浅埋式闭合框架结构设计即地下建筑结构课设
地下建筑设计课程设计
地下建筑设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握地下建筑的基本概念、分类及其功能。
2. 使学生了解地下建筑的设计原则、施工技术和安全保障措施。
3. 引导学生掌握地下空间利用的相关知识,提高对城市地下空间资源的认识。
技能目标:1. 培养学生运用CAD等软件进行地下建筑平面布局设计的能力。
2. 培养学生分析地下建筑结构及施工技术的能力。
3. 提高学生团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对地下建筑领域的兴趣,激发其探索精神。
2. 增强学生对我国地下建筑发展现状和趋势的关注,培养其社会责任感。
3. 引导学生认识到地下建筑在节约土地资源、保护环境等方面的重要性,树立绿色建筑观念。
本课程针对初中年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论与实践相结合,以提高学生的知识水平、技能和情感态度价值观。
课程目标具体、可衡量,有助于教师进行教学设计和评估,同时引导学生明确学习成果,提高教学效果。
二、教学内容1. 地下建筑基本概念:地下空间的定义、分类及其功能特点,包括地下停车场、地铁站、地下商业街等。
2. 地下建筑设计原则:安全性、舒适性、经济性、环保性等方面的原则,结合实际案例进行分析。
3. 地下建筑结构及施工技术:介绍地下建筑的常见结构形式、施工工艺及新技术应用。
4. 地下建筑平面布局设计:运用CAD等软件,教授学生进行地下建筑平面布局设计的方法和技巧。
5. 地下空间利用:探讨地下空间在城市规划中的应用,提高学生对地下空间资源的认识。
教学内容依据课程目标进行选择和组织,保证科学性和系统性。
教学大纲安排如下:第一课时:地下建筑基本概念第二课时:地下建筑设计原则第三课时:地下建筑结构及施工技术第四课时:地下建筑平面布局设计第五课时:地下空间利用教学内容与教材相关章节紧密关联,旨在帮助学生系统掌握地下建筑相关知识,为后续学习和实践奠定基础。
三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法,旨在激发学生的学习兴趣,提高主动性和实践能力:1. 讲授法:通过生动的语言、丰富的案例,系统讲解地下建筑的基本概念、设计原则、结构施工等方面的理论知识,帮助学生建立完整的知识体系。
浅埋闭合框架课程设计
浅埋闭合框架课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解浅埋闭合框架的基本概念,掌握其结构特点和适用条件;2. 引导学生掌握浅埋闭合框架的力学分析方法,并能运用所学知识解决实际问题;3. 使学生了解浅埋闭合框架在设计中的注意事项,提高对工程实践的认识。
技能目标:1. 培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,能对浅埋闭合框架进行简单的力学分析;2. 提高学生的团队协作能力,学会在项目中与他人沟通、合作;3. 培养学生运用现代技术手段,如计算机软件,进行浅埋闭合框架设计的初步实践。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对土木工程学科的兴趣和热爱,激发学生主动学习的积极性;2. 引导学生认识到工程实践对国家建设和社会发展的重要性,增强学生的社会责任感;3. 培养学生严谨的科学态度,树立正确的价值观,遵循职业道德。
本课程针对高年级土木工程专业学生,结合学科特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
课程旨在使学生在掌握浅埋闭合框架基本知识的基础上,提高分析、解决实际问题的能力,同时注重培养学生的团队协作精神、实践操作能力和职业素养,为未来从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 浅埋闭合框架的定义与分类:介绍浅埋闭合框架的基本概念、结构类型及其适用范围,结合教材相关章节,让学生了解其工程背景和实际应用。
2. 浅埋闭合框架的力学分析:讲解浅埋闭合框架的受力特点,分析其主要受力构件和受力状态,教授相应的力学分析方法,如弹性力学、结构力学等,并布置相关习题。
3. 设计原理与构造要求:阐述浅埋闭合框架的设计原理,分析构造要求,包括材料选择、截面设计、连接方式等,结合教材内容,指导学生进行设计实践。
4. 工程案例分析:选取典型浅埋闭合框架工程案例,分析其设计、施工和验收过程,让学生了解实际工程中的关键问题及解决方法。
5. 设计软件应用:介绍常用设计软件在浅埋闭合框架设计中的应用,如AutoCAD、SAP2000等,组织学生进行上机操作,提高其现代技术应用能力。
浅埋式闭合框架结构设计即地下建筑结构课设
浅埋式闭合框架结构设计结构计算书一, 截面设计设S 为600mm,则有h 1=S+h=600+600=1200(mm),可得 h+S/3=800≤h 1=1200, 如右图所示。
二, 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。
由图-1的基本结构可知,此结构是对称的,所以就只有X 1和X 2,即可以得出典型方程为:系数是指在多余力x i 的作用下,沿着x i 方向的位移,△iP 是指在外荷载的作用下沿x i 的方向的位移,按下式计算:δij =δ‘ij +b ij △ij =△’iP +b ip δ’ij =ds i ∑⎰EJMjM 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)。
b ij ---底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处x i 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;b ip ---底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处x i 方向的位移。
1.2求δ‘ij 和△’iP ;M 1=1×L y =3.4(kNm) M 2=1(kNm)M P 上=1/2×q 1×(L X /2)=66.15(kNm)M P 下=1/2×q 1×(L X /2)+1/2×q 2×L y 2=193.31(kNm)M1Q 10M2Q 20M P 上M P 下 M P 下-M P 上-3.40 -10 66.15 193.31 127.16以上摘自excel 文件;根据结构力学的力法的相关知识可以得到: δ’11=EIy21L 2/3M =4.85235E-05 δ’12=δ’21=EIL M y 1=2.14074E-05 δ’22=EIL L 2xy +⨯=2.03704E-05△’1p =EIM 3/4)M -(M L 1/3M 0.5L M 21P P y 1y P ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-下)(=-0.002777183△’2P =EIL 1/3)M -(M 22L M 1M /2L 1/32-yP P y P P x ⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯下=-0.00154δ11' δ12' δ21' δ22' Δ1P ' Δ2P ' 4.85235E-05 2.14074E-05 2.14074E-05 2.03704E-05 -0.002777183 -0.00154以上摘自excel 文件 1.3 求b ij 和b ip α=44k EIb=0.368894(1/m) 接下来要用弹性地基梁的知识,求的相应的θ值。
