隧道主体结构配筋计算

盾构隧道衬砌配筋率要求1.引言1.1 概述概述盾构隧道衬砌配筋率是指在盾构隧道的衬砌结构中，钢筋的数量和密度与混凝土的比例。

它是衡量衬砌结构抗压能力和变形能力的重要参数。

在隧道施工中，正确的配筋率可以保证衬砌结构在承受荷载时能够保持稳定，提高隧道的整体安全性和稳定性。

盾构隧道衬砌配筋率的选取是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多个因素，包括地质条件、设计要求、施工工艺等。

一般来说，配筋率过低会导致衬砌结构的抗压能力不足，易发生开裂和破坏；而配筋率过高则会增加工程成本，浪费资源，并且可能引起施工困难。

本文将针对盾构隧道衬砌配筋率的要求进行深入研究。

首先，将介绍盾构隧道衬砌配筋率的定义，包括钢筋的数量和密度的计算方法。

接着，将探讨盾构隧道衬砌配筋率的重要性，分析其对隧道结构的影响和作用。

最后，将总结出盾构隧道衬砌配筋率的合理要求，并讨论影响盾构隧道衬砌配筋率的因素，从而为盾构隧道的设计和施工提供参考依据。

通过对盾构隧道衬砌配筋率的研究，我们可以更好地了解和掌握盾构隧道衬砌结构的设计原则和施工技术，提高隧道的稳定性和安全性，为城市发展和交通建设做出贡献。

文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文共分为引言、正文和结论三个部分，其具体内容如下：1. 引言部分包括概述、文章结构和目的。

1.1 概述：介绍盾构隧道衬砌配筋率要求的背景和意义，以及该话题的重要性。

1.2 文章结构：概括了本文的整体结构，引导读者了解各部分的内容和逻辑关系。

1.3 目的：明确本文的目标和意图，为读者提供清晰的导向。

2. 正文部分主要探讨盾构隧道衬砌配筋率的定义和重要性。

2.1 盾构隧道衬砌配筋率的定义：解释了盾构隧道衬砌配筋率的概念、计算方法和相关标准规定，介绍了其工程应用和实际意义。

2.2 盾构隧道衬砌配筋率的重要性：详细阐述了盾构隧道衬砌配筋率对隧道工程的影响和作用，包括结构的稳定性、安全性，以及承载能力等方面。

3. 结论部分总结了盾构隧道衬砌配筋率的合理要求和影响因素。

盾构隧道的管片配筋设计介绍发表时间：2017-10-24T11:42:27.053Z 来源：《防护工程》2017年第15期作者：孙凤明[导读] 圆形隧道衬砌按平面问题计算,在软土地层中通缝拼装的衬砌结构，常用的计算模式是等刚度的弹性匀质圆环模型。

中国港湾工程有限责任公司北京 100027摘要：盾构隧道在国内近几年的基础设施领域快速发展，特别是地铁区间的大量建设实践极大的提高了广大设计人员的技术水平。

其中管片设计是影响盾构隧道造价的重要一环。

本文结合某地铁区间的设计实例，结合软件计算，介绍管片配筋计算的一般流程，以期待为其他工程技术人员提供参考借鉴，共同提高我国在该领域的设计水平。

关键词：盾构隧道；管片；配筋；计算,实例1 计算理论圆形隧道衬砌按平面问题计算,在软土地层中通缝拼装的衬砌结构，常用的计算模式是等刚度的弹性匀质圆环模型。

该计算结果偏于安全，估得到广泛运用。

计算中主要需要考虑的荷载包括：1)地面超载q（一般情况下按20KPa）；2)结构自重g；3)垂直和水平土压力q1、e1～e2；4)外水压力（H1～H1+2R）；5)侧向地层抗力PP；6)地层反力q2；7)施工荷载(盾构千斤顶顶力、不均匀压浆压力、相邻隧道施工影响等)；8)结构内部荷载（车辆荷载及固定设施自重等）；9)特殊荷载（地震荷载或六级人防荷载）。

