完整版地下建筑结构课程设计计算书.docx
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完整版地下建筑结构课程设计计算书
完整版
地下建筑结构
课程设计
计
算
书
1
一、设计题目
（1）设计任务
1、将某浅埋地下通道结构进行结构设计
2、确定结构构件的截面尺寸。
3、确定结构的计算简图。
4、各构件的荷载、内力及配筋计算。
5、手绘和计算机绘制结构配筋图。
（2）基本资料
某浅埋地下通道结构尺寸示意下所示。
2
1、埋置深度：
9.8m。
2、地下水位：
自然地面以下7m。
3、土层①：
粉质粘土，重度、内摩擦角、粘聚力分别为r1=18kN/m，
c=10kN/m
，φ=15°。
土层②：
粘土，重度=17kN/m
，c=25kN/m
，φ=15°
土层3：
粘土，天然重度=17.5kN/m
饱和重度=19.5kN/m
，c
=27kN/m
，，φ=17°
4
、土层厚度以埋置深度为界。
5
、水土压力分项系数：
1.2。
3
6、地面超载荷载分项系数：
地面活载荷载分项系数为1.4。
地面恒
载荷载分项系数为1.2.
7、混凝土强度等级为C30；重度为25kN/m；弹性模量为1.410
MPa；泊松比为0.167。
8、钢筋等级为HPB335。
9、地基变形模量为50MPa；泊松比为0.3。
（3）计算假定
1、结构刚度远大于地基土的刚度。
2、不考虑结构侧向位移。
3、计算时忽略加腋的影响。
4、考虑荷载最不利组合。
（4）参考规范
1、《混凝土结构设计规范》——GB50010-2010
2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》——JTG
D62-2004
3、《公路桥涵地基与基础设计规范》——JTGD63-2007
4、《公路桥涵设计通用规范》——JTGD60-2004
5、《建筑结构制图标准》——GBT50105—2001
二、荷载计算.
（1）顶板荷载计算
4
1
、覆土压力：
q土
rihi18
3
174（19.5
10）2.8148.6KN/m2
2
、水压力：
q水
rwhw10
2.8
28KN/m2
3
、顶板自重：
q
d250.6
15KN/㎡
4
、地面恒载及活载：
q1.4p11.2p2
1.481.2
416KN/m2
5
、综上所述，q顶
1.2（148.6
2815）16
245.92KN
/㎡
（2）板底荷载计算
q底
q顶
p
（0.6
0.60.4）（4.731.2）0.625/8.4
256.00KN/㎡
245.92
L
（3）地基反力计算
地下通道结构刚度远大于地基土的刚度，故假定地基反力为直线分布。
q反q底1.2d2561.2250.6274.00KN/㎡
（4）侧墙荷载计算
根据朗肯主动土压力计算方法，计算土中侧向土压力。
并且用土水分
算法，计算侧向水压力。
1、侧向土压力
主动土压力
pa
（z
q）ka2cka
其中ka为主动ka
tan
2（45
2
）
土压力系数
5
1.土的侧向压力
顶板处土的侧向压力
底板处土的侧向压力
e=
2、侧向水压力
顶板处水压力
ewwh0.7102.819.6KN/m2
底板处水压力
e
w
h0.7107.5352.71KN/m2
w
综上所述,顶板侧压力为：
q侧1.2（eew）1.279.4595.34KN/m2
底板侧压力为
q侧
1.2（ee）1.2148.69178.43KN/m2
w
三、内力计算
（1）弯矩分配法计算内力
1、计算简图
地下通道纵向较长，横向较短，结构所受荷载沿纵向的大小近于不变，
6
故在不考虑结构纵向不均匀变形的情况下，将此结构按照平面应变问
题处理。
沿纵向取单位长度（1m）的截条，当做闭合框架计算，忽略加腋的
影响。
忽略中隔墙面积稍小于其他墙体，将杆件简化为等截面杆。
同时，由
于中隔墙刚度相对较小，侧向力并不十分大，认为中隔墙与上下板的
连接方式为铰接，即只能承受轴力的二力杆。
计算跨度取中轴线中心至中心距离。
得，侧墙计算跨度4.18m，顶板与地板计算跨度为3.875m。
在弯矩分配时，不考虑线位移的影响，所以除中隔墙之外所有构件EA认为无穷大，
EI
1.4
1010
1
0.63
1194104KN*m2。
对中隔墙,EI认为是0，
12
EA
1.4
1010
0.6
1
7700000KN
由荷载计算可见，顶板荷载和地基反力并不平衡，但由于侧壁摩阻力
存在，使其保持平衡。
所以在侧壁下设置活动绞支座。
运用结构力学求解器，其代码如下；
结点,1,0,0
结点,2,4.2,0
结点,3,8.4,0
结点,4,8.4,4.73
结点,5,4.2,4.73
结点,6,0,4.73
7
单元,1,2,1,1,1,1,1,1
单元,2,3,1,1,1,1,1,1
单元,3,4,1,1,1,1,1,1
单元,4,5,1,1,1,1,1,1
单元,5,6,1,1,1,1,1,1
单元,6,1,1,1,1,1,1,1
单元,5,2,1,1,0,1,1,0
结点支承,1,1,0,0
结点支承,2,1,0,0
结点支承,3,3,0,0,0
单元荷载,1,-3,274.00,0,1,90
单元荷载,2,-3,274.00,0,1,90
单元荷载,4,3,245.92,0,1,270
单元荷载,5,3,245.92,0,1,270
单元荷载,3,5,148.69,79.45,0,1,270
单元荷载,6,5,79.45,148.69,0,1,270
单元材料性质,1,6,-1,194104,0,0,-1
单元材料性质,7,7,7700000,1,0,0,-1
计算简图如下
内力计算
杆端内力值（乘子=1）
8
--------------------------------------------------------------------
---------------------------
杆端1
杆端2
----------------------------------------
------------------------------------------
单元码
轴力
剪力
弯矩
轴
力
剪力
弯矩
--------------------------------------------------------------------
---------------------------
1
-299.056641
-530.220056
276.276158
-299.056641
620.579943
466.031920
2
-299.056641
-620.579943
466.031920
-299.056641
530.220056
276.276158
3
-487.894625
-299.056641
276.276158
-487.894625
240.494458
266.868229
4
-240.494458
-487.894625
266.868229
-240.494458
544.969374
386.725200
5
-240.494458
-544.969374
386.725200
-240.494458
487.894625
266.868229
6
-487.894625
-240.494458
266.868229
-487.894625
299.056641
276.276158
9
7-1089.938740.000000000.00000000
-1089.938740.000000000.00000000
内力计算
弯矩图
10
剪力图
11
轴力图
12
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