《地下浅埋通道设计汇总.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地下浅埋通道设计汇总.doc（18页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、地下建筑结构课程设计一、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 下所示。 1、埋置深度：11.8m。 2、地下水位：自然地面以下 7m。 3、土层：粉质粘土，重度、内摩擦角、粘聚力分别为 r1=18kN/m ，c =10kN/m ， =15。 土层：粘土，重度 =17kN/m ，c =25kN/m ， =15 土层3：粘土，重度 =17.5kN/m ，c =27kN/m， =174、土层厚度以埋置深度为
2、界。 5、地面超载：12.64kN/m 。 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/m ；弹性模量为 1.4 10 MPa；泊松比为 0.167。 9、钢筋等级为HPB335。 10、地基变形模量为50MPa；泊松比为0.3。 （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JTG D62-20043、公路桥涵地基与基础设计规范JTGD63-200
3、74、公路桥涵设计通用规范JTG D60-20045、建筑结构制图标准GBT501052001二、荷载计算.（1）顶板荷载计算1、覆土压力：2、水压力：3、 顶板自重：4、 底面超载：5、 综上所述，（2） 板底荷载计算（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。 (4) 侧墙荷载计算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其中ka为主动土压力系数1. 土的侧向压力顶板处土的侧向压力底板处土的侧向压力2、 侧向水压力顶板处水压力底板处水压力综上所述,顶板侧压力为：底板侧压力为三、内力计算（1）
4、弯矩分配法计算内力1、计算简图地下通道纵向较长，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况下，将此结构按照平面应变问题处理。沿纵向取单位长度（1m）的截条，当做闭合框架计算，忽略加腋的影响。忽略中隔墙面积稍小于其他墙体，将杆件简化为等截面杆。同时，由于中隔墙刚度相对较小，侧向力并不十分大，认为中隔墙与上下板的连接方式为铰接，即只能承受轴力的二力杆。计算跨度取中轴线中心至中心距离。得，侧墙计算跨度4.13m，顶板与地板计算跨度为3.875m。在弯矩分配时，不考虑线位移的影响，所以除中隔墙之外所有构件EA认为无穷大，。对中隔墙,EI认为是0，EA=1.41010
5、0.551=7700000 kN。由荷载计算可见，顶板荷载和地基反力并不平衡，但由于侧壁摩阻力存在，使其保持平衡。所以在侧壁下设置活动绞支座。 运用结构力学求解器，其代码如下；结点,1,-3.875,0结点,2,0,0结点,3,3.875,0结点,4,-3.875,4.13结点,5,0,4.13结点,6,3.875,4.13单元,1,2,1,1,1,1,1,1单元,2,3,1,1,1,1,1,1单元,1,4,1,1,1,1,1,1单元,4,5,1,1,1,1,1,1单元,5,6,1,1,1,1,1,1单元,6,3,1,1,1,1,1,1单元,2,5,1,1,0,1,1,0结点支承,1,1,0,
6、0结点支承,3,3,0,0,0结点支承,2,1,0,0单元荷载,4,3,278.9,0,1,90单元荷载,5,3,278.9,0,1,90单元荷载,1,-3,315,0,1,90单元荷载,2,-3,315,0,1,90单元荷载,6,5,104.2,167.2,0,1,90单元荷载,3,5,167.2,104.2,0,1,90单元材料性质,7,7,7700000,1,0,0,-1单元材料性质,1,6,-1,194104,0,0,-1其计算简图如下；内力计算弯矩图剪力图轴力图（3） 设计弯矩、剪力、轴力， 考虑到安全因素，在基数按设计弯矩、剪力、轴力，以及之后的配筋过程中，均按照弯矩分配法算得内力
7、进行计算。易知，最大弯矩均出现在中轴线处。然而，底板与顶板与侧墙与中隔墙现浇在一起。截面刚度相对较大，危险截面一般出现在支座边缘。所以，要计算设计弯矩、剪力和轴力。1、 顶板与侧墙交点 52、 顶板与中隔墙交点；3、 底板与侧墙交点；4、 底板与中隔墙交点；（4） 抗浮验算取1m宽板带，进行验算。所以；在安全范围内。四、 配筋计算（1） 材料参数根据公路钢筋混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004中规定；C30等级混凝土抗压强度设计值；fcd=13.8N/mmC30等级混凝土抗拉强度设计值；ftd=1.39N/mmHPB335等级钢筋强度设计值；fyd=280N/mm除中隔墙外均按照压弯构件
8、进行配筋，中隔墙按照受压构件进行配筋。采用对称配筋的形式，示意图如下；（2）跨中正截面配筋计算（除中隔墙外）1、截面尺寸构件AB与CD长度为l=3.875m，构件AD长度为l=4.13m。截面高度h=550mm。截面宽度b=1000mm，考虑到结构为地下建筑物，钢筋保护层厚度一般至少要增大10mm,取保护层厚度40mm，取as55mm。2、确定小偏心还是大偏心对于C30等级混凝土，HPB335等级钢筋，界限相对受压区高度在内力计算中得到的轴力都远小于控制内力，构件认为是大偏心构件。选出下列情况；3、 配筋计算（采用对称配筋）给据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规范第5.3.10条规定。
