综合管廊结构设计要点课件.ppt
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- 综合 结构设计 要点 课件
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1、中国市政工程西南设计研究总院有限公司中国市政工程西南设计研究总院有限公司让 世 界 更 畅 通综合管廊结构设计要点中交综合管廊典型图集结构设计中交综合管廊典型图集结构设计引言地下管道地下管道电力隧道电力隧道给排水埋地矩形管道给排水埋地矩形管道综合管廊综合管廊引言建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施即综合管廊。建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施即综合管廊。其结构形式类似于电力隧道或厂区内矩形管廊。其结构形式类似于电力隧道或厂区内矩形管廊。引言传统地下矩形管道与综合管廊的不同点:传统地下矩形管道与综合管廊的不同点:1、设计标准定位不同、设计标准定位
2、不同综合管廊设计使用年限为综合管廊设计使用年限为100年,结构安全等级一级。年,结构安全等级一级。2、功能构造不同、功能构造不同综合管廊往往具有多个舱室,同时根据功能需要还有许多形式各异的节点综合管廊往往具有多个舱室,同时根据功能需要还有许多形式各异的节点如通风口、吊装口、出线口、交叉口、人员出入口等。如通风口、吊装口、出线口、交叉口、人员出入口等。3、包含专业不同、包含专业不同不同于电力隧道或净水厂或污水厂厂区内管廊,综合管廊根据其纳入管线不同于电力隧道或净水厂或污水厂厂区内管廊,综合管廊根据其纳入管线,给排水、强弱电、燃气热力、通讯、建筑及结构等诸多专业都参与其中相互配合。,给排水、强弱电
3、、燃气热力、通讯、建筑及结构等诸多专业都参与其中相互配合。#引言尽管有着以上的不同,但它们的结构形式仍是相近的,其在结构计算上有相互参考的价值。尽管有着以上的不同,但它们的结构形式仍是相近的,其在结构计算上有相互参考的价值。针对电力隧道及厂区内管廊有专门的结构设计规范:针对电力隧道及厂区内管廊有专门的结构设计规范:电力电缆隧道设计规程电力电缆隧道设计规程(DLT 5484-2013)给水排水工程埋地矩形管管道结构设计规程给水排水工程埋地矩形管管道结构设计规程(CECS145-2002)而针对综合管廊的规范而针对综合管廊的规范城市综合管廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范(GB50838-20
4、15)中仅第)中仅第8章对综合管廊章对综合管廊结构设计做的简要规定。结构设计做的简要规定。可与前两本规范进行结构计算方法的统一,比如计算简图的确定:可与前两本规范进行结构计算方法的统一,比如计算简图的确定:净宽不大于净宽不大于 3.0m 时,时,地基反力可按均匀分布计算;地基反力可按均匀分布计算;当净宽大于当净宽大于 3.0m 时,视为弹性地基上的闭合框架或排架计算。时,视为弹性地基上的闭合框架或排架计算。Contents目 录.二、综合管廊结构计算四、综合管廊地基处理三、综合管廊防水设计五、综合管廊沉降指标及控制技术一、综合管廊结构设计标准一、综合管廊结构设计标准1、结构设计规范依据、结构设
5、计规范依据综合管廊结构分综合管廊结构分析析城市综合管廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范给水排水埋地矩形管道结构设计规程给水排水埋地矩形管道结构设计规程结构方案的确定结构方案的确定综合管廊截面设综合管廊截面设计计混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范给水排水工程构筑物结构设计规范给水排水工程构筑物结构设计规范配筋及构造要求配筋及构造要求综合管廊抗震验综合管廊抗震验算算建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范城市轨道交通结构抗震设计规范城市轨道交通结构抗震设计规范地震效应、抗震措地震效应、抗震措施施综合管廊其他规综合管廊其他规范
6、范建筑结构可靠度设计统一规范建筑结构可靠度设计统一规范混凝土结构耐久性设计规范混凝土结构耐久性设计规范地下工程防水技术规范地下工程防水技术规范建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范 。设计标准设计标准耐久性设计耐久性设计防水设计防水设计荷载取值荷载取值地基处理地基处理。一、综合管廊结构设计标准2、耐久性设计、耐久性设计城市综合管廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范中中8.1.3强条规定:综合管廊工程的结构设计使用年限应为强条规定:综合管廊工程的结构设计使用年限应为100年年。针对针对100年设计使用年限的要求,不同规范耐久性设计规定不同,体现在年设计使用年限
