《地下工程》课程设计
地下工程课程设计
地下工程课程设计地下工程课程设计是一门涉及地下空间利用和地下工程建设的专业课程。
通过该课程的学习,学生可以了解地下工程的设计原理、施工技术以及管理方法,为未来从事地下工程相关工作打下坚实的基础。
地下工程是指在地下空间进行的各类工程建设,包括地下隧道、地下车库、地下管网等。
这些工程通常是为了解决城市发展带来的土地资源有限的问题,利用地下空间进行补充和扩展,以满足城市的需求。
在地下工程课程设计中,学生需要参与到一个实际的地下工程项目中,从立项到设计再到施工,全面了解地下工程的整个过程。
首先,学生需要对项目进行调研和勘察,了解地质条件、地下水位以及其他可能影响工程建设的因素。
然后,根据调研结果,制定地下工程的设计方案,包括结构设计、防水设计、通风与排水设计等。
在设计方案确定后,学生需要进行施工图的绘制,并编制施工组织设计和施工方案,确保地下工程的安全和顺利进行。
在地下工程的施工过程中,学生需要学习和掌握各种地下工程施工技术。
例如,地下隧道的施工需要使用掘进机械和爆破技术,地下车库的施工则需要考虑通风和排水等问题。
同时,学生还需要了解和遵守相关的法律法规,确保地下工程的施工符合规范和标准。
除了技术和管理方面的内容,地下工程课程设计还需要注重培养学生的创新能力和团队合作精神。
学生需要在团队中扮演不同的角色,分工合作,共同完成地下工程项目的设计和施工。
在这个过程中,学生需要学会与他人进行有效的沟通和协调,解决问题和应对挑战。
地下工程课程设计是一门重要的专业课程,通过该课程的学习,学生可以掌握地下工程的设计和施工技术,并培养创新能力和团队合作精神。
这将为他们未来从事地下工程相关工作提供有力的支持和保障。
北京交通大学土木建筑工程学院地下工程课程设计
目录第一章设计概况 (1)一、工程地质概况 (1)二、隧道概况 (1)三、设计过程 (2)第二章荷载计算 (2)一、永久荷载 (2)二、可变荷载 (3)三、荷载组合 (4)第三章建立模型 (5)一、建立明挖隧道模型 (5)二、定义边界条件 (5)三、施加荷载 (5)第四章分析工况 (7)第五章感想 (10)附录 (11)附表一各单元内力输出值 (11)附图一荷载分布图 (13)附图二明挖隧道衬砌划分单元建模图 (14)附图三轴力图(Midas GTS) (15)附图四弯矩图(Midas GTS) (16)附图五剪力图(Midas GTS) (17)附图六轴力图(Auto CAD) (18)附图七弯矩图(Auto CAD) (19)附图八剪力图(Auto CAD) (20)第一章设计概况一、工程地质概况线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部,第四纪地层沉积韵律明显,地层由上到下依次为:杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。
其主要物理力学指标如表一。
表一各层土的物理力学指标二、隧道概况隧道顶部埋深6m;采用明挖法施工;地下水位在地面以下4m处。
隧道断面形式和隧道埋深及土层情况见图一。
图一隧道埋深及土层分布图(单位:m)三、设计过程1、根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋;2、计算作用在结构上的荷载(仅按使用阶段考虑);3、进行荷载组合,只按照基本组合构件计算(1.35×永久荷载+1.3×可变荷载);4、绘出结构荷载图;5、利用ANSYS或Sap或Midas程序计算结构内力,绘出结构内力图(弯矩图、轴力图和剪力图);6、提交完整的设计书。
第二章荷载计算一、永久荷载1、结构自重结构自重可以由Midas GTS软件在工况分析时激活,所以只需定义梁单元的材料特性,就可以在结构计算中激活自重荷载,这里就不做计算。
2、围岩压力地下结构的埋深小于天然拱高度,判断该明挖隧道为极浅埋。
出于安全考虑,所有土压力采用水土分算法,不考虑粘聚力对侧向土压力的影响,侧向土压力按郎肯主动土压力计算。
地下工程课程设计任务书
地下结构设计原理课程设计任务书一、课程设计的目的、意义本课程设计是土木工程专业(岩土与地下工程方向)的主要实践教学环节之一。
通过课程设计使学生掌握公路隧道衬砌的设计理论和设计方法,提高分析问题和解决问题的能力,加强学生文字表达能力,计算技巧等基本功训练,初步培养学生熟悉和运用行业设计规范,并具备解决工程设计问题的能力,能独立进行公路隧道工程的设计。
培养学生综合运用所学的理论知识,为毕业设计或毕业后从事隧道工程设计或施工工作打下良好基础。
