隧道工程第6章隧道结构计算

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1、第6章隧道结构计算6.1概述6.1.1引言6.1.2隧道结构体系的计算模型6.2隧道衬砌上的荷载类型及其组合图6.1.1图6.1.26.3半衬砌的计算6.3.1计算图式、基本结构及正则方程6.3.2单位变位及荷载变位的计算图6.3.1半衬砌图6.3.2半衬砌基本结构及约束6.3.3拱脚位移计算(1)单位力矩作用时(2)单位水平力作用时图6.3.3图6.3.4图6.3.5(3)外荷载作用时(4)拱脚位移6.3.4拱圈截面内力图6.3.7图6.3.86.4曲墙式衬砌计算6.4.1计算图式6.4.2主动荷载作用下的力法方程和

2、衬砌内力图6.4.1按结构变形特征的抗力图形分布图6.4.2图6.4.3图6.4.46.4.3最大抗力值的计算图6.4.5图6.4.66.4.4在单位抗力作用下的内力6.4.5衬砌最终内力计算及校核计算结果的正确性6.5直墙式衬砌计算6.5.1计算原理6.5.2边墙的计算(1)边墙为短梁(1＜αh＜2.75)图6.5.1图6.5.2图6.5.3(2)墙边为长梁(αh≥2.75)(3)边墙为刚性梁(αh≤1)图6.5.4边墙受力6.6衬砌截面强度验算6.7单元刚度矩阵6.7.1衬砌单元刚度矩阵图6.7.1曲墙式衬砌计算的

3、基本结构图式图6.7.2图6.7.3刚度矩阵[]有两个重要性质：①刚度矩阵[]是一个对称矩阵，这是因为在刚度矩阵[]中位于斜对角线两边处于对称位置的两个元素是相等的。②刚度矩阵[]是奇异矩阵，显然，在[]中若将第4行的元素与第1行的元素相加，则等于零，因此，根据行列式的性质可知，与矩阵[]相应的行列式等于零，故刚度矩阵[]是奇异的。图6.7.4坐标变换6.7.2链杆单元刚度矩阵6.7.3墙底弹性支座单元刚度矩阵图6.7.5链杆单元图6.7.6弹性支承单元6.7.4刚性单元6.8结构刚度方程6.8.1结构刚度方程的形成6

4、.8.2结构刚度矩阵的特点6.8.3直接刚度法的求解