地下建筑结构课程设计
地下建筑结构课程设计遵义师范学院本科生课程设计题目浅埋矩形闭合框架结构设计学生姓名黎进伟学号 144680 25课程名称《地下建筑结构课程设计》学院工学院所学专业土木工程指导教师欧光照一、课题设计与分工要求(一)设计课题课题:浅埋矩形闭合框架结构设计(二)课题分工与要求课题:所有同学完成,每位同学参数不同。
二、目的和要求1、掌握常见各地下结构的设计原则与方法,了解基本的设计流程;2、综合运用地下工程设计原理、工程力学、钢筋混凝土结构学及工程施工、工程技术经济的基本知识、理论和方法,正确地依据和使用现行技术规范,并能科学地搜集与查阅资料(特别希望各位同学能够充分利用好网络资源);3、掌握地下建筑结构的荷载的确定;矩形闭合框架的计算、截面设计、构造要求;附建式地下结构的内力计算、荷载组合、截面设计及构造;基坑围护结构的内力计算、稳定性验算、变形计算及构造设计;地下连续墙结构的施工过程及计算要点。
4、掌握绘制地下结构施工图的基本要求、技能和方法;5、要求同学们以课题为核心,即要求团结协作,培养和发扬团队精神,又要求养成独立自主,勤奋学习,培养良好的自学能力和正确的学习态度。
三、应完成的设计工作量(一)计算书一份1、设计资料:任务书、附图及必要的设计计算简图;2、荷载计算、尺寸的确定、内力计算、截面的设计及验算、稳定性验算、抗浮的验算、基础承载力的计算等(根据各课题的要求不同选择计算内容);3、关键部位配筋的注意事项。
4、可能的情况下提供多施工方案(两个即可)比较。
5、依据施工要求的截面尺寸设计。
四、设计时间:两周(12月17日至12月28日)五、主要参考资料1、《地下建筑结构》(第一版),朱合华主编,中国建筑工业出版社编,2、《地下结构工程》,东南大学出版社,龚维明、童小东等编,3、《建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)》,中国建筑工业出版社,19994、《基坑工程手册》,中国建筑工业出版社,刘建航、候学渊编,19975、《钢筋混凝土结构设计规范》(GB50010- ),中国建筑工业出版社,6、《建筑地基基础设计规范》(GB50007- ),中国建筑工业出版社,7、中华钢结构论坛(.org)。
地下建筑结构课程设计讲义 PPT
b —— 支座宽度;
q —— 作用于杆件上的均大布家荷好 载。
18
矩形闭合框架的计算——内力计算
设计剪力
a)
设设设设 设设设设
b) M p
q
Mi
Np
Ni
Qi
=Qp
-
q 2
b
Qi
Qp
大家好
19
矩形闭合框架的计算——内力计算
设计轴力
计 算 剪 力 由静载引起的设计轴力按下式计算
设计剪力
Ni N p
q顶
e1
1
e1
Q1
H
l
Q2
l
Q1
e2
e2
L
q底
计算大家简好 图
7
矩形闭合框架的计算——荷载计算
(一)顶板上的荷载
作用于顶板上的荷载,包括有顶板以上的覆土压力、水压 力、顶板自重、路面活荷载以及特载。
1.覆土压力
将结构范围内顶板以上各层土体(包括路面材料)的重量之 和求出来,然后除以顶板的承压面积即可
矩形闭合框架的计算——内力计算
(五)设计弯矩、剪力及轴力的计算
设计弯矩:实际不利的截面(弯矩大而截面高度又小)则是
侧墙边缘处的截面,对应这个截面的弯矩。根据隔离体平衡
条件,可以按下面的公式计算
Mi MpQpb2q2b22
M i —— 设计弯矩;
M p —— 计算弯矩; Q p —— 计算剪力;
近似方法: M i Mp-Qpb2
特载则指常规武器(炮、炸弹)作用或核武器爆炸形成的荷 载。关于特载的大小是按照不同的防护等级采用的,它在人 防工程的有关规范中有明确的规定。
地震荷载:处于地震区的地下结构,还受到地震荷载的作 用。
地下建筑结构课程设计
地下建筑结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握地下建筑结构的基本概念、分类及其应用场景。
2. 学生能够理解地下建筑结构的主要受力特点及影响因素。
3. 学生能够掌握地下建筑结构设计的基本原则和方法。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析地下建筑结构的受力情况,并进行简单计算。
2. 学生能够运用地下建筑结构设计原则,设计出合理的地下建筑结构方案。
3. 学生能够通过实际案例,分析地下建筑结构在设计、施工和运维过程中的问题及解决方法。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到地下建筑结构在我国城市化进程中的重要作用,增强对地下空间利用的认识。
2. 学生能够培养对地下建筑结构设计和施工的严谨态度,提高职业素养。
3. 学生能够关注地下建筑结构领域的最新发展,激发对科学研究的兴趣。
课程性质:本课程为专业选修课,旨在帮助学生了解地下建筑结构的基本知识,提高解决实际问题的能力。
学生特点:学生为高中二年级学生,具备一定的物理和数学基础,但对地下建筑结构知识了解较少。
教学要求:结合学生特点和课程性质,采用案例分析、小组讨论等形式,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面达到上述目标,为未来进一步学习相关领域知识打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,结合教材《土木工程基础》中关于地下建筑结构的相关章节进行组织。
1. 地下建筑结构基本概念- 地下空间利用及分类- 地下建筑结构的特点及优势2. 地下建筑结构受力特点- 地下建筑结构受力分析- 影响受力特点的因素3. 地下建筑结构设计原则与方法- 设计原则与要求- 结构设计计算方法4. 地下建筑结构施工与运维- 施工技术及工艺- 运维管理及注意事项5. 案例分析- 著名地下建筑结构案例介绍- 案例中存在的问题及解决方法教学进度安排:第一课时:地下建筑结构基本概念第二课时:地下建筑结构受力特点第三课时:地下建筑结构设计原则与方法第四课时:地下建筑结构施工与运维第五课时:案例分析及讨论教学内容科学性和系统性:本章节内容涵盖了地下建筑结构的各个方面,从基本概念、受力特点、设计原则、施工与运维等方面进行系统讲解,确保学生全面掌握地下建筑结构相关知识。
地下建筑结构》课程设计
地下建筑结构》课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握地下建筑结构的基本概念、分类及功能。
2. 学生能够理解地下建筑结构的设计原则,包括承重、防水、通风等方面。
3. 学生能够了解地下建筑结构在城市建设中的应用及其优点。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析地下建筑结构的优缺点,提出改进方案。
2. 学生能够通过实际案例分析,掌握地下建筑结构的设计方法和施工技术。
3. 学生能够运用图示、模型等形式,展示地下建筑结构的设计理念。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对地下建筑结构的兴趣,激发他们对城市建设的热情。
2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在设计过程中尊重他人意见的良好品质。
3. 培养学生的创新精神,使他们认识到地下建筑结构在可持续发展中的重要性。
本课程旨在帮助学生掌握地下建筑结构的基本知识,提高他们的设计能力和实践操作技能。
