地下通道设计

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1、~23~地下通道课程设计5/24/2012地地下混凝土课程设计题目：钢筋混凝土地下通道设计学院：土木工程班级：09级（11）班姓名：张逸帆学号：090997指导老师：柳献设计人：张逸帆~23~地下通道课程设计5/24/2012一、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图如下所示。1、埋置深度：3.5m。2、地下水位：自然地面以下1.0m。3

2、、土层①：粉质粘土，重度、内摩擦角、粘聚力分别为γ1=18kN/m3，c1=10kN/m2，φ1=15°。土层②：淤泥质粘土，重度γ2=17kN/m3，计算时考虑内摩擦角和粘聚力分别在一定范围内变化：c2=10~15kN/m2，φ2=8~15°。4、土层厚度以埋置深度为界。5、地面超载：30kN/m2。6、水土压力分项系数：1.2。7、地面超载荷载分项系数：1.2。8、混凝土强度等级为C30；重度为25kN/m3；弹性模量为1.4×104MPa；泊松比为0.167。9、钢筋等级为HPB335。10、地基变形模量为50

3、MPa；泊松比为0.3。设计人：张逸帆~23~地下通道课程设计5/24/2012（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》——GB50010-20102、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》——JTGD62-20043、《公路桥涵地基与基础设计规范》——JTGD63-20074、《公路桥涵设计通用规范》——JTGD60-20045、《建筑结构制图标准》——GBT50105—2001二、荷载计算

4、（1）顶板荷载计算1、覆土压力：q土=γihi=18×1+18-10×2.5=38kN/m22、水压力：q水=γihw=10×2.5=25kN/m23、顶板自重：qG=γd=25×0.6=15kN/m24、底面超载：q=30kN/m2综上所述，q顶=1.2×38+25+15+30=129.6kN/m2（2）板底荷载计算q底=q顶+1.2×PL=129.6+1.2×(2×0.6+0.4)13×5.4×25=149.54kN/m2（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+

5、1.2γd=167.54kN/m2（4）侧墙荷载计算设计人：张逸帆~23~地下通道课程设计5/24/2012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=γz+qka-2cka其中ka为主动土压力系数ka=tan2(45-∅2)顶板处土压力Pa1=γz+qka-2cka=(18×1+8×2.5+7×0.3+30)ka-2cka=70.1ka-2cka底板处土压力Pa2=γz+qka-2cka=(18×1+8×2.5+7×6.3+30)ka-2cka=1

6、12.1ka-2cka由于计算时，要考虑内摩擦角和粘聚力分别在一定范围内变化：c2=10~15kN/m2，φ2=8~15°，Ka=0.59~0.76（正切曲线在0~45°内单调递增）考虑荷载的不利组合土压力与内摩擦角和粘聚力值有关，①当使顶板跨中正弯矩最大：c、ϕ值取大值，侧墙水土压力变小②当使侧墙跨中正弯矩最大：c、ϕ值取小值，侧墙水土压力变大即求上两式的最大与最小值的问题。①当Ka=0.76，c2=10kN/m2，φ2=8°，主动土压力取最大值：顶板处土压力Pa1=70.1ka-2cka=35.84kN/m2底板

7、处土压力Pa2=112.1ka-2cka=67.76kN/m2②当Ka=0.59，c2=15kN/m2，φ2=15°，主动土压力取最小值：顶板处土压力Pa1=70.1ka-2cka=18.32kN/m2底板处土压力Pa2=112.1ka-2cka=43.10kN/m22、侧向水压力顶板处水压力Pw1=ψγwh=0.7×10×2.5=19.6kN/m2底板处水压力Pw2=ψγwh=0.7×10×8.8=61.6kN/m2综上所述,最小侧压力为：P侧1=1.2×Pa1+Pw1=37.92kN/m2P侧2=1.2×Pa2+

8、Pw2=104.7kN/m2最大侧压力为：P侧1=1.2×Pa1+Pw1=44.44kN/m2P侧2=1.2×Pa2+Pw2=129.36kN/m2三、内力计算（1）弯矩分配法计算内力1、计算简图设计人：张逸帆~23~地下通道课程设计5/24/2012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，故在不考虑结构纵向不均匀变形的情