课程设计是《地下工程》课程教学的重要实践性环节,是使学生熟练掌握隧道设计计算原理和计算方法的重要内容,为进一步的毕业论文和设计打下基础。
要求每个学生高度重视,必须认真按时完成。
课程设计未完成的或未上交的学生不得参加本课程的期末考试。
二、时间安排根据高等学校土木工程专业隧道及地下工程方向《地下工程》课程教学大纲要求:本课程安排两周的课程设计,采取分散进行的方式。
按照本学期本课程教学的实际教学情况,对课程设计工作做如下安排:1、根据教学进度,在讲授隧道结构计算章节前后将课程设计任务布置给学生;2、从讲授隧道结构计算内容算起,分散在4周时间内完成课程设计全部内容;3、课程设计计算书完成后,在第16周二(2014年6月10日)前由各班班长收集齐全后交指导教师;三、课程设计题目及资料1、课程设计题目:公路隧道结构计算分析老鹰岩隧道位于四川省乐山市马边县和沐川县之间,为一直线型隧道,公路等级:二级公路;道路设计行车速度: V=40km/h;隧道设计速度:V=40km/h。
起止桩号为K49+785~K50+030,长245米。
主洞净宽9米,净高5米。
洞口段地质条件较差,对于V 级围岩地段,留核心土环形掏槽开挖;IV 级围岩地段,采用台阶法开挖。
施工支护采用喷射混凝土、钢筋网、钢架和锚杆联合支护,并辅以小导管等超前支护。
洞口浅埋段钢筋砼衬砌应及时施作。
洞身Ⅴ级围岩地段建议采用留核心土环形掏槽开挖或半断面开挖,短台阶法施工;洞身Ⅳ级围岩地段采用半断面开挖,短台阶法施工。
地下工程课设
地下工程课程设计地铁车站主体结构设计(地下矩形框架结构)《学院名称:土木工程学院班级:学生姓名:学生学号:指导教师:许炜萍目录第一章课程设计任务概述 (1)课程设计目的 (1)设计规范及参考书 (1)课程设计方案 (1)方案概述 (1)主要材料 (4)课程设计基本流程 (4)第二章平面结构计算简图及荷载计算 (5)第三章结构内力计算 (6)第四章结构(墙、板、柱)配筋计算 (7)第一章 课程设计任务概述课程设计目的初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程;通过课程设计学习,熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程;掌握平面简化模型的计算简图、主动荷载及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现;通过实际操作,掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法;掌握地下矩形框架结构的内力分布特点,并根据结构内力完成配筋工作。
为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。
设计规范及参考书1、《地铁设计规范》2、《建筑结构荷载规范》3、《混凝土结构设计规范》4、《地下铁道》(高波主编,西南交通大学出版社)5、《混凝土结构设计原理》教材6、计算软件基本使用教程相关的参考书(推荐用ANSYS )课程设计方案方案概述某地铁车站采用明挖法施工,结构为矩形框架结构,结构尺寸参数详见表1-2。
车站埋深,地下水位距地面,中柱截面横向尺寸固定为(如图1-1横断面方向),纵向柱间距8m 。
为简化计算,围岩为均一土体,土体参数详见表1-1,采用水土分算。
路面荷载为2/20m kN ,钢筋混凝土重度3/25m kN co =γ,中板人群与设备荷载分别取2/4m kN 、2/8m kN 。
荷载组合按表1-3取用,基本组合用于承载能力极限状态设计,标准组合用于正常使用极限状态设计。
要求用电算软件完成结构内力计算,并根据《混凝土结构设计规范》完成墙、板、柱的配筋。
图1-1 地铁车站横断面示意图(单位:mm)表1-1 地层物理力学参数注:饱和重度统一取“表中重度+3”。
地下工程施工课程设计(3篇)
第1篇一、设计背景随着城市化进程的加快和地下空间利用需求的增加,地下工程施工技术在我国得到了广泛应用。
为了提高学生对地下工程施工技术的理解和掌握,本课程设计旨在让学生通过实际操作和理论分析,深入了解地下工程施工的基本原理、施工方法和施工组织,培养其解决实际工程问题的能力。
二、设计目标1. 理解地下工程的概念、分类和特点;2. 掌握地下工程施工的基本原理、施工方法和施工组织;3. 培养学生分析、解决实际工程问题的能力;4. 提高学生的团队合作精神和沟通能力。
三、设计内容1. 地下工程概况(1)地下工程的分类:按领域用途、空间位置等进行分类;(2)地下工程的特点:如施工环境复杂、安全风险高、施工难度大等;(3)地下工程施工的基本要求:如保证施工质量、安全、环保等。