结构设计时，分别就施工阶段、正常运行阶段和特殊阶段可能出现的最不利荷载组合进行结构强度、刚度和裂缝宽度验算。

但特殊荷载阶段每次仅对一种特殊荷载进行组合（无需验算裂缝宽度）。

2 计算参数2.1工程材料该工程普通衬砌环由钢筋砼管片构成，砼强度等级为C50，钢筋采用HPB300、HRB400钢。

管片环、纵向连接螺栓均采用M30螺栓，强度等级为5.8、6.8级。

2.2结构尺寸隧道内径的确定主要取决于地下铁道的限界，同时需要考虑区间线路最小曲线半径和轨道超高、施工误差、不均匀沉降等。

本项目采用B型车，圆形区间隧道建筑限界为φ5200mm，综合考虑隧道轴线的施工误差（包括测量误差）为±100mm、隧道后期不均匀沉降±50mm，则隧道的内径可定为5500mm。

管片配筋计算
管片配筋计算是隧道工程建设中的重要环节，它涉及到管片混凝土的强度、管片钢筋的布置和配筋率等因素。

下面将介绍管片配筋计算的主要步骤和方法。

一、确定管片混凝土强度等级
在管片配筋计算中，首先需要确定管片混凝土的强度等级。

根据隧道工程的具体情况，一般采用C50或C60等级的混凝土作为管片的材料。

二、确定管片钢筋的种类和规格
在选择管片钢筋的种类和规格时，需要考虑以下几点因素：
1. 钢筋的抗拉强度等级应与管片混凝土的强度等级相匹配；
2. 钢筋的种类应考虑到隧道工程的特殊环境因素，如地下水的腐蚀性等；
3. 钢筋的规格应考虑到管片的尺寸和形状，以满足受力要求。

三、确定管片配筋率
管片配筋率是指单位面积内钢筋的重量与混凝土质量的比值。

根据不同的隧道类型
和受力要求，管片的配筋率也会有所不同。

一般而言，管片的配筋率应在0.2%~0.4%之间。

四、进行配筋计算
在确定了管片混凝土强度等级、钢筋种类和规格以及配筋率后，就可以进行配筋计算了。

配筋计算主要包括以下几个步骤：
1. 根据隧道工程的受力要求，确定管片的内力分布情况；
2. 根据内力分布情况，确定钢筋的数量、布置形式和直径；
3. 根据确定的钢筋数量和布置形式，计算出配筋率是否符合要求；
4. 如果配筋率不符合要求，需要调整钢筋的数量或布置形式，直到满足要求为止。

一．基本资料惠家庙公路隧道，结构断面尺寸如下图，内轮廓半径为 6.12m ，二衬 厚度为 0.45m 。

围岩为 V 级，重度为19.2kN/m3，围岩弹性抗力系数为 1.6×105kN/m3，二衬材料为 C25 混凝土，弹性模量为 28.5GPa ，重度 为 23kN/m 3。

考虑到初支和二衬分别承担部分荷载，二衬作为安全储备，对其围岩压力进行折减，对本隧道按照 60%进行折减。

求二衬内力，作出内力图，偏心距分布图。

1）V1级围岩，二衬为素混凝土，做出安全系数分布图，对二衬安全性进行验算。

2）V2级围岩，二衬为钢筋混凝土，混凝土保护层厚度 0.035m ，按结构设计原理对其进行配筋设计。

二．荷载确定1.围岩竖向均布压力:q=0.6×0.45⨯12-S γω式中: S —围岩级别，此处S=5；γ--围岩重度，此处γ=19.2KN/3m ；ω--跨度影响系数，ω=1+i（m l -5），毛洞跨度m l =13.14+2⨯0.06=13.26m ，其中0.06m 为一侧平均超挖量，m l =5—15m 时，i=0.1,此处ω=1+0.1⨯(13.26-5)=1.826。

