7裂縫驗算內(nèi)力6.514.)5,1配筋結(jié)果100裂縫寬度mm0.7用有限元程序，計算得到各節(jié)點效應(yīng)為：（框架外受拉為負，框架內(nèi)受拉為正）（頂力等效荷載和其產(chǎn)生的土抗力同時作用。）矩形底板在均布荷載作用下的彎矩計算（按簡支計算）底板長(m):l=6.50底板寬(m):b=4.00地板厚度(m):t=0.65底板重力(kN):G=4.50沉井重力(kN)：G=4400.00k施工荷載(kpa)：q=5.00向上反力q=（G+Gk）/（底板）+q二板頂l向最大彎矩（kN.m）：l板頂b向最大彎矩（kN.m）:b配筋計算，鋼筋為HRB400鋼筋頂層l向筋，直徑14.