2. 地下工程施工方法(1)明挖法:放坡开挖、非放坡开挖等;(2)暗挖法:浅埋暗挖法、盾构法、沉管法等;(3)特殊施工方法:如冻结法、顶管法等。
3. 地下工程施工组织(1)施工组织设计:包括施工进度、施工方案、施工资源、施工质量、安全、环保等方面的内容;(2)施工平面布置:包括施工场地、施工道路、临时设施、施工设备等;(3)施工资源配置:包括人力、物力、财力等。
4. 地下工程施工案例分析选择典型地下工程案例,分析其施工过程中的关键技术、施工组织、施工管理等方面的问题,总结经验教训。
四、设计步骤1. 确定设计题目,收集相关资料;2. 分析地下工程概况,确定施工方法;3. 制定施工组织设计,进行施工平面布置;4. 进行施工资源配置,确定施工进度;5. 撰写课程设计报告,进行答辩。
五、设计评价1. 设计报告的完整性、合理性;2. 施工方案的科学性、可行性;3. 施工组织设计的合理性、有效性;4. 案例分析的真实性、深度;5. 团队合作精神和沟通能力。
通过本次地下工程施工课程设计,学生将全面了解地下工程施工技术,提高其解决实际工程问题的能力,为今后从事地下工程相关工作奠定坚实基础。
地下工程课程设计说明书
《地下工程课程设计》学院: 河海学院专业:地质工程班级:2010级一班学生姓名:林弟涛学号:10480127指导老师:翁其能2013年1月5日一、工程概况1、设计概况拟建通道位于重庆市九龙坡区九龙广场地下车库与沃尔玛车库间,两车库边墙间隔厚15米,沃尔玛车库底地面标高高出九龙广场地下车库底地面标高4.95米;沃尔玛车库高4.27米,九龙广场车库高6.2米。
顶部地表平坦,拟建通道埋深为1~4米。
2、周边情况根据资料与现场勘察,靠近九龙车库一侧分部有地下管线,及一条地下排水涵洞,涵洞顶位于车库及拟建通道下部约1-8m深处。
在拟建通道附近分布有给水、排水管道、隔油池、降温池、污水检查井、雨水检查井等。
地表为沃尔玛前广场人行道与景观花台、喷泉等,无车辆通过。
3、工程地质情况根据资料调查与现场踏勘,车库隔墙间地层为原施工后的杂填土,主要为含碎石粘土,区域无地下水埋藏。
根据调查资料,取计算土体物理力学参数如下:土体物理力学参数表编号岩性厚度(m)容重(kN/m3)C(kPa)φ(度)K0基床系数(MPa/m)垂直水平1 杂填土4-10 20 24 16二、设计依据1、甲方提供的建筑总平面图、地形图、地下管线图、主体框架平面图和剖面图;2、现场踏勘情况及对工程环境的调查研究;3、国家现行有关建筑法律法规;设计规范、标准等。
4、参考规范:《重庆市建筑地基基础设计规范》(DBJ50-047-2006)《地铁设计规范》(GB50157-2003)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)《地下工程防水技术规范》(GB 50108-2001)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99)《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)《基坑土钉支护技术规程》(CECS96-97)三、方案比选3.1初选方案该工程周边环境复杂,场地较小,但基础埋深5m,实际开挖深度4.75m,因此工程基坑支护的重点主要控制基坑变形,以保证领近建筑物的安全。
《地下工程》课程设计大纲及指导书
《地下工程》课程设计大纲及指导书
2周
课程设计总学分:2分
课程设计周次:14~15周
适用专业及年级:土木工程专业方向:岩土工程
大纲主撰人:地下工程教研室
指导教师:王立平朱昌星
一、课程设计目的和基本要求
课程是土木工程专业《地下工程》课程教学过程中重要的实践性教学环节,为岩土与地下工程方向的必修课程,属专业教学模块。
其重要性体现在:
①作为课程教学中的一项重要内容,是完成教学计划达到教学目标的重要环节,是教学计划中综合性较强的实践教学环节。
要求每个学生高度重视,必须认真按时完成。
课程设计未完成或未上交的不得给予相应学分。
②使学生熟练掌握地下工程设计计算原理和施工方法的重要内容,为下一步的毕业实习和设计打下理论和实践基础。
③对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。
通过地下工程课程设计,使学生进一步了解地下工程的总体布局方式、场地施工布置、交通、供电等,掌握地下工程断面设计与支护结构设计方法,掌握地下工程施工程序与组织设计方法等。
要求在老师的指导下,。
华科95分地下工程课程设计..