7、的要求,不同规范耐久性设计规定不同,体现在混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范及及混凝土结构耐久性设计规范混凝土结构耐久性设计规范要求更严,要求更严,城市综合管廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范要求较为宽松要求较为宽松。城市综合管廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范一、综合管廊结构设计标准混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范一、综合管廊结构设计标准混凝土结构耐久性设计规范混凝土结构耐久性设计规范一、综合管廊结构设计标准3、安全等级、安全等级城市综合管廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范中中8.1.6条规定:综合管廊的结构安全等级应为一级,结构中各类条规定:综合管廊的结构安全等级应为一级
8、,结构中各类构件的安全等级宜与整个结构的安全等级相同。构件的安全等级宜与整个结构的安全等级相同。混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范一、综合管廊结构设计标准4、抗震设防分类、抗震设防分类城市综合管廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范中中8.1.5条规定:综合管廊工程应按乙类建筑物进行抗震设计,并条规定:综合管廊工程应按乙类建筑物进行抗震设计,并应满足国家现行标准的有关规定。应满足国家现行标准的有关规定。综合管廊的抗震等级建议按照综合管廊的抗震等级建议按照建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范14.1.4条中乙类确定。条中乙类确定。一、综合管廊结构设计标准5、裂缝控制
9、、裂缝控制城市综合管廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范中中8.1.7条规定:综合管廊结构构件的裂缝控制等级应为三级,结条规定:综合管廊结构构件的裂缝控制等级应为三级,结构构件的最大裂缝宽度应小于或等于构构件的最大裂缝宽度应小于或等于0.2mm,且不得贯通。,且不得贯通。以及在以及在8.1.8条条规定规定:防水等级应为二级。防水等级应为二级。应注意综合管廊的裂缝控制标准高于一般水池结构,水厂构筑物最大控制裂缝宽度为应注意综合管廊的裂缝控制标准高于一般水池结构,水厂构筑物最大控制裂缝宽度为0.25mm,污水厂构筑物最大控制裂缝宽度为污水厂构筑物最大控制裂缝宽度为0.2mm;均不得贯通。;均不得
10、贯通。一、综合管廊结构设计标准6、防水等级、防水等级城市综合管廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范中中8.1.8条规定:综合管廊防水等级标准应为二级,并应满足结构条规定:综合管廊防水等级标准应为二级,并应满足结构的安全、耐久性和使用要求。的安全、耐久性和使用要求。地下工程防水技术规范地下工程防水技术规范一、综合管廊结构设计标准地下工程防水技术规范地下工程防水技术规范一、综合管廊结构设计标准给水排水构筑物工程施工及验收规范给水排水构筑物工程施工及验收规范给水排水工程构筑物结构设计规范给水排水工程构筑物结构设计规范一、综合管廊结构设计标准7、抗浮稳定性验算、抗浮稳定性验算城市综合管廊工程技术规范
11、城市综合管廊工程技术规范中中8.1.9条规定:对埋设在历史最高水位以下的综合管廊,应根据条规定:对埋设在历史最高水位以下的综合管廊,应根据设计条件计算结构的抗浮稳定。计算时不应计入综合管廊内管线和设备的自重,其他各项作用应设计条件计算结构的抗浮稳定。计算时不应计入综合管廊内管线和设备的自重,其他各项作用应取标准值,并应满足抗浮稳定性抗力系数不低于取标准值,并应满足抗浮稳定性抗力系数不低于1.05。尤其需要注意内部大空间、浅覆土节点如人员出入口、吊装口等的抗浮稳定性问题。尤其需要注意内部大空间、浅覆土节点如人员出入口、吊装口等的抗浮稳定性问题。二、综合管廊结构计算1、设计范围、设计范围城市综合管
12、廊工程技术规范城市综合管廊工程技术规范中中3.0.9条规定:综合管廊工程设计应包含总体设计、结构设计、条规定:综合管廊工程设计应包含总体设计、结构设计、附属设施设计等,纳入综合管廊的管线应进行专项管线设计。附属设施设计等,纳入综合管廊的管线应进行专项管线设计。因此综合管廊设计时首先需要明确设计范围是否包含管线的设计,如包含应充分注意以下两个问因此综合管廊设计时首先需要明确设计范围是否包含管线的设计,如包含应充分注意以下两个问题:题:1)应充分重视热力管线入廊的条件,尤其针对热力管道的方形补偿、)应充分重视热力管线入廊的条件,尤其针对热力管道的方形补偿、Z型补偿对结构布置的型补偿对结构布置的影响
