西南交通大学地下工程课程设计文档格式.doc
- 文档编号:6984677
- 上传时间:2023-05-07
- 格式:DOC
- 页数:17
- 大小:1.93MB
西南交通大学地下工程课程设计文档格式.doc
《西南交通大学地下工程课程设计文档格式.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文档格式.doc(17页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
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
底板上缘
303.04
1061.3
775.88
底板下缘
1219.3
侧墙迎土面
810.47
753.02
1000*600
侧墙背土面
697.76
7755.92
800*800
顶纵梁上缘
1096.6
844.74
顶纵梁下缘
847.0
中纵梁上缘
349.77
272.21
中纵梁下缘
219.01
底纵梁上缘
520.82
492.08
底纵梁下缘
610.39
第四章结构(墙、板、柱)配筋计算
C30混凝土:
,
1、车站顶板上缘的配筋计算
截面尺寸1000*800,。
计算长度7m.,
弯矩设计值,轴力设计值,混凝土等级C30,,,采用HRB400纵向钢筋(,),箍筋为HRB335
(1)求偏心矩
附加偏心距:
初始偏心距:
(2)求偏心距增大系数:
>
所以偏心距增大系数η应该修正计算。
偏心受压性质对截面曲率的修正系数:
1.0所以
<
15所以长细比对截面曲率影响的系数
偏心距增大系数:
(3)判断大小偏心
计算偏心距,>
。
所以为大偏心受压构件。
(4)求受压区钢筋面积
取受压区钢筋面积
取
选用620()
(5)求受拉钢筋面积
受压区高度:
所以<
则受拉区钢筋面积:
取AS=1600mm2所以选用受拉钢筋620()
非超筋
0.002非少筋
(6)配置箍筋
①验算截面限制条件
因为<
4,属于一般梁,
(截面尺寸符合要求)
②检查是否需按计算配置箍筋
,λ小于1.5时,取1.5;
λ大于3时,取3
N故N=313.20KN
≤
不需要按计算配置箍筋
选用双肢B6@300
(7)裂缝宽度验算
需要验算裂缝宽度
14
所以使用阶段的轴向压力偏心距增大系数
轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离:
纵向受拉钢筋合力点至截面受压合力点的距离:
按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率:
按荷载效应的标准组合计算的轴向力:
?
钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力:
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数:
最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离:
受拉区纵向钢筋的等效直径:
最大裂缝宽度:
小于0.2mm,满足裂缝宽度要求。
地铁结构其他截面位置配筋过程同顶板上缘类似,均选取混凝土等级C30,,,采用HRB400钢筋(,)。
底板上缘>
V=775.88KN截面尺寸满足要求,<
V=775.88KN,
需要配置箍筋.选择双肢12@200,,满足要求。
表标准截面配筋计算
1000×
800
600
弯矩设计值(KN*m)
轴力设计值(KN)
偏心距(mm)
1506.32
1038.73
209.64
66.11
285.54
1148.87
1504.44
860.93
偏心距增大系数
1.027
1.039
1.333
1.889
1.132
1.035
1.037
1.061
判断大小偏心受压
大偏心
2、中柱的配筋计算
中柱尺寸800×
800,轴力设计值N=7755.92KN(轴力最大处是中板和底板之间),混凝土等级C40,,采用HRB400钢筋(,)
- 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