目录1.工程概况 (1)2.设计说明 (1)2.1设计依据: (1)2.1.1设计依据: (1)2.2计算模型: (1)2.2.1 荷载结构模型 (1)2.2.2 地层结构模型 (2)3.方案选型 (2)3.1方案介绍 (2)3.2方案比选 (2)4.内力计算 (3)4.1结构力学求解器建模 (3)4.1.1工况一 (3)4.1.2工况二................................................................................................ . 114.1.3工况三 (17)4.2 Plaxis有限元软件建模 (24)4.2.1 工况一 (26)4.2.2 工况二 (28)4.2.3 工况三 (29)4.2.4 工况四 (30)4.2.5 工况五 (31)4.2.6 工况六 (32)4.3同济曙光建模 (33)5.降水方案 (14)6.监测方案 (14)6.1监测目的 (14)6.2监测内容 (14)6.3监测方法 (14)7.方案优化 (3)7.1优化说明 (14)7.2最终方案 (14)7.3设计不足 (14)设计心得 (46)致谢 (46)一.工程概况本次课程设计是某地铁车站深基坑支护设计。
本工程基坑设计参数选择如下表所示:地铁车站基坑支护结构计算参数选择表1地铁车站基坑支护结构计算参数选择表2地铁车站基坑支护结构计算参数选择表3二.设计说明2.1设计依据1.规范:①《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)②《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)2.书籍:①《地下建筑结构》朱合华主编,中国建筑工业出版社,2011年②《地下工程》关宝树主编,高等教育出版社,2007年③《混凝土结构设计原理》四校合编,中国建筑工业出版社,2012年3.设计软件:①清华大学结构力学求解器②Plaxis通用岩土有限元计算软件③同济曙光软件④同济启明星软件2.2计算模型2.2.1荷载结构模型本模型采用荷载结构法计算基坑开挖产生的结构内力。
地下工程教案123
第一章绪论教案一、准备阶段(导入、评价)1、由典型建筑ppt引入课题与学生共同探讨典型的地下结构工程,让学生回答身边见过的地下结构工程有哪些?结合图片共同认识探讨。
要求:使学生能够总体对于地下结构有个初步的认识了解手段:PPT配图演示、教材计划用时:15分钟评价:考察学生对地下结构的认知程度。
二、陈述阶段(主体、评价)1、地下工程学科的性质和任务纵观全世界著名的结构案例,结合地下工程的发展概况;引导学生总结地下结构的特点,体会地下空间的定义,从而逐步加深学生对地下工程的全面认识;播放多媒体图片,让学生了解地下空间开发利用的历史。
计划用时:15分钟评价:学生的互动情况、概括总结能力。
2、地下工程分类结合图片,设置讨论专题,地下工程的分类有哪些;播放多媒体图片的形式,共同总结分析得出结论。
按照功能、存在环境、建造方式、埋置深度分类。
计划用时:15分钟3、可供有效利用的地下空间资源介绍地下空间资源基本含义,让学生了解地下空间资源蕴藏总量及可供合理开发利用的地下空间资源总量。
拓宽学生视野,增加学习兴趣。
计划用时:10分钟4、城市地下综合体结合日本案例,得出地下综合体定义。
地下铁道、公路隧道、地下过街人行横道、地下车站间的连接通道、地下公共停车库、商业设施和饮食、休息、等服务设施,文娱、体育、展览等设施、市政公用设施的主干管、线、为综合体本身使用的通风、空调、变配电、供水排水等设备用房和中央控制室等。
总结地下综合体的特征。
计划用时:15分钟三、训练阶段(主体、评价)1、学生理解地下工程的特点学生分组讨论,老师最后总结。
做相关练习题,检查学生对知识点的理解程度。
要求学生认真讨论总结,教师适时给与提示与指导。