所以，有：q=0.6×0.451-52⨯⨯19.2⨯1.826=151.456（kPa ）此处超挖回填层重忽略不计。

2.围岩水平均布压力：e=0.4q=0.4⨯151.456=60.582（kPa ） 三．衬砌几何要素 5.3.1 衬砌几何尺寸内轮廓线半径126.12m , 8.62m r r ==内径12,r r 所画圆曲线的终点截面与竖直轴的夹角1290,98.996942φφ=︒=︒； 拱顶截面厚度00.45m,d = 墙底截面厚度n 0.45m d =此处墙底截面为自内轮廓半径2r 的圆心向内轮廓墙底做连线并延长至与外轮廓相交，其交点到内轮廓墙底间的连线。

外轮廓线半径：110 6.57m R r d =+= 2209.07m R r d =+=拱轴线半径：'1200.5 6.345m r r d =+= '2200.58.845m r r d =+=拱轴线各段圆弧中心角：1290,8.996942θθ=︒=︒5.3.2 半拱轴线长度S 及分段轴长S ∆分段轴线长度：'11190π 3.14 6.3459.9667027m 180180S r θ︒==⨯⨯=︒︒'2228.996942π 3.148.845 1.3888973m 180180S r θ︒==⨯⨯=︒︒半拱线长度：1211.3556000m S S S =+=将半拱轴线等分为8段，每段轴长为：11.3556 1.4194500m 88S S ∆===5.3.3 各分块接缝（截面）中心几何要素（1）与竖直轴夹角i α11'1180 1.4194518012.8177296π 6.345πS r αθ∆︒︒=∆=⨯=⨯=︒ 21112.817729612.817729625.6354592ααθ=+∆=︒+︒=︒ 32125.635459212.817729638.4531888ααθ=+∆=︒+︒=︒43138.453188812.817729651.2709184ααθ=+∆=︒+︒=︒54151.270918412.817729664.0886480ααθ=+∆=︒+︒=︒ 65164.088648012.817729676.9063776ααθ=+∆=︒+︒=︒ 76176.906377612.817729689.7241072ααθ=+∆=︒+︒=︒2'2180 1.419451809.2748552π8.845πS r θ∆︒︒∆=⨯=⨯=︒ 87289.72410729.194855298.996942ααθ=+∆=︒+︒=︒另一方面，8129012.817729698.996942αθθ=+=︒+︒=︒ 角度闭合差Δ≈0。

一、计算原则和依据1、采用ANSYS有限元通用程序（注：该程序是目前唯一通过ISO9001国际认证的有限元计算分析程序）对竹篱晒网隧道进行结构受力及变形分析。

2、采用地层-结构模型对暗挖隧道的受力和变形进行分析。

3、分析对象为纵向宽1m的隧道结构和地层。

4、依据《竹篱晒网隧道施工图设计文件》、《公路路隧道设计规范》等建立计算模型。

二、计算内容对竹篱晒网隧道的计算，分别取洞口段、洞身段中V、IV、III级围岩进行计算，取断面计算如下：1、出洞段KY2+760（V级围岩，采用双侧壁法施工）；2、洞身段KY2+480（IV级围岩，采用环形台阶法施工）；3、洞身段KY2+500（III级围岩，采用台阶法施工）。

三、结构计算模型、荷载1、计算模型采用隧道与地层共同作用的地层-结构模式，模拟分析施工过程地层和结构的受力及变形特点。

计算模型所取范围是：水平方向取隧道两侧3倍洞跨，而竖直方向，仰拱以下地层，以洞跨的3倍为限，即从仰拱至地层下3倍洞跨深度范围，隧道拱顶以上地层：V级围岩1级围岩根据计算高度取值。

计算中地层及初期支护III取至地面，IV、材料的弹塑性实体单元模拟，而DP（初衬喷砼及钢架除外）采用了、二次衬砌采用弹性梁模拟，为使点和点之间位移初衬（钢架喷砼）初衬和二衬之间用只传递轴初衬和地层之间用约束方程联系、协调，向压力的链杆连接。

