西南交通大学地下工程课程设计Word下载.doc
- 文档编号:14568710
- 上传时间:2022-10-23
- 格式:DOC
- 页数:17
- 大小:1.93MB
西南交通大学地下工程课程设计Word下载.doc
《西南交通大学地下工程课程设计Word下载.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《西南交通大学地下工程课程设计Word下载.doc(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
5、《混凝土结构设计原理》教材
6、计算软件基本使用教程相关的参考书(推荐用ANSYS)
1.3课程设计方案
1.3.1方案概述
某地铁车站采用明挖法施工,结构为矩形框架结构,结构尺寸参数详见表1-1。
车站埋深3m,地下水位距地面3m,中柱截面的横向(即垂直于车站纵向)尺寸固定为0.8m(如图1-1标注),纵向柱间距8m。
为简化计算,围岩为均一土体,土体参数详见表1-2,采用水土分算。
路面荷载为,钢筋混凝土重度,中板人群与设备荷载分别取、。
荷载组合按表1-3取用,基本组合用于承载能力极限状态设计,标准组合用于正常使用极限状态设计。
纵向(纵梁)计算要求分别计算顶纵梁、中纵梁、底纵梁受力及其配筋。
顶纵梁尺寸:
1000mm×
1800mm(宽×
高);
中纵梁尺寸:
1000mm(宽×
底纵梁尺寸:
2100mm(宽×
高)。
要求用电算软件完成结构内力计算,并根据《混凝土结构设计规范》完成墙、板、梁、柱的配筋。
图1-1地铁车站横断面示意图(单位:
mm)
我是A2B5
表1-1地层物理力学参数
编号
重度
弹性反力系数
内摩擦角
内聚力
A1
17
250
20
——
A2
17.5
21
A3
18
300
22
A4
18.5
23
A5
19
350
24
A6
19.5
25
A7
400
26
A8
20.5
27
注:
饱和重度统一取“表中重度+3”。
表1-2结构尺寸参数(单位:
m)
跨度L
顶板厚h1
中板厚h2
底板厚h3
墙厚T
中柱
B1
6.5
0.6
0.4
0.8×
0.8
B2
0.65
B3
0.7
B4
0.75
B5
B6
7
B7
B8
B9
B10
0.85
B11
7.5
B12
B13
B14
B15
0.9
B16
8
0.5
B17
B18
B19
B20
0.95
B21
B22
B23
B24
B25
B26
B27
B28
B29
B30
(表1-1~表1-2进行组合,可得到8*30=240道题目)
表1-3荷载组合表
组合工况
永久荷载
可变荷载
基本组合
1.35(1.0)
1.4×
标准组合
1.0
注:
括号中数值为荷载有利时取值。
1.3.2主要材料
1、混凝土:
墙、板、梁用C30,柱子C40;
弹性模量和泊松比查规范。
2、钢筋根据《混凝土结构设计规范》选用。
1.4课程设计基本流程
1、根据提供的尺寸,确定平面计算简图(重点说明中柱如何简化);
2、荷载计算。
包括垂直荷载和侧向荷载,采用水土分算;
不考虑人防荷载和地震荷载。
侧向荷载统一用朗金静止土压力公式。
荷载组合本次课程设计只考虑基本组合和标准组合两种工况。
3、有限元建模、施加约束、施加荷载、运行计算以及计算结果的提取。
注意土层约束简化为弹簧,满足温克尔假定,且只能受压不能受拉,即弹簧轴力为正时,应撤掉该“弹性链杆”重新计算。
另要求计算结果必须包括结构变形、弯矩、轴力、剪力。
4、根据上述计算结果进行结构配筋。
先根据基本组合的计算结果进行承载能力极限状态的配筋,然后根据此配筋结果检算正常使用极限状态(内力采用标准组合计算结果)的裂缝宽度是否通过?
若通过,则完成配筋;
若不通过,则调整配筋量,直至检算通过。
5、完成计算说明书。
第二章平面结构计算简图及荷载计算
本设计中有:
中柱简化成为一面墙,即0.8×
0.8=8×
b,得b=0.08m
侧向压力系数λ=tan2(45°
-φ/2)=tan2(45°
-21÷
2)=0.472
车站高度h=4.55+6.91+0.80+0.40+0.8=13.46m
1.垂直荷载计算
(1)顶板直荷载由路面活载和垂直土压力构成。
路面均布荷载q1=20×
1.1=22KPa垂直土压力q2=γh=17.5×
3=52.5KPa不需要考虑人防荷载。
顶板垂直荷载
承载能力极限状态
正常使用极限状态
(2)中板荷载由人群荷载和设备荷载组成。
承载能力极限状态
正常使用极限状态q中板2=1.0×
(4+8)=12KPa
2.侧向荷载计算。
采用水土分算γ浮=γ饱和-γW=(17.5+3)-10=10.5KN/m3
侧墙顶板处侧土压力e1=(q1+q2)×
λ=(22+52.5)×
0.472=35.164KPa水压力为0
侧墙底板处侧土压力e2=e1+γ浮×
H×
λ=35.164+10.5×
0.472×
(6.91+4.55+0.8+0.8+0.4)=101.871KPa
侧墙底板处水压力e3=γW×
HW=10×
13.46=134.6KPa将荷载乘以分项系数得到承载能力极限状态
侧墙顶板处侧向压力:
(35.164+0)×
1.35=47.471KPa
侧墙底板处侧向压力:
(101.871+134.6)×
1.35=319.236KPa
正常使用极限状态侧墙顶板处侧向压力:
1=35.164KPa
1=236.471KPa
水浮力承载能力极限状态q水1=1.35×
10×
(0.8+4.55+0.4+6.91+0.8)=181.71KPa正常使用极限状态q水2=1.0×
(0.8+4.55+0.4+6.91+0.8)=134.6KPa
3.弹簧取值D=KSibD是地层弹性反力系数为250MPa/m
本次结构设计中与弹簧链杆单元对应围岩长度取1m,计算宽度取1m。
弹簧单元的刚度:
D=KSb=250×
1×
1=250MPam
荷载基本组合计算图:
荷载标准组合计算图:
截面荷载分布表(单位:
)
工况
顶板荷载
中板荷载
底板荷载
顶板处侧向压力
底板处侧向压力
水压力
土压力
92.435
14.72
181.71
47.471
137.525
74.5
12
134.6
35.164
101.871
4.纵梁荷载
纵梁计算位置考虑荷载最不利位置,取纵梁两侧相邻顶板半跨荷载之和,即纵梁荷载为两个半跨顶板上部荷载及顶板自重之和。
顶板自重:
中板自重:
底板自重:
顶纵梁承受的荷载:
基本组合:
标准组合:
中纵梁承受的荷载:
底纵梁承受的荷载:
基本组合:
(方向向上)
第三章结构内力计算
使用ANSYS计算主体结构(荷载基本组合)横断面的内力及纵断面的内力
轴力图(单位:
N)
剪力图(单位:
弯矩图(单位:
2、车站纵梁计算结果
要进行结构断面配筋,选用的弯矩和轴力是考虑最不利位置处。
构件
弯矩(KN/m)
轴力(KN)
剪力(KN)
尺寸
b*h(mm*mm)
顶板上缘
471.78
313.20
437.07
1000*800
顶板下缘
325.33
中板上缘
239.49
1142.4
122.17
1000*400
中板下缘
75.517
11
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 西南交通大学 地下工程 课程设计