13、以及热力管道主固定墩的较大的推力影响,同时对于固定墩所在位置的管廊节段,应采取加影响以及热力管道主固定墩的较大的推力影响,同时对于固定墩所在位置的管廊节段,应采取加强抗滑移措施。强抗滑移措施。2)重视管道支吊架的设计,须按照)重视管道支吊架的设计,须按照GB50981-2014建筑机电工程抗震设计规范建筑机电工程抗震设计规范第第3、8章章补充管道支吊架的抗震设计。考虑目前管廊的设计标准提高,推荐考虑使用专业厂家成品的支吊补充管道支吊架的抗震设计。考虑目前管廊的设计标准提高,推荐考虑使用专业厂家成品的支吊架。架。二、综合管廊结构计算二、综合管廊结构计算2、结构计算、结构计算城市综合管廊工程技术规
14、范城市综合管廊工程技术规范中中8.4.1条规定:现浇混凝土综合管廊结构的截面内力计算模型宜条规定:现浇混凝土综合管廊结构的截面内力计算模型宜采用闭合框架模型。作用于结构底板的基底反力分布应根据地基条件确定,并应符合下列规定:采用闭合框架模型。作用于结构底板的基底反力分布应根据地基条件确定,并应符合下列规定:1)底层较为坚硬或经加固处理的地基,基底反力可视为直线分布;)底层较为坚硬或经加固处理的地基,基底反力可视为直线分布;2)未经处理的软弱地基,基底反力应按弹性地基上的平面变形截面条计算确定。)未经处理的软弱地基,基底反力应按弹性地基上的平面变形截面条计算确定。理解:按照理解:按照1)条进行设
15、计可行,但对于)条进行设计可行,但对于2)条中未经处理的软弱地基,即使地基承载力勉强满足)条中未经处理的软弱地基,即使地基承载力勉强满足,其变形控制验算仍难以通过。,其变形控制验算仍难以通过。二、综合管廊结构计算标准截面的闭合框架模型计算标准截面的闭合框架模型计算二、综合管廊结构计算此方法简单明了,利于进行快速计算,但是设计者往往忽略节点的弯矩平衡对构件厚度及实配钢此方法简单明了,利于进行快速计算,但是设计者往往忽略节点的弯矩平衡对构件厚度及实配钢筋的要求。筋的要求。二、综合管廊结构计算此方法简单明了,利于进行快速计算,但是设计往往忽略节点的弯矩平衡对构件厚度及实配钢筋此方法简单明了,利于进行
16、快速计算,但是设计往往忽略节点的弯矩平衡对构件厚度及实配钢筋的要求。的要求。二、综合管廊结构计算另外针对一些集约化孔口布置的地段,其计算模型需要注意按实际进行调整。另外针对一些集约化孔口布置的地段,其计算模型需要注意按实际进行调整。适宜适宜的做法:的做法:二、综合管廊结构计算另外针对一些集约化孔口布置的地段,其计算模型需要注意按实际进行调整。另外针对一些集约化孔口布置的地段,其计算模型需要注意按实际进行调整。欠妥欠妥的做法:的做法:二、综合管廊结构计算3、抗震计算、抗震计算目前针对综合管廊工程的抗震计算方法规范中未予以明确,现根据依据规范的不同有两种主流抗目前针对综合管廊工程的抗震计算方法规范
17、中未予以明确,现根据依据规范的不同有两种主流抗震计算方法:震计算方法:1)室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范(GB50032-2003)及)及构筑物抗震设计规构筑物抗震设计规范范(GB50191-93)中采用的惯性静力计算方法。)中采用的惯性静力计算方法。此计算方法不用考虑结构与周围土体的实际受力状态,将地震力直接转换为惯性静力,采用静力此计算方法不用考虑结构与周围土体的实际受力状态,将地震力直接转换为惯性静力,采用静力方法进行地震作用的计算。方法进行地震作用的计算。上述规范抗震计算包括了用于标准横断面的横向抗震验算,以及管廊在纵向地震作用下的变位或上
18、述规范抗震计算包括了用于标准横断面的横向抗震验算,以及管廊在纵向地震作用下的变位或变形的计算。变形的计算。#二、综合管廊结构计算2)建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范(GB50011-2010)()(2016年版)和年版)和城市轨道交通结构抗震设计规范城市轨道交通结构抗震设计规范(GB50909-2012)第)第14章提及的的反应位移法。章提及的的反应位移法。此计算方法能较为准确的反应结构与周围土体的实际受力状态,在计算模型中引入地基弹簧来反此计算方法能较为准确的反应结构与周围土体的实际受力状态,在计算模型中引入地基弹簧来反映结构周围土层对结构的约束作用,同时可以定量表示两者间的相互影响。映结构
19、周围土层对结构的约束作用,同时可以定量表示两者间的相互影响。反应位移法特别适用于周围地层分布均匀、规则且具有对称轴的纵向较长的地下建筑,与综合管反应位移法特别适用于周围地层分布均匀、规则且具有对称轴的纵向较长的地下建筑,与综合管廊的特点相符。廊的特点相符。以以城市轨道交通结构抗震设计规范城市轨道交通结构抗震设计规范6.6节规定反应位移法为例:节规定反应位移法为例:从从4个方面考虑地震的作用:土体约束、土层位移、土层剪力及结构惯性力。个方面考虑地震的作用:土体约束、土层位移、土层剪力及结构惯性力。二、综合管廊结构计算土体约束土体约束地基弹簧刚度可按下式计算:地基弹簧刚度可按下式计算:其中:其中:
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