）来死”（ALIVE生”（KILL）、“ANSYS程序中，采用单元的“时，受力体系模拟衬砌和临时支撑的施作和拆除过程，当单元“死”，而后被激单元的应力、应变不计（即内力为0）不受其影响，“死”的单元只对以后的单元不计以前自身应变，也就是说，“活”“活”应力发生变化时产生作用。

2、计算荷载毛洞”模拟开挖过程中，先计算初始应力，每开挖一步形成“时，释放一部分初始应力，施作支护时释放余下的初始应力。

采用莫尔—库仑屈服准则对结构的开挖过程进行有限元计算中，）模型计算结构非线形（DP弹塑性分析。

盾构隧道管片内力计算及配筋优化分析摘要：以北京某在建工程地铁盾构隧道衬砌管片为研究对象，采用修正惯用法（公式法、地基弹簧法）、三维梁～弹簧法分别对衬砌管片在不同地层条件下的受力进行分析（匀质软地层、匀质硬地层、中软下硬地层、中硬下软地层），提出了各种算法和地层条件下，衬砌管片内力的分布和变化规律，经对比分析，结合盾构管片环结构的实际受力环境和特点，得出了指导和优化衬砌管片结构配筋设计的相关结论和建议，提升了结构的安全性和经济性。

关键词：盾构隧道；管片配筋；修正惯用法；三维梁～弹簧法；1 前言在城市轨道交通工程中，单层装配式混凝土管片是盾构隧道常用的衬砌结构型式，衬砌管片设计是盾构隧道结构设计的核心内容，与工程的安全性、经济性和耐久性密切相关。

常用的盾构管片内力计算方法有惯用法、修正惯用法、多铰环法及梁-弹簧模型法[1-3]，这些计算方法主要以二维分析为主，大致地模拟了盾构管片的受力状态，并选取计算结果最大包络进行配筋。

这些算法简便、易于实现，但却未能充分精细地揭示管片的实际内力状态，因此管片配筋针对性较弱，影响工程的经济性。

本次研究以北京某在建工程地铁盾构隧道衬砌管片为研究对象，考虑地层条件和衬砌构造的三维空间特征，充分考虑管片环内接头所引起的刚度下降以及错缝拼装导致的环间传力效应，分别采用修正惯用法（公式法、地基弹簧法）、三维梁～弹簧法对衬砌管片在不同地层条件下的受力进行分析（匀质软地层、匀质硬地层、中软下硬地层、中硬下软地层），通过对分析结论的整理、归纳，总结了各种算法的适用性和不同地质条件下衬砌管片内力的分布和变化规律，以期指导和优化衬砌管片结构设计，提升结构的安全性和经济性。

2 工程概况盾构隧道埋深10.5m～30m，穿越地层分为全断面卵石（匀质硬地层）、全断面粉土、粉质粘土交互（匀质软地层）、仰拱卵石、中部粉土（中软下硬地层）以及中部卵石、下部粉质粘土（中硬下软地层）等四种典型的地层结构（详见图1）。

配筋计算公式钢筋混凝土是一种常用的结构材料，它具有很好的强度和韧性。

在建筑、道路、桥梁等建筑工程中，钢筋混凝土广泛应用。

而钢筋则是钢筋混凝土中承受拉力的主要部件，配筋计算就是为了确定钢筋数量和配筋方式。

下面就为大家介绍配筋计算公式及其具体操作方法。

一、配筋计算公式1. 正常配筋的计算公式钢筋混凝土构件中，钢筋的截面面积要满足设计荷载的要求，可以通过以下公式计算得出：As = αs * b * h / fy其中，As为所需钢筋面积，αs为钢筋的配筋率（根据负荷强度等级和构件计算非等级确定），b和h分别为构件的宽和高，fy为钢筋的抗拉强度。