9、计算偏心受压构件正截面承载力时，对长细比lo/i17.5的构件，应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心距的影响，将轴向力对截面重心轴的偏心距eo乘以偏心距增大系数n，相关公式如下；其中；Lo为构件计算长度，对两端固定的构件取0.51.1E截面由于lo/h5，考虑放大系数；由于想、实际配筋取2、 F截面3、 G截面（3）节点正截面配筋计算1、截面尺寸构件AB与CD长度为l=6.2m，构件AD长度为l=6 m。截面高度h600mm。截面宽度b1000mm，考虑到结构为地下建筑物，钢筋保护层厚度一般至少要增大10mm,取保护层厚度40mm，取as55mm。2、确定小偏心还是大偏心由于由计算简图
10、算出的内力为节点处内力，而实际的不利截面是侧墙边缘处的截面，对应此截面的弯矩即为设计弯矩，在之前已经求出。对于C30等级混凝土，HPB335等级钢筋，界限相对受压区高选出下列情况对BA点,M=114.3KNm；N=257.1KN对AB点,M=183.8KNm；N=257.1KN对AD点,M=258.3KNm；N=509.9KN对DA点,M=107KNm；N=509.9KN对DC点,M=177.2KNm；N=303.4KN对CD点,M=328.6KNm；N=303.4KN4、 配筋计算（采用对称配筋）给据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规范第5.3.10条规定。计算偏心受压构件正截面承载
11、力时，对长细比lo/b5的构件，应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心距的影响，将轴向力对截面重心轴的偏心距eo乘以偏心距增大系数n，相关公式如下：其中：Lo为构件计算长度，对两端固定的构件取0.51.1、 BA截面2、 AB截面3、 AD截面4、 DA截面195、 DC截面6、 CD截面（4）斜截面抗剪配筋计算跨中剪力值较小（0KN），可不做斜截面承载力验算。对于节点剪力，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规范第5.2.9条规定：最大剪力为结构所有节点处剪力均满足要求。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规范第5.2.10条规定：上式中1.25 为板式受弯构件提高系数
12、.除中隔板底部剪力略大于430KN之外，其他截面均满足要求。但考虑到，配筋采用弯矩分配法。计算时，比较保守。同时，参考弹性地基梁计算中隔板底部的内力，认为也满足要求。由此说明断面厚度足够，不用配置箍筋。（5） 中隔板配筋计算对于轴心受压构件，其承载力为：其中，由于构件的l/ho=3.63/0.55=6.610，所以。实际轴心压力远小于混凝土自身抗压承载力按最小配筋率进行配筋。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规范第9.1.12条规定，轴心受压构件全部纵筋配筋率不得小于0.5%；同时，一侧钢筋配筋率不得小于0.2%。所以，受拉区和受压区配筋率都取0.25%采用对称配筋，左右两侧给实际配
13、筋取。五、构造说明（1）混凝土保护层厚度地下结构的特点是外侧与土、水相接触，内测相对湿度较高。故受力钢筋保护层厚度最小厚度比地面机构增加510mm。本结构设计中c=40mm。（2）横向受力钢筋为便于施工，将横向受力钢筋与纵向分布钢筋制成焊网。外侧横向钢筋制成为一闭合钢筋圈。内侧钢筋则沿横向通长配置。（3）纵向分布钢筋由于考虑混凝土的收缩、温差影响、不均匀沉降等因素的作用，必须配置一定数量的纵向分布钢筋。 纵向分布钢筋的配筋率：顶、底板应大于0.15%，对侧墙应大于0.20%。 在本结构设计中，纵向分布钢筋采用： 顶板（一侧）：0.50.15%1000600=450mm2，配置12250(AS=
14、452mm2)； 底板（一侧）：0.50.15%1000600=450mm2，配置12250(AS=452mm2)； 侧墙（一侧）：0.50.2%1000600=600mm2，配置14250(AS=616mm2)； 中隔墙（一侧）：0.50.2%1000600=600mm2，配置14250(AS=616mm2)。 （4）纵向与横向分布网片在侧墙与中隔墙中，横向分布网片取12400。在顶板与底板中，纵向分布网片取12400。（5）箍筋断面厚度足够，不用配置箍筋。（6）刚性节点构造框架转角处的节点构造应保证整体性，根据此处钢筋的布置原则，此点构造说明如下：沿斜托单独配置斜向直线钢筋18250。沿着框架转角处外侧的钢筋，其钢筋弯曲半径R=200mm10d=1810=180mm。为避免在转角部分的内侧发生拉力时，内侧钢筋与外侧钢筋无联系，是表面混凝土容易脱落，故在外侧钢筋的周围，要加密纵向分布钢筋。故配置514钢筋。（7）锚固长度根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范规范第9.1.4条规定：对于受压钢筋：la25d=2520=500mm对于受拉钢筋（直端）：la30d=3020=600mm对于受拉钢筋（弯钩段）：la20d=2520=500mm（8）钢筋截断长度顶板与底板在中隔墙处，横向受力钢筋要加密。其截断长度（从支座边缘起算）取：18