结合学生的年龄特点和认知水平,课程内容以实际案例为载体,注重理论与实践相结合,培养学生的创新意识和解决问题的能力。
通过本课程的学习,学生将能够更好地理解地下建筑结构在现代社会中的重要作用,为未来城市建设贡献力量。
二、教学内容1. 地下建筑结构基本概念:包括地下建筑的定义、分类、功能及发展历程。
- 教材章节:第一章 地下建筑结构概述2. 地下建筑结构设计原则:讲解承重、防水、通风、采光等方面的设计要求。
- 教材章节:第二章 地下建筑结构设计原理3. 地下建筑结构施工技术:介绍常见的施工方法、工艺流程及质量控制要点。
- 教材章节:第三章 地下建筑结构施工技术4. 地下建筑结构案例分析:分析具有代表性的地下建筑项目,总结其设计理念、施工技术和优缺点。
- 教材章节:第四章 地下建筑结构案例分析5. 地下建筑结构创新设计:引导学生运用所学知识,开展创新设计实践。
- 教材章节:第五章 地下建筑结构创新设计6. 课程总结与拓展:对本课程内容进行总结,探讨地下建筑结构在可持续发展、城市更新等方面的应用前景。
地下建筑结构课程设计计算书4
地下建筑结构课程设计——浅埋式闭合框架结构设计计算书指导老师:刘国利班级:土地0702学生姓名:李俊友学号:07002653太原理工大学矿业工程学院地下工程系一、设计资料(658)1、框架几何尺寸及荷载如图1所示。
无地下水。
按不同用途、埋深和岩土性质,框架荷载最不利组合值:荷载q1=35kN/m2;q2=20kN/m2。
框架几何尺寸L x=4200mm;L y=3400mm。
2、材料:地基的弹性压缩系数K=4.0×104kN/m3,弹性模量E0=5000kN/m2。
混凝土:C30,f t=1.43N/mm2,f c=14.3N/mm2,弹性模量E=3.0×107kN /m2,α1=1。
钢筋:受力筋采用HRB335或HRB400级钢筋;其它钢筋采用HPB235级钢筋f y=f y'=210N/mm2,ξb=0.614;HRB335级钢筋f y=f y'=300N/mm2,ξb=0.550。
纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度为50mm。
·二、计算内力步骤1、根据结构力学及弹性地基梁的知识计算X1和X2δ11*X1+δ12*X2+Δ1q=0δ21*X 1+δ22*X 2+Δ2q =0其中δ11=δ11'+b 11;δ12=δ21=δ12'+b 12;δ22=δ22'+b 22;Δ1q =Δ1q '+b 1q ;Δ2q =Δ2q '+b 2q ;δ11'=EI1(2×0.5×3.4×3.4×2/3×3.4)=4.85235E-05δ12'=EI1(2×0.5×3.4×3.4×1)= 2.14074E-05δ22'=EI1[2×(1×2.1×1+1×3.1×1)]= 2.03704E-0544.144.144.144.10.750.75Mp图Δ1q '=-EI1(2×0.5×3.4×3.4×77.175+2×1/3×3.4×115.6×3/4×3.4)= -0.0028Δ2q '=-EI1(2×1/3×2.1×77.175×1+2×3.4×1×77.175+2×1/3×3.4×115.6×1)= -0.0014根据弹性地基梁公式以及梁两端的初使条件M 0和Q 0可求出θ0x: M A =202αbky ϕ3+304αθbk ϕ4-3.4ϕ1 Q A =α20bky ϕ2+22αθbk ϕ3+3.4αϕ4 而b 11=-2×3.4×θ01;b 22=-2×θ02;b 12=b 21=-2×θ01; b 1q =-2×3.4×θ0q ;b 2q =-2×θ0q (详细数据见下表)表一 X 1和X 2的系数δ11' 4.85235E-05δ22'2.03704E-05Δ2q ' -0.0014b 11 8.792E-05b 22 7.606E-06b 2q -0.00143δ11 0.00013644δ22 2.8E-05 Δ2q-0.00283δ12' 2.14074E-05Δ1q ' -0.0028 b 12 2.58588E-05b 1q -0.00486114δ124.73E-05Δ1q-0.00766解得: X 1=50.98kN X 2=14.94kNm2、叠加弯矩(弹性地基梁按第三章弹性地基梁公式计算),计算截面弯矩并画弯矩图顶板:M(x)= 14.94-21×35×x 2侧墙:M(x)= 50.98x+14.94-77.175-21×20×x 2 底板:按照弹性地基梁公式以及梁两端的初使条件M 0和Q 0可求出θ0和y 0,然后 按照公式求各截面弯矩,如下: M (x)=202αbky ϕ3+304αθbk ϕ4+M 0ϕ1+202ϕαQM(X)顶板截面 1 2 3 4M(X1)/kNm 29.16381 4.663811-10.0362-14.9362M(X)侧墙截面 1 2 3 4 5 6 7 )/kNm 29.16381 5.094454-9.34157-14.1443-9.31362 5.1503629.24767M(X2M(X)底板截面 1 2 3 4 5 6 7 M(X)/kNm 29.24767 4.900069-9.50501-14.2424-9.44642 4.97354529.24767 3(注:弯矩以内侧受拉为正,外侧受拉为负)29.1629.1629.2529.2514.2414.9414.1414.14弯矩图KN·M3、根据结构力学中的据已知弯矩做剪力图(注:弹性地基梁的剪力图按第三章弹性地基梁公式计算) Q(X)底板截面 12 3 4 5 6 7Q(X 3)/kN -42-27.5638 -13.5387 0.162548 13.82943 27.7586242424250.9750.9751.0251.024242剪力图KN·M4、根据结构力学知识画轴力图424250.9850.984242102102轴力图(KN)三、计算配筋1、按偏心受压构件(对称配筋)计算顶板、侧墙及底板横向受力钢筋 首先根据ηe i 判别大偏心还是小偏心(由数据可知4根柱均属大偏心),然后按照下述公式计算配筋:X=bf Nc 1α As=As′=)()2(001'-'--s y c a h f xh bx f Ne α (详细数据见下表:)NMe a =1000/30 e 0=M/N 顶板配筋 50.98kn 29.16knm 33.33 572.11 侧墙配筋 42kn 29.16knm 33.33 694.38 底板配筋 51.02kn14.24knM33.33 279.13e i =e 0+e a h L 0=0.5L L 0/h顶板配筋 605.44 600 2100 2100/600=3.5 侧墙配筋 727.71 600 1700 1700/600=2.83 底板配筋 312.46 600 2100 2100/600=3.5η ηe ih 0=h-a s A=b*h 顶板配筋 6.5 3935.36>0.3h 0=165 550 600000 侧墙配筋4.6 3333.67>0.3h0=165550 600000底板配筋11.8 3687.03>0.3h0=165 550 600000X=N/α1fcb e=ηei+h/2-asAs=As' ρmin'bh顶板配筋 5.944082.21897.87<1100 1100 侧墙配筋 4.93541.46613.40<1100 1100 底板配筋 5.953786.09814.80<1100 1100 实际配筋As=As'顶板配筋1200侧墙配筋1200底板配筋12002、其它钢筋按构造要求配筋(具体详见每米钢筋明细表)名称编号简图钢筋级别直径间距受力钢筋①214 @125 ④214 @125纵向分布钢筋③212顶、底板:12@250侧墙:14@2500 ⑤212顶、底板:12@250侧墙:14@250箍筋②28 @200⑥28 @250 (注:顶、底板的箍筋弯钩配置在断面受压一侧)四、施工说明施工时请注意施工说明书与施工图的结合。