2. 剪力配筋的计算公式剪力配筋是指在构件的截面中，加入足够的横向钢筋，以增强其抗剪性能。

剪力配筋的计算公式为：Asw = V * C / （0.87 * fy * d）其中，Asw为横向剪力钢筋的面积，V为构件所受剪力，C为剪力系数，d为构件的有效深度，fy为钢筋的抗拉强度。

二、配筋计算的操作方法1. 计算所需钢筋的面积首先，要确定构件的尺寸和荷载数据，然后根据设计荷载和材料性能要求，选择合适的配筋率。

根据所选取的配筋率和构件宽高，可计算得出所需钢筋的面积。

2. 确定钢筋的直径和数量钢筋的直径和数量应当合理搭配，以满足整体结构的需求。

通常情况下，可以根据钢筋的直径及间距计算出所需的钢筋数量。

3. 定义钢筋的位置和布置方式钢筋的位置和布置方式应当考虑到结构的受力特点，使其能够承受设计荷载，并且不会产生大的变形和裂缝。

通常情况下，采用对角、垂直或水平排布方式进行钢筋布置。

4. 完成构件的设计和计算在以上步骤完成之后，就可以进行构件的设计和计算。

在设计过程中，应当注意结构的稳定性、耐久性和安全性等方面，保证整个工程的质量和可靠性。

总之，配筋计算是钢筋混凝土工程设计的重要环节和技术难点。

掌握配筋计算公式和操作方法，可以有效地提高工程设计的精度和实用性，为工程施工和使用提供有力的保障。

隧道常用钢筋重量计算公式隧道工程是一种复杂的地下工程，其建设需要大量的材料和设备。

在隧道工程中，钢筋是一种常用的材料，用于加固隧道的结构，增强其承载能力。

因此，对于隧道常用钢筋重量的计算是非常重要的。

钢筋的重量计算是隧道工程中的一个基本问题，它直接影响到隧道工程的设计和施工。

在进行隧道常用钢筋重量计算时，需要考虑到钢筋的数量、规格和长度等因素。

下面将介绍隧道常用钢筋重量计算的公式和方法。

一、钢筋重量计算的基本公式。

在进行隧道常用钢筋重量计算时，可以使用以下的基本公式：钢筋重量（kg）= 钢筋截面积（mm²）×钢筋长度（m）×钢筋密度（kg/m ³）。

其中，钢筋截面积是指钢筋的横截面积，单位为平方毫米（mm²）；钢筋长度是指钢筋的长度，单位为米（m）；钢筋密度是指钢筋的密度，单位为千克/立方米（kg/m³）。

通过这个公式，可以计算出隧道常用钢筋的重量。

在实际的工程中，可以根据具体的情况和要求，选择合适的钢筋规格和数量，然后进行重量计算。

二、隧道常用钢筋重量计算的方法。

在进行隧道常用钢筋重量计算时，需要按照以下的方法进行：1. 确定钢筋的规格和数量。

首先，需要根据隧道工程的设计要求和承载能力，确定钢筋的规格和数量。

钢筋的规格一般包括直径和截面积等参数，可以根据具体的情况选择合适的规格。

然后，根据设计图纸和工程要求，确定钢筋的数量。

2. 计算钢筋的截面积。

根据所选的钢筋规格，可以计算出钢筋的截面积。

钢筋的截面积可以通过相关的手册或表格进行查询，也可以通过公式进行计算。

一般来说，钢筋的截面积与其直径有关，可以通过以下公式进行计算：钢筋截面积（mm²）= π×（钢筋直径/2）²。

其中，π是一个常数，取3.14；钢筋直径是指钢筋的直径，单位为毫米（mm）。

3. 计算钢筋的重量。

根据上述的基本公式，可以计算出钢筋的重量。

交通与土木工程河南科技Henan Science and Technology总第872期第1期2024年1月某隧道主体结构内力计算及配筋设计孙建波1 李登寿1 史金录1 刘 渊2 徐大桥2（1.中信建设有限责任公司，北京 100027；2.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430000）摘 要：【目的】为完成隧道衬砌结构设计，需要对隧道围岩压力和隧道主体结构内力进行计算。