计划用时: 20分钟四、成就阶段(结束、评价)计划用时:10分钟1、知识点总结2、布置作业第一章绪论教案一、准备阶段(导入、评价)1、由典型建筑ppt引入课题与学生共同探讨地下结构工程的主要特性,让学生回答地下结构工程有哪些特性?结合图片共同认识探讨。
地下工程课程设计
《地下工程》课程设计——新奥法隧道二次衬砌结构设计姓名:班级:》学号:指导老师:&*华中科技大学土木工程与力学学院2015 年 12 月目录1、设计任务书 (3)基本设计资料 (3)设计要求 (4)参考资料 (4)2、计算工况 (5)¥参数 (5)围岩压力 (5)拟定二次衬砌截面尺寸 (5)3、衬砌结构内力 (6)4、衬砌结构配筋 (12)')%'1、设计任务书基本设计资料(1)工程概况某三心圆带仰拱隧道,隧道内净空的高度为 m,内净空宽度为11 m,建筑限界和内净空的横断面形状和尺寸如图2-1所示,地表至隧道内净空顶部H=20 ~ 60 m。
拟采用新奥法复合式支护结构,二次衬砌采用C25钢筋混凝土,混凝土弹= GPa,泊松比μc=,钢筋采用HRB335,钢筋抗拉强度标准值为340MPa。
性模量Ec(2)围岩性质假设隧道所在土体为黏性土,围岩级别为Ⅴ级,平均γ=18~20 kN/m3,平均黏聚力c =30~60kPa,内摩擦角φ=20~30°,泊松比为~,变形模量E为15~30MPa。
,图1-10 衬砌横断面尺寸(单位:cm)设计要求(1)确定具体计算工况,包括选定隧道埋深、土体黏聚力、内摩擦角、变形模量等指标。
(各位同学之间不得雷同)。
(2)根据经验,初步拟定二次衬砌截面尺寸。
(3)确定隧道埋深条件(深埋或浅埋),并计算围岩压力。
深埋隧道采用普氏理论进行计算,浅埋隧道采用岩柱理论或太沙基松动理论进行计算,超浅埋隧道采用土柱理论进行计算。
(4)采用荷载-结构模型(假定抗力计算模型或弹性地基梁计算模式)计算二次衬砌内力,计算中只考虑围岩压力和二次衬砌结构自重,直接按照标准值进行组合,无需考虑荷载组合分项系数。
(5)验算截面承载力,优化截面尺寸,并进行配筋设计。
验算中,只需进行正截面抗拉、抗压、抗弯验算,无需进行正截面和斜截面抗剪验算、裂缝验算、变形验算等。
/(6)编写设计计算书。
地下工程课程设计
土木建筑学院课程设计说明书课程名称:地下工程设计题目:新河煤矿-760m暗斜井碎胀软岩支护设计专业(方向):土木工程(岩土工程)班级:06设计人:王文远指导教师:乔卫国山东科技大学土木建筑学院09年07 月17 日课程设计任务书专业(方向):岩土工程班级:土木06-1学生姓名:王文远学号:0326课程设计题目:新河煤矿-760m暗斜井碎胀软岩支护设计原始资料:1、新河煤矿-760m暗斜井工程概况2、地质条件3、巷道破坏状况设计应解决下列主要问题:1、巷道破坏机理分析2、支护方案选择3、支护参数设计设计图纸:1、巷道支护设计断面图五、命题发出日期:09.7.6 设计应完成日期:设计指导人(签章):系主任(签章):日期:年月日指导教师对课程设计评语指导教师(签章):系主任(签章):日期:年月日课程设计说明书(题目一)1 原始条件暗斜井工程概况新河煤矿-760水平暗斜井是由济南煤矿设计院设计。
其中回风暗斜井全长851.83m,倾角250;轨道暗斜井全长960m,倾角220;胶带暗斜井全长996m,倾角210;-760m水平三条暗斜井设计断面均为直墙半圆拱形,支护方式为锚带网,其中锚杆直径为18mm、长为2m的等强金属螺纹钢锚杆,锚杆间排距为800mm×800mm,金属网为直径4.5mm、网孔100mm×100mm的冷拔丝焊结而成。
新河矿暗斜井断面图三条暗斜井均于2005年2月16日前后破土动工,现已掘进300m左右。
其中回风和轨道暗斜井破坏最为严重,后经修复之后,目前仍处于不稳定状态。
