标准规范下载简介和部分内容预览：
隧洞衬砌计算二圆形有压隧洞的衬砌计算
如需求出在均匀水压力作用下的断面内力，可先算σi、σe，然后近似按直线分布，求出轴向拉力N和弯矩。
二圆形有压隧洞的衬砌计算
商住楼安全文明施工组织设计★钢筋砼衬砌用[σgh]代替σhl即得：
二圆形有压隧洞的衬砌计算
★考虑弹性抗力作用下的内力计算
(1)基本假定和计算方法.如果围岩较好,在围岩压力、衬砌自重、无水头洞内满水压力作用下，应考虑弹性抗力的存在。根据研究，约在顶拱中心角90o范围以下部分，衬砌变形指向围岩，作用有弹性抗力（如图8—29），其分布规律为：
其中、分别为处衬砌受到的弹性抗力。
二圆形有压隧洞的衬砌计算
现以铅直围岩压力为例，说明内力的计算方法和步骤[8—29（d）]。自洞顶切开，引刚臂至圆心，亦即弹性中心，由于荷载及结构左右对称，故切力X3=0。取一半计算，力法方程为：
和都包含有特定的，解之得：
二圆形有压隧洞的衬砌计算
根据向下的总荷载与向上的弹性抗力合力相平衡（∑Y=0）及在X1、X2和外力作用下，φ=π/2处的变位应为δa的两个补充条件，可以解得δa和δb。将δa和δb代入公式（8—28），即可求出X1、X2，从而可解出各断面的弯矩和轴向力。计算中忽略了轴向力对压缩变形的影响以及衬砌与围岩间的摩擦力，弯矩M以内缘手拉力为正，轴向力N以受压为正。（2）各种荷载作用下的内力计算。按上述方法，可求得圆形隧洞衬砌在各种荷载作用下考虑弹性抗力时的内力计算公式。
二圆形有压隧洞的衬砌计算
关于在各种荷载作用下，圆形衬砌各断面的弯矩和轴力有现成的解答。（弯矩以衬砌内缘受拉为正，轴力以受压为正）①铅直山岩压力作用下的内力计算(计算简图见前页)
式中符号见书系数A、B、C、D、F及G查表。
二圆形有压隧洞的衬砌计算
②衬砌自重作用下的内力计算
二圆形有压隧洞的衬砌计算
④外水压力作用下的内力计算◆不考虑内水压力时Ⅰ）当时
（衬砌所受的浮力<铅直山岩压力+衬砌重量）r——衬砌中心半径。
——均匀外水压力水头，即计算水位在拱顶以上的高度。
二圆形有压隧洞的衬砌计算
可以看到，在外水压力的计算公式与无水头满水压力的差别：A以外半径代替内半径。
B符号相反：原因是由于内水压力作用在衬砌内表面作用方向相反，外水压力作用在衬砌外表面所以符号相反。Ⅱ）当时，应按不考虑弹性抗力的公式计算内力，表8—9中第五项条件下的公式。
二圆形有压隧洞的衬砌计算
◆当荷载组合中包括内水压力A当荷载组合中包括内水压力，浮力通常小于自重，计算外水压力作用下不受条件的限制。
（实际这个条件已不存在，满洞内水重量+衬砌自重>浮力，此处尚未计入山岩压力）迭加后衬砌变形指向围岩，弹性抗力为止，因此都要计算弹性抗力。
二圆形有压隧洞的衬砌计算
B当均匀内水压力P和均匀外水压力组合时如作为均匀水压力，不再计算均匀外水压力产生的内力.