根据隧道受力特点进行合理的计算假定。

【方法】基于国道321线，采用SAP84软件对最不利断面的不同工况进行设计计算和模型分析并进行验证。

【结果】结果表明，此隧道主体结构在三种最不利断面的工况下，配筋内力计算结果和验证情况均符合规范要求。

【结论】该项目配筋设计时在正常使用状态下的计算结果，结合承载能力极限状态下的计算结果进行验证，能够快速有效地确定最终配筋结果，为配筋提供了理论依据，为今后隧道衬砌结构设计提供参考。

关键词：隧道结构设计；结构内力计算；SAP84；配筋设计中图分类号：U455.43 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）01-0061-06DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.01.012Structural Internal Force Calculation and Reinforcement Design of theMain Structure of a TunnelSUN Jianbo 1 LI Dengshou 1 SHI Jinlu 1 LIU Yuan 2 XU Daqiao 2（1. CITIC Construction Co., Ltd., Beijing 100027,China;2. China Central and South Municipal Engineering Design and Research Institute Co., Ltd., Wuhan 430000,China ）Abstract: [Purposes ] To complete the design of tunnel lining structure, it is necessary to calculate thepressure of tunnel surrounding rock and the internal force of the main structure of the tunnel. Reasonablecalculation assumptions should be made based on the stress characteristics of the tunnel. [Methods ] Based on the national highway 321, this paper used SAP84 software to conduct design calculation, model analysis, and results verification in three different working conditions of the most unfavorable section.[Findings ] The results indicate that the calculation results and verification results of the reinforcement internal force of the main structure of this tunnel meet the requirements of the specifications under the three most unfavorable cross-sectional conditions.[Conclusions ] The calculation results of the rein⁃forcement design of the project in the normal use state are verified by the calculation results of the bearing capacity limit state, which can quickly and effectively determine the final reinforcement re⁃sults and provide a theoretical basis for the reinforcement and a reference for the design of tunnel lin⁃ing structure in the future.Keywords: tunnel structure design; structural internal force calculation; SAP84; reinforcement design收稿日期：2023-06-29作者简介：孙建波（1982—），男，硕士，工程师，研究方向：建筑与市政施工技术。

某工程A隧洞5类围岩衬砌及配筋计算书某工程A隧洞5类(桩号干0+156.00~干1+111.00)衬砌内力和配筋计算书 2014年5月16日目录1 基本资料 (3)1.1 等别 (3)1.2 断面尺寸 (3)1.3 荷载 (3)1.4 计算工况和荷载组合 (3)2 计算方法 (4)2.1 参数取值 (4)2.2 计算简图 (6)3 理正计算结果 (6)4 衬砌配筋计算 (9)4.1 计算情况 (9)4.2 偏心受压计算 (10)4.2.1 取值 (10)4.2.2 配筋计算 (11)4.3 受弯计算 (13)4.4 计算结果 (13)5 抗裂验算 (14)5.1 计算公式 (14)5.2 计算情况 (15)5.3 偏心受压计算 (15)5.4 受弯计算 (15)6 斜截面抗剪验算 (16)6.1 计算公式 (16)6.2 计算情况 (16)6.3 偏心受压计算 (17)6.4 受弯计算 (17)7 配筋结果 (17)1 基本资料1.1 等别根据SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》和GB50288—99《灌溉与排水工程设计规范》的规定，该工程属Ⅲ等（中型）工程。

渠系建筑物按5级设计。

渠系建筑物设计洪水重现期为10年（P=10 %）1.2 断面尺寸净断面尺寸2.0m ×2.4m （宽×高），底板、侧墙及顶拱衬砌厚度均为0.3m 。

1.3 荷载按5级建筑物设计，安全级别为Ⅲ级。

结构重要性系数9.00=γ，设计状况系数0.1=持久ψ、95.0=短暂ψ、85.0=偶然ψ，永久荷载分项系数05.1=G γ（0.95），可变荷载分项系数20.1=Q γ，偶然作用分项系数0.1=A γ，结构系数2.1=d γ。