《地下结构设计》课程教学大纲
《地下结构设计》教学大纲一、课程基本情况英文名称:Design of Underground Structures课程编号:F0917********总学时:48 讲课学时:48 实践学时:0总学分:3课程性质:必修考核方式:考试适用对象:土木工程专业(地下工程方向)先修课程:土力学、岩体力学、混凝土结构设计原理参考文献:《地下结构设计》,赵延喜、戚承志、周宪伟,人民交通出版社,2017《地下建筑结构设计》(第3版),王树理,清华大学出版社,2015《地下结构设计理论与方法及工程实践》,孙钧,同济大学出版社,2016二、课程目标本课程是土木工程(地下工程)专业核心课程,涉及土力学与地基基础、岩体力学、基础工程、结构设计原理、结构力学等知识。
通过本课程的学习,使学生达到如下课程目标:1.能复述地下结构的概念,明确地下结构分类、特点和地下结构的形式,说明地下结构设计程序。
支撑毕业要求1-4 2.能计算土层和岩石地下衬砌结构的荷载,能复述地层与地下结构共同作用的概念、能计算土压力、围岩压力和弹性抗力;能采用局部变形理论和共同变形理论计算地下结构,阐述结构弹性抗力的概念和计算理论;能阐明地下连续墙和基坑等围护结构的设计计算方法,能进行地下连续墙施工方法、特点及设计、结构计算,围护结构计算模型及计算原则、桩墙内力计算分析方法、支撑体系平面框架计算,能进行围护结构内力计算和设计。
支撑毕业要求2-43.能阐明各种地下结构的适用环境和构造;能设计地铁车站、区间隧道、沉管、沉井、地下连续墙等各种地下结构的结构形式,能利用明挖法、暗挖法进行地铁车站结构设计;能设计区间隧道衬砌断面形式、抗裂及裂缝限制计算、强度计算等。
能阐述隧道防水及其综合处理方法及技术措施;能阐明地下工程抗震设计中震害现象及地下结构抗震设计的原则及结构措施;能利用BIM技术进行地下结构设计及优化。
支撑毕业要求3-1,3-2表1 本课程对毕业要求及其指标点的支撑三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一:地下结构的概念、分类支撑课程目标1(建议2学时)教与学要求:本知识单元要求学生能解释地下结构概念,明确地下结构的分类方法,能按使用功能、周围围岩介质、设计施工方法和建筑材料和结构形式等对地下结构进行分类;能理解地下结构的特点,能掌握地下结构的形式和断面选择;能掌握地下结构的设计程序,能了解地下结构初步设计和施工图设计。
地下建筑结构 浅埋式矩形地下结构课程设计 计算书
浅埋式闭合框架结构设计计算书设计资料根据学号位数为016,选择的尺寸序号为(7)即mm L mm L y x 3300,3900==, 选择荷载序号为③,即m kN q m kN q /38,/2821==。
由于设计资料中明确了荷载以考虑最不利组合(含恒荷载),故在该荷载值即为设计值。
考虑到闭合框架在长度方向上的尺寸较大,计算中视其为平面应变问题,取1m 长的框架为计算单元。
施工材料的性质如表1-1一、截面尺寸确定及内力计算设S为400mm,则有h1=S+h=400+360=760mm),可得h+S/3≤760mm,1计算弯矩M1.1.结构的计算简图和基本结构如下图。
图-2计算简图和基本结构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。
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:系数是指在多余力xi的作用下,沿着xi方向的位移,△iP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=dsi∑⎰EJMjMδij---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。
1.3求δ’ij和△’iP:图-5 p M M1=1(kN.m) M2=3.3(kN.m)图-3 M 1图-4 M 2MP 上=53.235(kN.m)MP 下=260.145(kN.m) (摘自excel 文件;) 根据结构力学的力法的相关知识由图乘法可以得到: 惯性矩: 设EI=1,可得各系数如下:δ’11=EI L L 2xy +⨯=23.958δ’22=EIy21L 2/3M =10.5δ’12=δ’21=EIL M M y21=-10.89△’1p=EI)L 1/3)M -(M 22L M 1M /2L 1/3(2-y P 下P y P P x ⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=1706.3541△’2p=EI)M 3/4)M -(M L 1/3M 0.5L M (21P 下P y 1y P ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-=-875.7585(摘自excel 文件)1.4 求bij 和bip图-6 M1作用时的弹性地基α=)/1(5.04k 4m EI b接下来要用弹性地基梁的知识,求的相应的θ值。
论浅埋式闭合框架结构设计
论浅埋式闭合框架结构设计随着现代建筑技术的快速发展,各种建筑结构设计也得到了不断的改进和更新。
其中,浅埋式闭合框架结构的出现受到了广泛的关注和认可。
这种结构设计的特点是紧凑、坚固、防水性能强等,因此得到了广泛应用。
下面将对浅埋式闭合框架结构设计进行详细的介绍和论述。
一、浅埋式闭合框架结构定义浅埋式闭合框架结构是一种在地面以下浅埋的结构,一般由柱子、梁、墙体等组成,整体构成一个保护性强的结构体系。
这种结构体系的特点在于,结构体系可保证空间的最大利用率,同时又能保证房屋的稳定性。
由于浅埋式闭合框架结构是一个包括地面在内的整体结构,因此可以很好地防止地下水渗漏,从而保证了建筑物的防水性能。
二、浅埋式闭合框架结构设计原理浅埋式闭合框架结构的设计原理在于将整个建筑结构尽量浅埋在地下,从而保证房屋的稳定性和防水性能。
在设计浅埋式闭合框架结构时,需要考虑以下几个方面:1. 基础设计:由于浅埋式闭合框架结构的特点在于在地下浅埋,因此需要根据地质特征和建筑物的荷载情况来设计房屋的基础。
一般情况下,基础设计需要采取深埋式基础,以确保房屋的稳定性和强度。
2. 结构设计:浅埋式闭合框架结构主要由柱、梁、墙等组成。
在设计这些结构时,需要考虑材料的选择、强度计算、形状设计等方面的问题。
设计者需要根据实际情况和材料特性进行合理的结构设计,以确保建筑的稳定性和强度。
3. 防水设计:由于浅埋式闭合框架结构在地下,因此需要加强防水设计。
防水设计包括墙体的材料选择、防水材料的设置、水管设计等方面。
通过合理的防水设计,可以有效地防止地下水的渗漏,保护房屋的稳定性。
三、浅埋式闭合框架结构的优缺点1. 优点(1)强度高:由于浅埋式闭合框架结构的材料选择和结构设计都非常合理,因此其强度很高。
不仅可以承受大风、大雨等自然灾害,还可以承受地下水的压力和地震等情况。
(2)空间利用率高:浅埋式闭合框架结构可以将地下的空间最大化利用,不仅可以保证房屋的使用面积,而且还可以使地下空间更加美观实用。
《地下建筑结构》课程设计大纲
