城市地下管廊结构设计软件—用户操作手册
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城市地下管廊结构设计软件
用户操作手册
北京云庐科技有限公司
2016年02月
目录
1 概述 (1)
1.1适用范围 (1)
1.2开发工具 (1)
1.3编制依据及参考文献 (1)
2 软件概述 (2)
2.1运行环境规定 (2)
2.2软件总体设计流程 (2)
2.3主要功能及特点 (4)
3 界面说明 (4)
3.1主界面说明 (4)
3.2工具栏说明 (6)
3.3功能区说明 (6)
3.4三维展示区说明 (7)
4 隧道参数输入 (8)
4.1几何参数输入 (8)
4.2衬砌材料参数输入 (13)
4.3荷载参数输入 (15)
4.4加固圈参数输入 (15)
4.5土层参数输入 (16)
4.6有限元分段参数输入 (16)
5 计算结果 (17)
5.1内力计算结果 (17)
5.2配筋计算结果 (18)
5.3裂缝计算 (19)
5.4斜截面受剪验算 (20)
5.5抗压与抗裂验算 (21)
5.6图形结果 (24)
5.7计算书 (25)
6 施工图输出 (26)
7 系统参数配置 (29)
8 错误提示及处理 (30)
1 概述
随着城市地下管廊的规划建设,管廊结构分析与设计越来越受到重视。目前,隧道工程中使用工程类比设计法,国内还没有专门的管廊或者隧道结构设计软件,故有必要开发城市地下管廊结构设计软件,以提高结构的安全性、经济性指标。
1.1 适用范围
本项目适用于多种形式的暗挖法、明挖法、顶管法和盾构法施工的城市地下管廊道结构形式的计算分析。
该软件以国内相关规范为依据,实现了暗挖法、明挖法、顶管法和盾构法施工的隧道区间段、竖井、三(四)通结构的荷载-结构模型和地层-结构模型的静力分析设计。该软件能够进行作用于隧道结构上的地层压力荷载、水压力、车辆荷载等荷载的计算和组合;实现了隧道区间段、三(四)通结构、竖井的内力分析计算功能;实现结构构件配筋计算及裂缝验算功能;提供三维视图动态展示和计算书查看等功能;完成施工图绘制及材料量汇总。
1.2 开发工具
本系统使用c#基础编程语言,采用可视化开发工具Visuial Studio 2010编写核心算法,软件运行环境为WINDOWS平台,程序计算完成后自动输出APDL文件,在ANSYS环境下进行电缆隧道结构内力计算。
1.3 编制依据及参考文献
1)《城市综合管廊工程技术规范》
2)《铁路隧道设计规范》
3)《公路隧道设计规范》
4)《地铁设计规范》
5)《电力电缆隧道设计规程》
6)《公路桥涵设计通用规范》
7)《给水排水工程管道结构设计规范》
8)《纤维混凝土结构技术规程》
9)《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》
2 软件概述
2.1 运行环境规定
2.1.1 硬件要求
本软件要求在PC 及其兼容机上运行,要求奔腾I1GHz以上CPU,512兆以上内存,独立显卡,40G 以上硬盘。
2.1.2 软件要求
操作系统:Windows XP、Windows 2003/2008、Windows 7/Vista
运行环境:.net framework 4.0框架
接口软件:ANSYS有限元分析软件,AutoCAD制图软件
输出格式:工程文件为XML格式,计算书为Word格式,数据文件为Excel格式。
2.2 软件总体设计流程
该软件设计流程为图2.2-1所示。
图2.2-1 软件总体设计流程图
2.3 主要功能及特点
1) 支持暗挖法、明挖法、顶管法和盾构法施工的城市地下管廊结构形式的计算分析。
2)支持带有直(曲)边墙、有(无)仰拱、上下洞、左右洞的管廊和竖井等工程中采用的各种结构形式的荷载-结构二维模型的计算分析。
3)支持区间段二维模型和三维模型、以及丁字交叉隧道段(三通)和十字交叉隧道段(四通)结构三维模型等多种结构形式的计算分析。
4) 支持荷载-结构法和地层-结构法等两种内力计算方法。
5) 支持普通喷射混凝土、钢纤维喷射混凝土、模筑混凝土等多种混凝土材料选择。
6) 地层压力荷载可按照全土柱、普氏理论、泰沙基理论、比尔鲍曼公式、谢家烋公式、《铁路隧道设计规范》中的概率极限状态法、《铁路隧道设计规范》破损阶段法或容许应力法、《电力电缆隧道设计规程》中的公式进行计算。
7) 水压力按照《地铁设计规范》中的方法进行计算。车辆荷载按照《给水排水工程管道结构设计规范》中的方法进行计算。
8)可根据《电力电缆隧道设计规程》、《铁路隧道设计规范》、《混凝土结构设计规范》分别进行截面验算、配筋计算和裂缝验算。
9) 支持建模过程中的实时三维显示,支持弯矩、轴力等内力云图的显示。
10)支持word格式的计算书输出,输出内容包括所有输入参数、荷载计算结果、内力计算结果、截面验算及配筋计算结果。
11)实现AutoCAD支持格式断面图、配筋图、钢架图等施工图的输出功能,施工图内容包括各部分的详细构造、材料汇总表、施工说明、签署栏等。
3 界面说明
3.1 主界面说明
启动软件后,弹出起始界面,如下图3.1-1所示。主界面显示了可供分析的隧道结构类型,隧道结构类型包括:荷载结构明挖二维、荷载结构明挖三通、荷载结构明挖四通、荷载结构暗挖二维、荷载结构暗挖三通、荷载结构暗挖四通、荷载结构竖井二维、地层结构暗挖二维、地层结构暗挖三维、地层结构竖井三维。