按承载能力极限状态计算时荷载分项系数：衬砌自重作用分项系数1.05（有利）、0.95（不利）围岩压力作用分项系数1.0 外水压力作用分项系数1.0 灌浆压力作用分项系数1.31.4 计算工况和荷载组合检修期：围岩压力+衬砌自重+外水压力施工期：围岩压力+衬砌自重+外水压力+灌浆压力注：以检修期作为控制工况，施工期灌浆时采取必要的支护措施。

高速隧道钢筋用量计算公式隧道是连接城市和地区的重要交通设施，而隧道的建设离不开钢筋混凝土结构。

隧道钢筋的用量计算是隧道工程设计的重要环节之一，合理的钢筋用量计算可以保证隧道的结构安全和使用寿命。

本文将介绍高速隧道钢筋用量计算公式及其应用。

一、高速隧道钢筋用量计算公式。

高速隧道钢筋用量计算公式主要包括以下几个方面：1. 隧道结构类型和设计要求，隧道的结构类型和设计要求是决定钢筋用量的重要因素。

不同类型的隧道（如软岩隧道、硬岩隧道、软土隧道、硬土隧道等）在设计要求上有所不同，因此其钢筋用量也会有所差异。

2. 隧道的净跨度和开挖断面，隧道的净跨度和开挖断面是决定隧道结构受力情况的重要因素，也是计算钢筋用量的基础。

一般来说，净跨度越大，开挖断面越大，隧道的受力情况越复杂，钢筋用量也会相应增加。

3. 隧道结构受力分析，隧道结构的受力分析是确定钢筋用量的重要依据。

通过对隧道结构的受力情况进行分析，可以确定各个部位的受力大小和方向，从而计算出合理的钢筋用量。

4. 钢筋混凝土设计规范，钢筋混凝土设计规范是指导隧道设计和施工的重要依据，其中包括了钢筋用量计算的相关规定和公式。

根据设计规范中的相关公式和计算方法，可以确定隧道的钢筋用量。

二、高速隧道钢筋用量计算方法。

在实际工程中，高速隧道钢筋用量的计算一般采用以下方法：1. 根据设计要求确定隧道结构类型和受力情况，包括净跨度、开挖断面等参数。

2. 根据设计规范中的相关公式和计算方法，进行隧道结构的受力分析，确定各个部位的受力大小和方向。

3. 根据受力分析的结果，计算出各个部位的钢筋用量，包括纵向钢筋、横向钢筋、箍筋等。

4. 对计算结果进行检查和修正，确保钢筋用量符合设计要求和规范要求。

5. 编制钢筋用量计算报告，提交给相关部门进行审查和批准。

三、高速隧道钢筋用量计算实例。

以某高速隧道工程为例，其结构类型为软岩隧道，净跨度为12m，开挖断面为40m²，设计要求为抗震等级为8度。

配筋（计算规则）率是钢筋混凝土构件中纵向受力（拉或压）钢筋的面积与构件的有效面积之比（轴心受压构件为全截面的面积）。

柱子为轴心受压构件!受拉钢筋配筋率、受压钢筋配筋率分别计算。

计算公式：ρ=A（s）/bh （0）。

此处括号内实为角标,，下同。

式中：A（s）为受拉或受压区纵向钢筋的截面面积； b 为矩形截面的宽度；h（0）为截面的有效高度。

配筋率是反映配筋数量的一个参数。

最小配筋率是指，当梁的配筋率ρ很小，梁拉区开裂后，钢筋应力趋近于屈服强度，这时的配筋率称为最小配筋率ρ（min ）。

最小配筋率是根据构件截面的极限抗弯承载力M （u）与使混凝土构件受拉区正好开裂的弯矩M（cr）相等的原则确定。

最小配筋率取0.2%和0.45f（t）/f（y）二者中的较大值！最大配筋率ρ （max ）=ξ（b）f（c）/f（y）,结构设计的时候要满足最大配筋率的要求，当构件配筋超过最大配筋率时塑性变小，不利于抗震。

