地下工程课程设计计算书模板.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。地下工程课程设计计算书姓 名: *班 级: 土木*班 学 号: *指导教师: * 完成日期: 7月15日 目 录第1章 设计任务01第2章 地下结构设计022.1荷载计算022.2 结构内力分析022.2.1结构模型的建立022.2.2添加荷载042.2.3内力分析072.3 结构配筋092.3.1 顶板配筋092.3.2 底板配筋092.3.3 侧墙配筋112.4 结构裂缝验算122.4.1 标准组合下结构内力122.4.2 顶板裂缝验算132.4.3 底板裂缝验算142.4.3 侧墙裂缝验算15致 谢16第1章: 设计任务18kpa5m7m7m基本资料: 地层的密度gs=2.2103kg/m3, 地层内摩角20度, 粘聚力22Kpa, 基床系数25MN/m3, 顶板厚435mm, 侧墙厚435mm, 底板厚435mm, 结构混凝土泊构比n=0.2, 混凝土的密度gc=2.5103kg/m3。计算混凝土弹模E=3.01010N/m2情况下图所示矩形柜架结构内力( 轴力、 弯矩、 剪力) , 以表和图的形式给出单元计算结果。地面考虑18kpa的行人荷载。计算结构的配筋量, 并进行裂缝检算, 结构纵向按1m考虑。结构顶板和底板按纯弯构件配筋, 侧墙按偏心受压构件配筋。恒载的分项系数按1.35, 活荷载的分项系数按1.4取值。第2章: 地下结构设计2.1 荷载计算( 1) 恒荷载结构土层无地下水, 故仅考虑土压力与自重的作用。 顶板土压力顶板土压力为均布荷载, 计算如下: 侧墙土压力侧墙土压力为主动土压力, 主动土压力系数: 顶板处侧向土压力: 底板处侧向土压力: 自重结构的自重在MIDAS软件分析中自重系数Z=1来考虑, 此处不再赘述。( 2) 活荷载结构承受的活荷载为18kPa的均布行人荷载。仅考虑其对顶板的压力作用: 2.2 结构内力分析结构内力分析借助MIDAS软件, 具体步骤如下: 2.2.1 结构模型的建立结构类型应选则为X-Z平面, 单位: kN, m。( 1) 建立节点依据设计资料可知该地下结构为边长7m的正方形, 则依次选择四个节点坐标依次为: ( 0, 0, 0) 、 ( 0, 0, 7) 、 ( 7, 0, 7) 、 ( 7, 0, 0) 。( 如图2-1) ( 2) 建立单元将1-4号节点依次连结形成1-4号单元。( 3) 定义材料和截面特性结构材料按设计资料要求采用C30混凝土。地下结构沿纵向取1m计算, 则定义截面为HB=0.435m1m。( 如图2-1) 图2-1 定义截面( 4) 分割单元将每个单元等间距分割成二十份, 每个子单元长度为0.35m。( 5) 添加边界条件根据工程实际情况, 添加边界条件为面弹性支承, 并定义面弹性支承为只受压( 如图2-2) 。其中需要注意面弹性支承的方向。 图2-2 添加面弹性支承2.2.2 添加荷载 ( 1) 定义荷载工况荷载工况共有3种: 自重、 土压力、 行人荷载。图2-3 静力荷载工况 ( 2) 自重在荷载中选择自重, 并将自重系数Z定义为-1。( 图2-4) 图2-4 自重( 3) 土压力在荷载中选择梁单元荷载( 连续) , 并选择荷载工况名称为土压力。顶板均布压力 图2-5 顶板土压力侧墙土压力: , 图2-6 顶板土压力土压力最终加载情况如图2-7所示: 图2-7 土压力加载情况( 4) 行人荷载同理, 添加行人荷载, 加载结果如图2-8所示: 图2-8 行人荷载加载情况( 5) 定义荷载组合定义基本组合: 1.35恒载+1.4活载, 用于结构的配筋设计; 定义标准组合: 1.0恒载+1.0活载, 用于结构裂缝的检算。图2-9 荷载基本组合图2-10 荷载标准组合2.2.3 内力分析运行软件得到荷载基本组合情况下结构的轴力、 弯矩及建立图分别如下( 标准组合在验算裂缝时给出) : 图2-11 轴力图( 基本组合) 图2-12 弯矩图( 基本组合) 图2-13 剪力图( 基本组合) 2.3 结构配筋2.3.1 顶板配筋顶板截面HB=0.435m1m, 钢筋选用HRB335级筋, , 环境类别定为一类。保护层厚度选用40mm。顶板按照纯弯构件配筋。由MIDAS软件分析可知, 顶板单元, 按正弯矩配置下部纵筋: 选用2218, 配筋率且按负弯矩配置上部纵筋: 上部纵筋与下部纵筋配筋相同, 选用2218, 配筋率验算同上。2.3.2 底板配筋由MIDAS软件分析可知, 底板单元, 。底板按照纯弯构件配筋。按负弯矩配置上部纵筋: 选用1818, 配筋率且按正弯矩配置下部纵筋: 下部纵筋选用 , 配筋率且2.3.3 侧墙配筋由MIDAS软件分析可知, 两侧墙受力情况相同, 只需分析一侧即可, 其中, , 钢筋选用HRB335级筋。保护层厚度选用40mm。侧墙按照偏心受压构件配筋。, 取由 可得, 按大偏心计算。对称配筋, 两侧均选用 , 单侧配筋率: 且截面配筋率: , 满足要求。2.4 结构裂缝验算2.4.1 标准组合下结构内力由MIDAS软件分析可知, 在标准荷载组合下结构的轴力、 弯矩、 剪力分别见图2-14、 图2-15、 图2-16图2-14 轴力图( 标准组合) 图2-15 弯矩图( 标准组合) 图2-15 剪力图( 标准组合) 2.4.2顶板裂缝验算由内力分析可知, 荷载标准组合时顶板, 。最大裂缝宽度计算式为: 其中对于受弯构件, , , 纵向受拉钢筋的等效直径: 由此可得: 最大裂缝宽度: 符合规范要求。2.4.3底板裂缝验算由内力分析可知, 底板单元, 。, 。 ( 1) 验算上部裂缝, , 同上, , , 纵向受拉钢筋的等效直径: 由此可得: 最大裂缝宽度: 符合规范要求。( 2) 验算下部裂缝, , 由此可得: 最大裂缝宽度: 符合规范要求。2.4.4侧墙裂缝验算有内力分析可知, 侧墙单元, 。侧墙按照偏心受压构件检算。其中, , , 。, 其中则由此可得: 最大裂缝宽度: 符合规范要求。