《地下建筑结构》课程设计大纲一、《地下建筑结构》课程设计目的与任务《地下建筑结构》课程设计是教学计划要求中的一个重要教学环节,是在通过学习地下建筑结构相关知识、相关理论的基础上,结合地下工程专业方向的具体特点而进行的一次教学实践活动,是培养高级工程技术人材的一个重要环节,其目的和任务是:1.使学生系统地巩固、充实和提高本课程的基础理论;2.培养和锻炼学生综合运用所学的理论知识独立分析和解决实际问题的能力;3.培养学生树立从事科技工作的正确思想、观点和方法;掌握党的基本建设方针政策,熟悉各种规程、规范;4.使学生在设计、计算、绘图和计算机的应用等方面的基本技能得到一定的锻炼和提高;为了达到上述目的与任务,在设计过程中,尽力作到下列的具体教学要求:1.了解一个具体地下工程项目设计的基本情况。
2.掌握编制一个具体地下建筑结构的设计的内容和方法。
3.熟悉地下工程结构图设计的方法。
4.进行科研方法的初步训练。
课程设计对学生来说,既是一个培养、学习的过程,同时,也是对学生运用所学课程以及相关课程的基础理论知识和专业知识,独立分析和解决地下结构设计问题能力的检验。
因此学生应根据课程设计大纲要求,积极主动地在规定的时间内独立完成课程设计大纲规定的内容。
教师应密切结合学生的学习过程,搞好设计指导。
二、选题原则根据教学要求和学生的实际可能,指导教师提出设计题目,题目遵循下列原则:1.内容应符合课程设计的目的与任务所规定的具体教学要求。
2.有利于学生得到从事工程设计工作的训练。
3.工作量大小和难易程度要适当,使学生经过努力可以在规定的时间内独立完成设计大纲规定的任务要求。
三、本课程设计要求通过课程设计,结合相关的设计要求,掌握地下建筑结构设计中的部分设计内容,使学生所学到的基础理论和专业技术知识系统、巩固、延伸和拓展,培养学生自身独立思考和解决工程实际问题的能力,学会使用各种相关的工具书及查找资料。
写出地下建筑结构设计书一份,内容包括设计计算书、内力图和设计截面图,并附源程序(计算机打印、绘图)。
浅埋式闭合框架结构设计讲解
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:****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。
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+X2δ22+△2P=0系数是指在多余力x i的作用下,沿着x i方向的位移,△iP是指在外荷载的作用下沿x i 的方向的位移,按下式计算:δij =δ‘ij +b ij △ij =△’iP +b ip δ’ij =ds i ∑⎰EJMjM 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)。
b ij ---底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处x i 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;b ip ---底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处x i 方向的位移。
1.2求δ‘ij 和△’iP ;M 1=1×L y =3.4(kNm) M 2=1(kNm)M P 上=1/2×q 1×(L X /2) 2= 79.38 (kNm)M P 下=1/2×q 1×(L X /2)+1/2×q 2×L y 2=229.66(kNm) M1=-3.4KNM Q10=0 M2=-1 KNMQ20=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=0.018 δ’11=EIy21L 2/3M =4.85235x10-5 δ’12=δ’21=EI L M y1=2.14074x10-5 δ’22=EI L L 2xy +⨯=2.03704 x10-5Δ1P '=EIM 3/4)M -(M L 1/3M 0.5L M 21P P y 1y P ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-下)(=-0.003308Δ2P '=EIL 1/3)M -(M 22L M 1M /2L 1/32-yP P y P P x ⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯下=-0.001836图-4 M 2图-5 M q图-6 M1作用时的弹性地基梁δ11'=4.85235x10-5 δ12'=2.14074x10-5 δ21'=2.14074x10-5 δ22'=2.03704 x10-5 Δ1P '=-0.003308 Δ2P '=-0.0016541.3 求b ij 和b ip α=44k EIb=0.368894(1/m) 接下来要用弹性地基梁的知识,求的相应的θ值。
地下地建筑结构课程设计
遵义师学院本科生课程设计题目浅埋矩形闭合框架结构设计学生黎进伟学号 5课程名称《地下建筑结构课程设计》学院工学院所学专业土木工程指导教师欧光照一、课题设计与分工要求〔一〕设计课题课题:浅埋矩形闭合框架结构设计〔二〕课题分工与要求课题:所有同学完成,每位同学参数不同。
二、目的和要求1、掌握常见各地下结构的设计原如此与方法,了解根本的设计流程;2、综合运用地下工程设计原理、工程力学、钢筋混凝土结构学与工程施工、工程技术经济的根本知识、理论和方法,正确地依据和使用现行技术规,并能科学地搜集与查阅资料〔特别希望各位同学能够充分利用好网络资源〕;3、掌握地下建筑结构的荷载确实定;矩形闭合框架的计算、截面设计、构造要求;附建式地下结构的力计算、荷载组合、截面设计与构造;基坑围护结构的力计算、稳定性验算、变形计算与构造设计;地下连续墙结构的施工过程与计算要点。
4、掌握绘制地下结构施工图的根本要求、技能和方法;5、要求同学们以课题为核心,即要求团结协作,培养和发扬团队精神,又要求养成独立自主,勤奋学习,培养良好的自学能力和正确的学习态度。
三、应完成的设计工作量〔一〕计算书一份1、设计资料:任务书、附图与必要的设计计算简图;2、荷载计算、尺寸确实定、力计算、截面的设计与验算、稳定性验算、抗浮的验算、根底承载力的计算等〔根据各课题的要求不同选择计算容〕;3、关键部位配筋的须知事项。
4、可能的情况下提供多施工方案〔两个即可〕比拟。
5、依据施工要求的截面尺寸设计。
四、设计时间:两周〔12月17日至12月28日〕五、主要参考资料1、《地下建筑结构》〔第一版〕,朱合华主编,编,20052、《地下结构工程》,东南大学,龚维明、童小东等编,20043、《建筑基坑支护技术规程〔JGJ120-99〕》,,19994、《基坑工程手册》,,、候学渊编,19975、《钢筋混凝土结构设计规》〔GB50010-2002〕,,20026、《建筑地基根底设计规》〔GB50007-2002〕,,20027、中华钢结构论坛〔〕。
地下建筑结构课程设计 (2)精选全文
可编辑修改精选全文完整版1 二次衬砌内力计算1.1基本资料结构断面图如图1所示。
