地下工程论文-(地下矩形框架结构)

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1、资料地下工程课程设计地铁车站主体结构设计（地下矩形框架结构）学院名称：土木工程学院班级：土木2012-7班学生姓名：陈铁卫学生学号：20120249指导教师：孙克国.资料目录第一章课程设计任务概述11.1课程设计目的11.2设计规范及参考书11.3课程设计方案11.3.1方案概述11.3.2主要材料31.4课程设计基本流程4第二章平面结构计算简图及荷载计算5第三章结构内力计算6第四章结构（墙、板、柱）配筋计算7.资料第一章课程设计任务概述1.1课程设计目的初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算

2、简图、主动荷载及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。1.2设计规范及参考书1、《地铁设计规范》2、《建筑结构荷载规范》3、《混凝土结构设计规范》4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社）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1-2。车站埋深3m

3、，地下水位距地面3m，中柱截面横向尺寸固定为0.8m（如图1-1横断面方向），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1-1，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。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、柱的配筋。.资料图1-1地铁车站横断面示意图（单位：mm）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A11725020——A217.525021——A31830022——A418.530023

4、——A51935024——A619.535025——A72040026——A820.540027——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）编号跨度L顶板厚h1中板厚h2底板厚h3墙厚T中柱B180.70.40.80.60.8×0.8B280.750.40.80.60.8×0.8B380.80.40.80.60.8×0.8B480.850.40.90.60.8×0.8.资料B58.50.80.40.90.60.8×0.8B68.50.80.450.90.60.8×0.8B78.50.80.50.90.60.8×0.8B87.50.70.40.80.60

5、.8×0.8B97.50.750.40.80.60.8×0.8B107.50.80.40.80.60.8×0.8（表1-1~表1-2进行组合，每个人的具体工况请见EXCEL表格）表1-3荷载组合表组合工况永久荷载系数可变荷载系数基本组合1.35（1.2）1.4×0.7（1.4）标准组合1.01.0注：括号中数值为可变荷载控制时的取值；当永久荷载对结构有利时，基本组合永久荷载系数取1.0。1.3.2主要材料1、混凝土：墙、板用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

6、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、.资料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的裂缝宽度（内力采用标准组合计算结果）是否通过？若通过，则完成配筋；若

7、不通过，则调整配筋量，直至检算通过。5、完成计算说明书，并绘制墙、板、柱的配筋图。.资料第二章平面结构计算简图及荷载计算2.1平面结构计算简图2.1.1中柱简化由于中柱在纵向上的不连续性，按照抗压刚度等效的原则，将中柱按照刚度等效的方法换算为等效墙来进行计算，然后以等效的墙来代替柱进行内力计算，所求得的“墙”内力即为柱的内力并以此来进行配筋及强度验算。由，即，得。2.1.2计算简图计算简图取中心线，如图2-1所示。图2-1平面结构计算图（单位：）2.2荷载计算1、垂直荷载（1）顶