配筋率是影响构件受力特征的一个参数，控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态，不发生超筋破坏和少筋破坏，配筋率又是反映经济效果的主要指标。

控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏，少筋破坏是脆性破坏，设计时应当避免。

钢筋的截面积与所设计的砼结构面的有效面积的比值，称之为配筋率。

在钢筋砼结构中，钢筋的总截面积与所设计的砼结构面的有效高度与宽度的积的比值，称之为配筋率，根据配筋率的大小，其结构分为超筋、适筋、少筋截面。

钢筋面积/构件截面面积（全面积or 全面积-受压翼缘面积）梁的配筋率是梁的受压和受拉钢筋的总截面积除以梁的有效截面点到砼上面的距离。

合力点：是梁宽乘有效高度，有效高度指梁下部筋为一排筋时用高减35，下部筋为两排筋时减601、“柱外侧纵筋配筋率”为：柱外侧纵筋（包括两根角筋）的截面积，除以整个柱的截面积所得到的比率。

2、屋面框架梁（WKL ）“上部纵筋配筋率”为：梁上部纵筋的总的截面积，除以梁的有效截面积所得到的比率。

圆形引水隧洞结构配筋计算方法对比分析【摘要】在引水隧洞的引水式电站开发中，引水系统的工程投资占工程投资比例较大，其中引水隧洞的投资对工程的整个经济指标起着关键性的制约因素，在围岩类别确定的条件下，如何控制引水隧洞的工程投资取决于一次支护和永久衬砌的工程量，一次支护的支护参数一般按照相关工程的实际施工经验进行支护，永久衬砌的衬砌厚度和配筋量就显得尤为重要，对于圆形有压引水隧洞结构配筋计算方法可采取边值法、公式法、弹性力学法、新型有限元法，计算方法不同，永久衬砌的工程量就不同，如何能够在保证工程安全的前提下，尽量节约工程投资，需要对圆形有压引水隧洞结构配筋计算的几种计算方法进行对比分析，提出适合工程实际情况的计算方法和计算成果。

【关键词】圆形引水隧洞计算方法边值法公式法新型有限元法一、“边值法”与“弹性力学法”“边值法”与“弹性力学法”的计算结果十分相近：“弹性力学法”和“边值法”相同之处是：都假定混凝土衬砌是一个完整的厚壁圆筒，“筒壁”可以承担拉应力。

“弹性力学法”和“边值法”的不同之处是：前者是建立在弹性力学基础上的解析解；后者是建立在结构力学基础上的微分方程组，通过龙格－库塔法逐次渐进地计算出围岩抗力、混凝土衬砌的轴力、弯矩和切力。

因而，它们计算成果之间略有差异。

不管采用“边值法”还是“弹性力学法”，混凝土衬砌内、外侧应力，都大于混凝土拉应力的允许值；内、外侧应变，也都大于混凝土极限拉伸值；衬砌必定开裂。

总之，圆形有压水工隧洞在大多情况下，一般都要开裂。

此外，隧洞的混凝土衬砌，在围岩的强约束下，除了承担均匀内水压力、自重、山岩压力、满洞水重等荷载外，还要承担温度应力、干缩应力、施工冷缝、开挖面不良引起的应力集中和养护不良等等其他因素的影响，所以，以前有“逢洞必裂”一说。

在《水工隧洞设计规范》DL/T 5195-2004的条文说明中（p127页），也有“根据工程实际和大量试验资料表明，按抗裂设计由于混凝土抗拉强度设计值较低，即使衬砌设计的很厚，仍然控制不了裂缝出现”。