如作为均匀外水压力，计算内力，不再计算均匀内水压力所产生的内力。
二圆形有压隧洞的衬砌计算
★不考虑弹性抗力作用下的内力计算
对外水压力很大时，或岩石软弱，不考虑弹性抗力。当岩石坚固系数的时，不仅考虑弹性抗力；而且尚需计入侧向山岩压力的影响。
二圆形有压隧洞的衬砌计算
此时不计入弹性抗力但计地基反力（与其它荷载相平衡）并认为地基反力以余弦分布（见上图）。作用范围：下半部与直径等宽。计算方法：同考虑抗力，只是更简单些。①最大反力R由即可求得。（考虑弹性抗力时有两项）②分布规律也简单些（此考虑弹性抗力时）
二圆形有压隧洞的衬砌计算
▲水工隧洞沿线的地质条件及计算参数常是变化的，内、外水压力同样也随断面位置的不同而不同。要使衬砌设计达到安全和经济的目的，应当根据变化情况将隧洞沿轴线分成若干段落，分段进行设计。▲一般有压隧洞的内水压力是主要的荷载，当内水压力较大时，断面多属小偏心受拉情况，可布置同一直径的环向受拉钢筋。但如洞径、围岩压力均较大，而内水压力相对较小时，包括无压隧洞，断面内的正负弯矩变化较大，应力分布很不均匀。此时，应按应力分段配筋，将几段不同直径的环向钢筋焊轧起来。▲目前工程设计中，在设计钢筋混凝土，混凝土衬砌时，有控制抗裂稳定性和允许开裂而限制裂缝开展宽度两种不同的考虑和要求。对于无压隧洞和围岩较厚而渗水不会对附近围岩、岸坡和建筑物产生有害
二圆形有压隧洞的衬砌计算
影响的有压隧洞，可按允许开裂限制裂缝开展宽度设计。否则应按控制混凝土的抗裂稳定性要求设计。按限裂设计，裂缝的最大允许值，根据水力梯度和水质有无侵蚀性，一般限制在0.15～0.30mm。限裂设计可以大量节省混凝土和钢筋用量，而对混凝土的耐久性和钢筋的锈蚀不会产生影响，所以，目前在水工隧洞设计中已广泛应用。▲对高水头的有压隧洞，当围岩条件较差，单层衬砌需要的厚度过大时，可采用外层为混凝土或钢筋混凝土，内层为钢板的组合式双层衬砌。我国冯家山水库有压泄洪洞出口段[图8—8（g）、图8—13（a）]及西南地区一些高压引水道斜井均采用这种衬砌。如外层混凝土不开裂，且围岩有一定承载能力时，内水压力将又内层衬砌、外层混凝土和围岩共同承受，设
二圆形有压隧洞的衬砌计算
计中只要能求出内、外层衬砌之间的均布压力计算。如外层混凝土开裂，外层衬砌只起向围岩传力的作用，而内水压力将由内层和围岩来承担，但应考虑混凝土受压后径向压缩的影响，外层衬砌厚度可按施工要求或按施工期荷载用单层衬砌计算确定。因此，双层衬砌计算的主要问题，在于确定在内水压力作用下两层衬砌之间的作用力，其值可根据外层内边缘和内层外边缘径向变位一致的条件来确定。
岩石坚硬完整的泄水、引水、导流隧洞，常常只衬砌顶拱，而边墙和底板只做护面，甚至不加衬砌。这样，只有顶拱是承重结构，承受围岩压力、衬砌自重或灌浆压力等。无压隧洞一般多采用城门洞型封闭式整体衬砌，在岩石坚固系数的情况下，也可采用马蹄形。只衬砌顶拱的衬砌计算：一般不考虑弹性抗力，计算同无绞拱。（具体解法见天大81年版、下册P158，或汪胡桢《水工隧洞设计理论与计算》）
假定拱座弹性固结于岩石上，认为拱座垂直于地基面的变位与法向应力P成正比，即。K——为岩层的弹性抗力系数（具体求解计算见书P412～413）。