地质条件-760m水平三条暗斜井均位于坡刘庄保护煤柱内,其中向北邻近一采区,向东北邻近工业广场保护煤柱,当三条暗斜井即回风暗斜井、轨道暗斜井及胶带暗斜分别到达大约-430、-456和-512水平时,将穿越嘉祥支三大断层,该断层倾角300,落差在120m~600m 之间,预计断层附近断裂构造将较为发育,也有可能伴生其它构造,另外,由于对嘉祥支三大断层勘探资料较少,对断层的赋水性、导水性、断层带的宽度、充填状况、胶结程度等还有待于进一步查明,或者当工程快接近该断层时,用打超前钻孔的办法详细查明断层的赋存状况,以便为采取有针对性的措施提前作好准备。
地下工程课程设计大纲设计及指导书
《地下工程》课程设计大纲及指导书课程设计总周数:2周课程设计总学分:2分课程设计周次:14~15周适用专业及年级:土木工程专业方向:岩土工程大纲主撰人:地下工程教研室指导教师:王立平朱昌星一、课程设计目的和基本要求课程是土木工程专业《地下工程》课程教学过程中重要的实践性教学环节,为岩土与地下工程方向的必修课程,属专业教学模块。
其重要性体现在:①作为课程教学中的一项重要内容,是完成教学计划达到教学目标的重要环节,是教学计划中综合性较强的实践教学环节。
要求每个学生高度重视,必须认真按时完成。
课程设计未完成或未上交的不得给予相应学分。
②使学生熟练掌握地下工程设计计算原理和施工方法的重要内容,为下一步的毕业实习和设计打下理论和实践基础。
③对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。
通过地下工程课程设计,使学生进一步了解地下工程的总体布局方式、场地施工布置、交通、供电等,掌握地下工程断面设计与支护结构设计方法,掌握地下工程施工程序与组织设计方法等。
要求在老师的指导下,参考已学过的课本及有关资料,综合应用地下工程的基本理论、基本知识,进行地下工程设计计算,并绘制地下工程开挖、支护施工图,为学生今后从事地下工程设计、施工和技术管理打下良好基础。
根据本课程的特点,学生学完本课程和做完课程设计以后,应达到下列基本要求:(1) 掌握地下工程有关的概念,了解地下工程性质、规模等;(2) 了解所设计的工程区内主要工程地质与水文地质条件;(3)掌握地下工程建筑结构与施工组织设计方法。
二、课程设计方式本课程是地下工程实践性环节。
主要采用集中辅导和个别辅导相结合的指导方式,集中辅导采用课堂教学,主要结合教学视频、施工图片等,让学生深刻了解有关地下工程的设计与施工。
(一)集体辅导通过课堂讲授,使学生进一步明确课程设计的任务、内容、要求、设计步骤等;通过典型例题分析使学生对地下工程的结构型式、结构布置和受力特点有更深的了解,掌握地下工程支护结构的作用、布置和设计方法,介绍编写计算书及绘制施工图时容易出错的地方和注意事项。
地下工程基坑课程设计
地下工程基坑课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解地下工程基坑的基本概念、分类及功能;2. 学生掌握基坑工程的设计原理、施工方法及质量控制要点;3. 学生了解基坑工程中的常见问题及处理方法;4. 学生掌握基坑工程安全防护措施及环境保护要求。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析基坑工程案例,提出合理的设计方案;2. 学生能够运用绘图软件绘制基坑施工图;3. 学生能够运用计算软件进行简单的基坑稳定性分析;4. 学生具备一定的团队协作能力,能够参与基坑工程的招投标活动。
情感态度价值观目标:1. 学生对地下工程基坑产生兴趣,树立工程建设的责任感和使命感;2. 学生认识到基坑工程在城市建设中的重要性,增强环保意识;3. 学生通过学习,培养严谨的科学态度和良好的职业道德;4. 学生在团队协作中,学会尊重他人,提高沟通能力和团队精神。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点,注重理论知识与实践技能的结合。