围岩级别为V 级,容重3/18m kN =γ,围岩的弹性抗力系620.1510/K kN m =⨯,衬砌材料为C45混凝土,弹性模量为Kpa E 71035.3⨯=容重3/25m KN =γ图1.1 结构断面图2.计算作用在衬砌结构上的主动荷载 2.1隧道深浅埋的确定坍落拱高度按下式计算:[])5(1245.01-+⨯⨯=-t s qB i hⅤ级围岩,s=5;B>5,i=0.1[]m h q 299.14)586.14(1.01245.04=-⨯+⨯⨯=浅埋隧道分界深度:m h H q P 748.355.2=⨯=因为m H m H m h p q748.3534299.14=<=<=,所以是浅埋隧道2.2竖直和水平荷载垂直力:取00246.0,40,86.14,34=====g g t m B m Hφθφ744.2445.0839.0839.0)1704.0(839.0tan tan tan )1(tan tan tan 2=-⨯++=-++=θφφφφβg gg g[]283.0tan tan )tan (tan tan 1tan tan tan =+-+-=θφθφββφβλg g gm kN B H H q t /567.435)445.0283.086.14341(3418)tan 1(=⨯⨯-⨯⨯=⨯⨯-⨯=θλγ水平力:mkN H e /196.173283.034181=⨯⨯==λγ()m kN h e /094.238283.03474.12182=⨯+⨯==λγ()()m kN e e e /645.205094.238196.173212121=+⨯=+⨯=3.半拱轴线长度3.1衬砌的几何尺寸内轮廓线半径:m r m r 5.265.621==,内径21r r ,所画圆曲线端点截面与竖直轴线的夹角:0201140,109==ϕϕ拱顶截面厚度:m d 5.00=, 拱底截面厚度:m d n 6.0=。
地下结构课程设计
地下结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握地下结构的定义、分类及功能;2. 学生能够描述不同类型的地下结构在城市建设中的重要作用;3. 学生能够了解地下结构施工的基本原理和方法。
技能目标:1. 学生能够通过观察、分析,识别并绘制常见的地下结构示意图;2. 学生能够运用已学知识,对地下结构的设计和施工提出合理化建议;3. 学生能够运用合作学习的方法,进行地下结构相关资料的收集、整理和分析。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对地下结构工程建设的兴趣,激发他们探索科学奥秘的热情;2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在合作中互相学习、共同提高的精神;3. 培养学生关注城市地下空间利用,提高他们的环保意识和资源利用观念。
本课程旨在帮助学生深入了解地下结构的基本知识,培养他们运用所学知识解决实际问题的能力。
针对学生的年级特点,课程设计注重理论与实践相结合,以激发学生的兴趣和好奇心。
通过课程学习,使学生能够更好地理解地下结构在城市建设中的重要作用,提高他们的创新意识和实践能力。
二、教学内容1. 地下结构的定义与分类- 地下结构的定义及功能- 地下结构的分类及特点2. 地下结构的应用与功能- 地下交通设施:地铁、地下通道等- 地下公共设施:地下商场、停车场等- 地下工程设施:隧道、地下管道等3. 地下结构施工技术- 施工原理与方法- 施工过程中的难点与解决措施- 施工安全与环保措施4. 地下结构设计与分析- 设计原则与方法- 地下结构稳定性分析- 地下结构抗震性能分析5. 案例分析- 分析国内外典型地下结构工程案例- 了解工程背景、设计理念及施工技术教学内容依据课程目标进行选择和组织,注重科学性和系统性。
本章节内容共分为五个部分,分别对应课程目标中的知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
教学过程中,教师需结合教材相关章节,按照教学大纲安排和进度,有序开展教学活动。
通过本章节学习,使学生全面了解地下结构的基本知识,提高他们的实践能力。
结构内力计算书
地下建筑结构课程设计――浅埋式闭合框架结构设计指导教师:***班级:土地 0701班学生姓名:***设计时间:2010 年 6 月22太原理工大学矿业工程学院地下工程系结构内力计算书 设计资料1、学号:07002637Lx ×Ly=4300×3600 q1=35kN/ m 2q2=20KN/ m 22、材料:地基的弹性压缩系数k=4.0×104 kN /m 3, 弹性模量E 0 = 5000 kN /m 2。
混凝土:C30,f t =1.43 N /mm 2,f c =14.3 N /mm 2,弹性模量E = 3.0×107kN/ m 2q1=35KN/m2q 2=20K N /m 2图1 框架几何尺寸及荷载示意图3、计算步骤取基本结构如图2,因结构对称,故x3=0可写出典型方程为:x 1·δ11+x 2·δ12+Δ1p =0 x 1·δ21+x 2·δ22+Δ2p =0(1) 由图乘法求的:4.24.2M1图11M2图x 2x 2105.04281.44105.04281.44Mp图δ11ˊ=EI 39.49 δ12ˊ=EI 64.17 Δ1p ˊ=EI82.3408- δ22’=EI3.13 Δ2p ’=EI 84.1547-(2)地板按弹性地基梁算出切口处的位移: ①判断梁的类型:α=44EIbk=0.3689(1/M ) 因为αL<2.75,故属短梁。
②计算X 1影响下的初参数:梁左端M 0=-4.2Q 0=0 梁右端M L =-4.3 Q L =0据表达式M=y 022αbkψ3+θ034αbk ψ4+M 0ψ1+Q 0α21ψ2 Q=y 0α2bk ψ2+θ022αbkψ3-M 0αψ4+Q 0ψ1其中 ψ1=ch αxcos αxψ2 =ch αxsin αx+sh αxcos αx ψ3=sh αxsin αxψ4 =ch αxsin αx-sh αxcos αx将各数值代入解得:y 10=1.45×10-5(m) θ10=-1.80×10-5(rad) ③在X 1=1作用下,由于弹性地基梁的变形,使框架切口处沿X 1方向产生的相对线位移为:b 11=-2×4.2×θ10=EI71.81 同理,在X 1=1作用下,使框架切口处沿X 2方向产生的相对角位移为:b 21=b 12=-2×θ10=EI45.19 在X 2作用下,框架切口处沿X 2方向的相对角位移为: b 22=-2×θ20=EI63.4 如图,在外荷载作用下,弹性地基梁(底板)的变形使框架切口处沿X 1和X 2方向产生位移,计算时应分别考虑外荷载传给地基梁两端的力R 及弯矩M 的影响,计算由两个对称弯矩引起A 点的角变方法同前。
地下建筑结构课程设计
地下建筑结构课程设计1. 课程设计背景地下建筑结构作为一种全新的建筑形式,具有广泛的应用前景。
课程设计旨在通过理论学习和工程实践,探究地下建筑结构的设计原理和施工技术,为学生提供完整的地下建筑设计方案和施工方案,培养学生的实际操作能力与创新意识。
2. 课程设计目标•理解地下建筑结构的特点、优点及适用范围,掌握地下建筑结构设计原理和施工技术;•能够独立开展地下建筑结构的设计方案和施工方案;•培养实际操作能力和创新意识,提高综合素质与团队合作精神。
3. 课程设计内容3.1 理论学习•地下建筑结构的特点和适用范围;•地下建筑结构的施工工艺和材料选用;•地下建筑结构的设计原理和方法;•地下建筑结构的质量控制和安全管理。
3.2 工程实践•地下建筑结构设计方案的编制;•地下建筑结构施工方案的编制;•制定地下建筑结构施工计划和施工日志;•地下建筑结构施工现场实习。
4. 课程设计方案4.1 课程设置4.1.1 线上学习•第一周:学习地下建筑结构的特点和适用范围;•第二周:学习地下建筑结构的施工工艺和材料选用;•第三周:学习地下建筑结构的设计原理和方法;•第四周:学习地下建筑结构的质量控制和安全管理。
4.1.2 线下实践•第五周:地下建筑结构设计方案的编制;•第六周:地下建筑结构施工方案的编制;•第七周:制定地下建筑结构施工计划和施工日志;•第八周:地下建筑结构施工现场实习。
4.2 课程评估•课堂参与度(20%):包括线上学习和线下实践两部分;•课程报告(30%):学生需提交地下建筑结构设计方案和施工方案;•实践成果(50%):参与地下建筑结构施工现场实习,实际操作能力和团队协作精神将作为重要评估标准。