为了便于计算，可得衬砌由边墙和底板的结合处分成直墙拱（城门洞型）或曲墙拱（马蹄型）和底板两个部分。在计算中要考虑它们之间的弹性联接作用，并将底板视为弹性地基上的梁。计算直墙拱（曲墙拱）■受荷载变形特点：①直墙拱（曲墙拱）在顶部山岩压力和自重荷载作用下，根据衬砌的变形观测和理论计算表明：如衬砌和围岩无相对垂直位移，则在顶部部分中心角约90o的范围向下变位。 ②墙基摩擦力大，认为没有水平位移。③侧面边墙的变位与结构形式及其刚度有关。■利用文克尔假定：衬砌受到的弹性抗力P与该点衬砌的法向变位δ成正比即δK=P（K——岩层弹性抗力系数）
在有弹性抗力的部位，应考虑弹性抗力而产生的摩阻力，——衬砌与围岩的摩擦系数，方向向上。但摩阻力影响很小，略去不计。
■弹性抗力分布与假定㈠分布（最大值与零点）向围岩方向变形的部分有弹性抗力，而脱离围岩没有弹性抗力弹性抗力最大值：城门洞形在边墙顶部b点为马蹄形在水平直径处为弹性抗力零点：I）边墙部位抗力零点直墙边墙上抗力为零的点a的位置：边墙刚度大—a点与墙底A点结合。边墙刚度小—a点愈高。马蹄形：边墙零点与墙底A点重合。
不同边墙刚度不同a试算
II）顶拱上抗力零点顶拱为半圆形或接近半圆形，认为零点在倾角处。顶拱为非半圆，认为在0.7倍最大弦长处。
■分布规律的假定I）顶拱部分（城门洞、马蹄共用）弹性抗力零点约在处
Ⅱ）圆拱直墙断面，水平直径以下，假定为直线分布
到此时为止，弹性抗力的分布及零点已定，但
Ⅲ）马蹄型侧墙假定为抛物线分布
以下的结构计算与一般超静定结构基本相同，但墙基的变位应考虑到墙与基岩连结的影响。
按结力法，求弹性中心：
设拱座（墙底）角变位为
令为为墙底承受单位弯矩时，所产生的角变位，则当墙底A的弯矩为时，其角变位为（8—39）式中：——在静定系统中包括弹性抗力在内的外荷载对墙底A所引起的弯矩。
对墙底A所引起的角变位。将（8—39）代入（8—38）可得：
（包括、）作用下可以表示为：
均包含有弹性抗力的作用，为了计算弹性抗力，可根据h点的变位条件求出
对h点以下任一断面的弯矩
——自h点至墙底A衬砌的轴线长度
后，即可求出弹性抗力，将算得的
边墙与顶拱任意断面的弯矩和轴力可按下式计算：
——单位弯矩作用下的角变位（对底板端点）
——外荷载（包括弹性抗力）作用下的角变位（对底板端点）
计算方法：取单宽底板作为弹性地基梁上的直梁（扁平底板也可按直梁计算）
底板中点的弯矩可用下式计算
E——材料懂得弹模J——断面的惯性矩
——双曲三角函数，可根据
下面介绍上两式的来源：
弹性固端在外荷载作用下，由于支撑地基的弹性作用，
假定拱座断面在外荷载作用时产生的应力是按直线分布的。
克尔假定。那么，拱座断面在受到外荷载后：
玻璃砖分隔的墙施工工艺流程假定拱座断面在外荷载作用时产生的应力是按直线分布
将（5）（6）代入（1）（2）式中，解得：
封闭式衬砌结构计算步骤归纳如下：
任意断面的弯矩和轴力即可按（8—42）式计算。
⑦由（8—44）式计算底板中点的弯矩，底板的轴向力，可
根据y轴左侧衬砌水平力平衡条件求得。
由于渐变段不长，且某些假定，如山岩压力、弹性抗力也常与实际有出入，故工程设计中常只进行首尾两个断面(矩形和圆形）设计，中间的渐变段断面采内插法以简化计算 计算中是否考虑弹性抗力，应视渐变段处的围岩厚度、强度、灌浆程度等因素而定。不考虑弹性抗力时的计算，按结构力学方法进行。
当荷载只对称于纵轴时，可用弹性中心法求解。
dz／t 0216-2020标准下载五衬砌的边缘问 题 及数值解法