浅埋式闭合框架结构设计.doc

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1、浅埋式闭合框架结构设计结构计算书班级：土木（隧道）***学号：*********姓名：****20第一部分，截面设计设S为600mm,则有h1=S+h=600+600=1200(mm),可得h+S/3=800≤h1=1200,如右图所示。图-1截面图第二部分，内力计算1计算弯矩M1.1.结构的计算简图和基本结构如下图。1.2典型方程弹性地基梁上的平面框架的内力计算可以采用结构力学中的力法，只是需要将下侧（底板）按弹性地基梁考虑。20图-2计算简图和基本结构由图-1的基本结构可知，此结构是对称的，所以就只有X1和X2，即可以得出典型方程为：X1δ11+X2δ12+△1P=0X1δ21+

2、X2δ22+△2P=0系数是指在多余力xi的作用下，沿着xi方向的位移，△iP20是指在外荷载的作用下沿xi的方向的位移，按下式计算：δij=δ‘ij+bij△ij=△’iP+bipδ’ij=δij---框架基本结构在单位力的作用下产生的位移（不包括地板）。bij---底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处xi方向的位移；△’iP---框架基本结构在外荷载的作用下产生的位移；bip---底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处xi方向的位移。1.2求δ‘ij和△’iP；20图-5Mq图-4M2图-3M1M1=1×Ly=3.4(kNm)M2=1(kNm)MP上=1/2×q1×

3、(LX/2)2=79.38(kNm)MP下=1/2×q1×(LX/2)+1/2×q2×Ly2=229.66(kNm)M1=-3.4KNMQ10=0M2=-1KNMQ20=0MP下-MP上=150.28KN/M根据结构力学的力法的相关知识可以得到：I=b*h*h*h/12=0.018δ’11==4.85235x10-5δ’12=δ’21==2.14074x10-5δ’22==2.03704x10-5Δ1P'==-0.003308Δ2P'==-0.00183620δ11'=4.85235x10-5δ12'=2.14074x10-5δ21'=2.14074x10-5δ22'=2.03704

4、x10-5Δ1P'=-0.003308Δ2P'=-0.0016541.3求bij和bipα==0.368894(1/m)接下来要用弹性地基梁的知识，求的相应的θ值。对于受x1x2，xp的的情况进行讨论。φ1λ=chαxcosαx=0.052751φ2λ=chαxsinαx+shαxcosαx=2.50804φ3λ=shαxsinαx=2.2475062φ4λ=chαxsinαx-shαxcosαx=2.411645以x1=1时为例说明如何求θ。图-6M1作用时的弹性地基梁因为MΛ=-3.4KNM,QΛ=0KN可以求出令两个人未知初始值。然后根据所有的初始值求出他的M和Q等值。设A到H

5、为下表的相应数值。A=bk/2α2=146969.3846B=bk/4α3=199202.7455C=1D=1/2α=1.355403005E=bk/2α=54216.12022F=bk/2α2=146969.4G=-α=-0.36889H=120这可以得到：MΛ=Aφ3λy0+Bθ0φ4λ+CM0φ1λ+DQ0φ2λQΛ=Ey0φ2λ+Fθ0φ3λ+GM0φ4λ+HQ0φ1λ这可以得到：θ0==-1.28174x10-5y0==8.89132x10-6同理可以得到当x2，xp时的θ0和y0。见下表y10=8.89132x10-6θ10=1.28174x10-5y20=2.61509

6、x10-6θ20=3.76984x10-6Yp0=0.001488652θp0=0.000765b11=2×Ly×θ10;b12=b21=2×θ10；b22=2×θ20；b1p=2×Lxθp0；b2p=；2θp0和δ11=δ‘11+b11δ12=δ21=δ‘12+b12δ22=δ‘22+b22△1p=△’1P+b1p20△2p=△’2P+b2pb11=-8.71586E-05δ11=-3.9x10-5b12=-2.56349E-05δ12=-4.23x10-6b21=-2.56349E-05δ21=-4.2x10-6b22=-7.53967E-06δ22=1.283x10-5b1p=

7、0.006324883Δ1P=0.003016883b2p=0.0023648Δ2P=0.00052881.4求X1和X2，又有典型方程：X1δ11+X2δ12+△1P=0，X1δ21+X2δ22+△2P=0可得，X1==79.0920702X2==-15.3478843弯矩按叠加法按如下公式计算M=M1X1+M2X2+MPM左上=15.3478843+79.38=94.7278843KN/M(外部受拉)M左下=-3.4*79.0920702+15.347