隧道衬砌配筋ansys验算毕业设计(11)

图3—1 区间地铁结构标准断面图

3.4 荷载计算相关原理及公式

建立荷载—结构模型，作用在结构上的荷载按照荷载类型分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载三类，进而对这三类分别作用在不同断面上时加载和计算，得出结论，用于结构配筋设计和进一步的结构抗裂验算。

3.4.1 荷载计算依据

(1)结构自重

钢筋混凝土重度 为25kN/m3。

(2)地层压力

根据该隧道所处的地层判断为土质地铁隧道。《地铁设计规范》在条文说明中指出土质隧道可用下述通用的方法计算地层压力：

①竖向压力

填土隧道和浅埋暗挖隧道，一般可以按计算断面以上全部土柱质量计算竖向压力。

②水平压力

在地下铁道结构计算中，主动土压力一般采用郎肯土压力理论。对于黏性土而言还需要考虑黏结力的影响，即按郎肯主动土压力系数确定，公式如下：

ei aqi－2ca (3-1)

ei' aqi 2c p (3-2)

式中，ei、ei'——计算截面i处的主动、被动土压力(kPa)；

a、 p——郎肯主动、被动侧压力系数，且有 a tan2(450－ /2)； p tan2(450 /2)；

qi——计算截面i处的竖向土压力(kPa)；

——土的内摩擦角(0)；

c——土的黏结力(kPa)。

(3)水压力

计算水压力时要先区分用水土分算和水土合算。在地下结构的使用阶段，无论砂性土或黏性土，都应根据正常的地下水位按安全水头和水土分算的原则确定。由于本地铁隧道的设计处于使用阶段，故应采用水土分算的原则。

水土分算时，地下水位以上的土采用天然容重 ，水位以下的土采用有效容重 '计算土压力，另外再计算水压力的作用。其中，土的有效容重为γ'

'= s- W (3-3)

其中 W为水的容重，且取 W≈10kN/m³。

(4)地面车辆荷载及其冲击力

①竖向压力：

一般情况下，地面车辆荷载可按一定的公式方法简化为均布荷载。

当覆盖层厚度较小时，可按局部均布压力计算。

在道路下方的浅埋暗挖车站主体，地面荷载可按10kPa的均布荷载计算，并且不计算冲击力的影响。当无覆盖层时，地面车辆荷载则应按集中力考虑，并求出最不利荷载的位置。

②水平压力

地面车辆荷载传递到地下结构上的水平压力，可按式(3-5)计算：

pox apoz (3-4)

式中，λa——侧向压力系数；

p0z——地面车辆荷载的竖直方向的压力(kPa)。

(5)地面超载

地面超载为20kPa。

(6)地震荷载