5. 总结通过本次地下建筑结构课程设计,学生能够深入了解地下建筑结构的理论知识和实践技能,掌握地下建筑结构的设计原理和施工技术,培养实际操作能力和创新意识,提高综合素质与团队合作精神。
同时,本课程设计实用性强,使学生能够更好地适应未来的建筑市场需求。
地下建筑结构课程设计讲义lhmppt课件
1.平面应变; 2.中隔墙看作只承受轴力的二力杆;
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13
矩形闭合框架的计算——内力计算
(三)截面选择
已
结构力学
内
知
力
截
分
面
截面验算 配
在进行内力计算之前,先根据以往的经验(参照已有的类似
的结构)或近似计算方法假定各个杆件的截面尺寸,经内力计
矩图。P132
a) 2t m
b)
x2
C
B
x1
0.6m 3m
D
A
4m
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4m
24
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26
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1.592 1.118
2.40B 1.85
a)
1.592 C
D 1.118
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课程设计要求
•1.独立完成;
•2.缺席5次直接不及格;
q土 ihi
i
qmax
1 2
i
iHmax
Hmax
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tan2
a1
452tan
8
矩形闭合框架的计算——荷载计算
(一)顶板上的荷载
2.水压力 q水 whwkNm2 i
3.顶板自重 q自 重dkNm 2
4. 顶板所受的特载为
qt 顶
5.地面超载q
总和
q顶 q 土 q水 q 自 重 q顶 t q
q
Mi
Np
Ni
Qi
=Qp
-
q 2
b
地下建筑结构设计课程设计
目录1 绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 设计任务 (3)1.2.1 工程概况 (3)1.2.2 地形地貌 (3)1.2.3 工程地质、水文地质 (4)1.2.4 规划区西侧调查 (4)2 设计依据及规划思想 (6)2.1 设计依据 (6)2.2 设计思想 (6)3 管片衬砌报告 (7)3.1 隧道功能 (7)3.2 设计条件 (7)3.2.1 管片条件 (7)2.3.2 场地条件 (7)3.3 荷载的计算 (8)3.3.1 静荷载 (8)3.3.2 隧道底部静载荷反作用力: (8)3.3.3 隧道拱部垂直压力: (8)3.3.4 隧道底部垂直压力: (8)3.3.5 隧道拱部侧压力: (8)3.3.6 隧道底部侧压力 (8)3.3.7 地基反作用力位移 (9)3.3.8 反作用力 (9)3.4 内力计算 (9)3.5 计算配筋 (11)3.5.1 根据管片内力计算配筋及校核 (11)3.52 用计算系数法计算管片受最大正弯矩: (11)3.5.3 最大负弯矩管片外侧配筋 (12)3.6 验算衬砌管片的安全性 (13)3.6.1 验算管片在顶部最大轴向力作用处安全性 (13)3.6.2 验算最大剪力处截面最小尺寸 (13)3.6.3 配置箍筋验算 (13)3.7 验算连接缝 (14)3.7.1 连接的抵抗弯矩 (15)3.7.2 验算盾构千斤顶的推力是否符合要求 (15)3.7.3 截面A,截面B安全性校核 (17)3.7.3.1 截面A受正弯矩和轴向力 (17)3.7.3.2 截面B,承受符号弯矩和轴向力 (18)4 基坑降水设计 (19)4.1 降水工程概况 (19)4.1.1 基坑平面位置 (19)4.1.2 设计依据 (19)4.1.3 设计原则 (19)4.2 基坑尺寸确定 (19)4.2.1 基坑的深度 (19)4.2.2 基坑的平面尺寸 (20)4.3 降水计算 (20)4.3.1 工程地质及水文地质资料 (20)4.3.2 降水设计与计算 (20)5 基坑土钉墙支护设计报告 (22)5.1 概述 (22)5.1.1. 设计原则: (22)5.2. 设计方法和步骤: (23)5.2.1 计算土层参数。
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浅埋式闭合框架结构设计结构计算书一, 截面设计设S 为600mm,则有h 1=S+h=600+600=1200(mm),可得 h+S/3=800≤h 1=1200, 如右图所示。
二, 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。
图-2计算简图和基本结构图-1截面图由图-1的基本结构可知,此结构是对称的,所以就只有X 1和X 2,即可以得出典型方程为:系数是指在多余力x i 的作用下,沿着x i 方向的位移,△iP 是指在外荷载的作用下沿x i 的方向的位移,按下式计算:δij =δ‘ij +b ij △ij =△’iP +b ip δ’ij =ds i ∑⎰EJMjM 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)。
b ij ---底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处x i 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;b ip ---底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处x i 方向的位移。
1.2求δ‘ij 和△’iP ;X 1δ11+X 2δ12+△1P =0 X 1δ21+X 2δ22+△2P =0M 1=1×L y =3.4(kNm) M 2=1(kNm)M P 上=1/2×q 1×(L X /2)=66.15(kNm)M P 下=1/2×q 1×(L X /2)+1/2×q 2×L y 2=193.31(kNm)M1Q 10M2Q 20M P 上M P 下 M P 下-M P 上-3.40 -10 66.15 193.31 127.16以上摘自excel 文件;根据结构力学的力法的相关知识可以得到: δ’11=EIy21L 2/3M =4.85235E-05 δ’12=δ’21=EIL M y 1=2.14074E-05 δ’22=EIL L 2xy +⨯=2.03704E-05△’1p =EIM 3/4)M -(M L 1/3M 0.5L M 21P P y 1y P ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-下)(=-0.002777183图-5 M q图-6 M1作用时的弹性地基梁△’2P =EIL 1/3)M -(M 22L M 1M /2L 1/32-yP P y P P x ⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯下=-0.00154δ11' δ12' δ21' δ22' Δ1P ' Δ2P ' 4.85235E-05 2.14074E-05 2.14074E-05 2.03704E-05 -0.002777183 -0.00154以上摘自excel 文件 1.3 求b ij 和b ip α=44k EIb=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x 1x 2,x p 的的情况进行讨论。
