地下结构课程设计

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1、地下工程裸程筱针——山岭淞道猶构殺计吊姓名：何卫学号：08231158班级：土木0806班单位：北京交通大学土建学院时间：2011年6月门日地下结构课程设计——山岭隧道结构设计基本资料：某山岭双线隧道的拱顶埋深为80m,隧道围岩级别为III级，圉岩重度为28kN/m3,围岩的内摩擦角（p=48°,似摩擦角（p*=72%围岩侧压力系数収为0.25。釆用新奥法中的台阶法开挖。设计过程：1、根据给沱的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋已知隧道拱顶埋深为80m,根据老师所给的参考图例隧道的尺寸如下图所示：1:50结构尺寸图围岩的级

2、别为三级，洞室宽B=6.81m,^h=9.18mo根据《铁路隧道设计规范》（TB10003・2005）推荐的方法计算天然拱的高度：h二0.45X2S_1X[1+i（B・5）]=0.45X22X[1+0.2X（6.81-5）]=2.45m.其中i为B每增减1米吋的围岩压力增减率，本处取i=0.2,S为围岩的级别此处取S=3.判断深浅埋：天然拱高度h=2.45m,天然拱有效影响高度系数a=2.5.故埋深H=80m$ah*=2.5*2.45=6.13m.此山岭隧道为深埋隧道。2、计算作用在结构上的荷载1）拱顶的竖向均布荷载：

3、取梁单元宽度为单位1宽，则q=YXh*=28X2.45=68.6KN/m2）水平均布荷载拱顶：Cj=nq=0.25X68.6=17」5KN/m拱底：e2=H[Y（h+h*）]=0.25X[28X（9」8+2.45）]=72.69KN/m3）使用阶段列车均布荷载p=20KN/m3、进行荷载组合，只按照基本组合构件计算根据1.35X永久荷载+1.3X可变荷载的组合方式进行组合：基本组合激活相加结构自重（1.350）+拱顶竖向荷载（1.350）+水平荷载（1.350）+列车荷载（1.300）具体组合荷载可有MIDAS软件自身

4、来组合。4、绘出结构荷载图结构内力图详见下图拱顶竖向均布荷载拱底竖向列午均布荷载隧道拱墙水平荷载图5、利用Midas程序计算结构内力，绘出结构内力图在Midas中将模型建立起来，本算例是将老师给的Autocad图形中的隧道的尺寸图转化为DXF格式，然后将其导入至UMidas中。定义节点和单元，根据老师的要求，每隔一米定义一个节点，本隧道定义59个节点，共计59个梁单元。定义材料为C25混凝土，梁截面尺寸为620mmX1000mm.定义弹性支柱，在除去顶拱所在的圆弧内，在每个节点处定义一个弹性支座，根据要求所给的弹性抗力

5、系数K=300000KN/m.将各项荷载施加在结构上，施加方式按连续梁单元荷载施加，再进行内力的组合，见上述。全部定义完成Z后，对结构进行有限元计算，按照要求绘出结构的各项内力图。MLUAb/CivilPOST-PROCESSORBEAMDIAGRAM4.66424e+0083.76834e+0082.87245皀+0081.97655e+0081.08066e+0080.00000e+000•7.11130e+007-1.60702e+008•2.50292e+008-3.3988le+0085.56013e+008

6、-4.29471e+008CB:基本组合MAX:52MIN:14文件：何卫单住：Nm日删06/23/2011表示■方旬X:1.0002Y;0.000Z:0.000弯矩图MiUAb/UVIlPOSTPROCESSORBEAMDIAGRAM蛹力—r-4.50732e+005J--4.67832e+005■--4.84933e-K)05■•-5.02034e+005■--5.19135e+€l05II--5.36235e+005［卜5.53336e+005■••5.70437e+005H--5.87538e+005■七・04

7、638e+005■••6.2173%+005——.38840e+005CB:基本组合MAX:55MIN:8文件：何卫单位：N日期：06/23/2011表示■方旬X:1.000Y:0.000Z:0.000Z轴力图POST-PROCESSOR-iBEAMDIAGRAM茎力-z452749e+0053.65977e-H)052.79205e+0051.92432e-H)051.05660e+005O.OOOOOe-HDOO-6.78850e-K)04•1.54657e+005-2.41430e+005-3.28202e+00

8、5-4.14975e+005-5.01747e+005CB:芟丰组会MAX:8MIN:52何卫N06/23/2011表示•方甸X:1.000Y:0.000Z:0,000剪力图从上图中可以看出顶拱的最大负弯矩为307KN/m,边墙上的最大弯矩值为429KN/m,边墙与底面的交接处弯矩最大值为502KN/m。6、总结本次课程设计重在培