φ1λ=ch αxcos αx=0.052751φ2λ=ch αxsin αx+sh αxcos αx=2.50804 φ3λ=sh αxsin αx=2.2475062φ4λ=ch αxsin αx-sh αxcos αx=2.411645 以x 1=1时为例说明如何求θ。
因为M Λ=-3.4 KNM ,Q Λ=0 KN 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 为下表的相应数值。
A B CD E F G H bk/2α2 bk/4α3 1 1/2α bk/2α bk/2α2 -α 1 146969.3846 199202.74551 1.355403005 54216.12022 146969.4 -0.368891这可以得到:M Λ=A φ3λy 0+B θ0φ4λ+CM 0φ1λ+DQ 0φ2λ Q Λ=Ey 0φ2λ+F θ0φ3λ+GM 0φ4λ+HQ 0φ1λ这可以得到:θ0=E -ABDF A CD --M A D +λλθ=-1.28174E-05 y 0=DF-EQ -Q 0λ=8.89132E-06 同理可以得到当x 2,x p 时的θ0和y 0。
见下表。
y 10 θ10 y 20 θ20 Y p0 θp08.89132E-06 -1.28174E-05 2.61509E-06 -3.76984E-06 -0.001393495 0.000893又b 11=2×L y ×θ10; b 12= b 21=2×θ10; b 22=2×θ20 ; b 1p =2×L x θp0; b 2p =;2θp0 和 δ11=δ‘11+b 11 δ12=δ21=δ‘12+b 12 δ22=δ‘22+b 22 △1p =△’1P +b 1p△2p =△’2P +b 2p根据以上公式就可以求出相应的值,详细的情况见来自excel 的表格:b 11 b 12 b 21 b 22 b 1pb 2p-8.71586E-05 -2.56349E-05 -2.56349E-05 -7.53967E-06 0.006075785 0.001787 δ11 δ12 δ21 δ22 Δ1PΔ2P-3.9E-05 -4.23E-06 -4.2E-06 1.283E-05 0.0032990.0002491.4 求X 1和X 2,又有典型方程:X 1δ11+X 2δ12+△1P =0, X 1δ21+X 2δ22+△2P =0可得, X 1=211222112P1222P 1-δδδδδδ∆+∆-=84.454767;X 2=21122211211P 2P 11--δδδδδδ∆+∆= 8.440127;1.5其他对于底板的弹性地基梁,可以得到她的初始值,然后像前面所述的那样求出它的关于M 和Q 的方程。
可知: M 0=M 1 X 1+M 2 X 2+M P 下= -102.2763345KNM ;Q 0= 63KN 可以推得:y 0 θ0-0.000620509 -0.000221.6弹性地基梁的M对地基上取若干个点,来计算它们的φ1 φ2 φ4 φ3,来为接下来的弯矩的计算做好准备,另外这些数据在计算剪力时也是需要的。
所以是比较的重要,如果他们都计算错了,那么,,,其他的夜很难正确,具体的数据见来自excel 得下表:Xφ1φ2φ3φ4αx 1地基0 100000.42 0.9999040.3098650.02400480.0024790.15493550.84 0.9984630.6195510.09601020.0198350.30987091.26 0.9922220.9281670.2159330.0669310.46480641.68 0.975422 1.233390.38345050.1585760.61974192.1 0.940026 1.5307640.59772420.3094040.77467732.52 0.875753 1.8129890.85701340.5336650.92961282.94 0.770167 2.069244 1.15818260.844864 1.08454833.36 0.608829 2.284541 1.4961049 1.255244 1.23948383.78 0.375546 2.439135 1.8629695 1.775064 1.39441924.2 0.052751 2.50804 2.2475062 2.411645 1.54935470.3 0.9999750.2213350.01224740.0009040.1106682然后由MΛ=Aφ3λy0+Bθ0φ4λ+CM0φ1λ+DQ0φ2λM地基-102.2763345-78.10522625-58.84364391-44.86055867-36.38728125-33.54960362-36.38728125-44.86055867-58.84364391-78.10522625-102.2763345-84.530533031.7两侧和上侧的M.又M x=M1 X1+M2 X2+M P下,可以得到以下表格:M上侧M两侧57.7098730657.7098733.8958730630.2668515.37387306 5.3670322.143873056-16.9896-5.794126944-36.803-8.440126944-54.0732-5.794126944-68.80032.143873056-80.984115.37387306-90.62473.06 3.78 33.89587306-97.72213.44.2 57.70987306-102.2763.1 0.3 40.15987306-98.38992.求框架的Q;2.1弹性地基梁的Q;因为Q x=Ey0φ2x+Fθ0φ3x+GM0φ4x+HQ0φ1x,所以可得:Q地基0 630.42 51.884120.84 39.693051.26 26.802561.68 13.497232.1 02.52 -13.49722.94 -26.80263.36 -39.6933.78 -51.88414.2 -630.3 55.188982.2其他的QX2两侧XP上侧Q上侧Q两侧图-7 M图0 0 63 37.4 0.34 0.42 50.4 29.92 0.68 0.84 37.8 22.44 1.02 1.26 25.2 14.96 1.36 1.68 12.6 7.481.72.1 0 0 2.04 2.52 -12.6 -7.48 2.38 2.94 -25.2 -14.96 2.723.36 -37.8 -22.44 3.06 3.78 -50.4-29.92 3.4 4.2 -63 -37.4 3.1 0.3 54 -30.82.3 框架的轴力N; 对于上侧N=q 2L y, 对于两侧N=1/2q 2L x 对于地基N= q 2L y ;则有N 地基N 上侧N 两侧0 0 0 -74.8 -74.8 -63 0.42 0.34 0.42 -74.8 -74.8 -63 0.84 0.68 0.84 -74.8 -74.8 -63 1.26 1.02 1.26 -74.8 -74.8 -63 1.681.361.68-74.8-74.8-632.1 1.7 2.1 -74.8-74.8-632.52 2.04 2.52 -74.8-74.8-632.94 2.38 2.94 -74.8-74.8-633.36 2.72 3.36 -74.8-74.8-633.78 3.06 3.78 -74.8-74.8-634.2 3.4 4.2 -74.8-74.8-630.3 3.1 0.3 -74.8-74.8-63图-9 N图三,配筋以上侧(顶板)为例讲述框架的各部分的配筋情况。