课程性质为理论与实践相结合,旨在培养学生具备基坑工程设计、施工和管理的能力。
在教学过程中,教师需关注学生的个体差异,充分调动学生的主观能动性,鼓励学生积极参与讨论和实践。
通过本课程的学习,学生能够掌握基坑工程的基本知识,具备一定的实践操作能力,为未来从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 基坑工程概述- 基坑工程的定义、分类及功能;- 基坑工程在城市建设中的应用。
2. 基坑工程设计原理- 基坑支护结构类型及适用条件;- 基坑稳定性分析及设计方法;- 基坑降水与排水设计。
3. 基坑工程施工技术- 基坑施工工艺流程;- 施工质量控制及验收标准;- 施工安全防护措施。
4. 基坑工程案例分析- 典型基坑工程案例介绍;- 案例分析及启示。
5. 基坑工程环境保护与可持续发展- 基坑工程对环境的影响;- 环保措施及绿色施工;- 基坑工程的可持续发展。
教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,按照以下进度安排:第一周:基坑工程概述;第二周:基坑工程设计原理;第三周:基坑工程施工技术;第四周:基坑工程案例分析;第五周:基坑工程环境保护与可持续发展。
地下工程课程设计
地铁区间隧道结构设计计算书一、设计任务对某区间隧道进行结构检算,求出内力,并进行配筋计算。
具体设计基本资料如下:1.1 工程地质条件线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部,第四纪地层沉积韵律明显,地层由上到下依次为:杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。
其主要物理力学指标如表1,本地区地震烈度为6度。
1.2 其他条件地下水位在地面以下5m处;隧道顶板埋深6m;采用暗挖法施工,隧道断面型式为马蹄形。
断面详细尺寸如图1。
隧道所在地层情况如图2。
二、设计过程2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋;可以采用《铁路隧道设计规范》推荐的方法,即有上式中s 为围岩的级别;B 为洞室的跨度;i 为B 每增加1m 时的围岩压力增减率。
由于隧道拱顶埋深6m ,位于粉土层、细砂层和圆砾土中,根据《铁路隧道设计规范》可知,围岩为Ⅵ级围岩。
则有:因为埋深h c =6m<h *=21.6m,可知该隧道为极浅埋。
2.2 计算作用在结构上的荷载; 1 永久荷载A 顶板上永久荷载a. 顶板自重(可只考虑二衬)250.410q d KPa γ==⨯=由于拱顶埋深6m ,则顶上土层有杂填土、粉土,且地下水埋深5m ,应考虑土层压力和地下水压力的影响。
b. 地层竖向土压力()()()i =162185226.21065102.2i q h KPa γ=⨯+⨯-+-⨯-=∑ 土 c. 地层竖向水压力()=106510KPa w w q h γ=⨯-= 水B 底板上永久荷载 a. 底板自重250.410q d KPa γ==⨯=b. 水压力(向上):()=1065+890KPa w w q h γ=⨯-= 水(底)C 侧墙上永久荷载地层侧向压力按主动土压力的方法计算,由于埋深在地下水位以下,需考虑地下水的影响。
(为简化计算,按水土分算)a. 侧墙自重254100q d KPa γ==⨯=b.隧道侧墙粉土层土压力:2221=tan 45-=tan 45-=0.47222ϕλ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭粉土隧道顶部侧向土压力:1e =q =0.472102.2=48.238KPa λ⨯ 粉土土粉土层底部处侧向土压力:()()'21e =q h =0.472102.226.210155.885KPa λγ++-⨯=⎡⎤⎣⎦ 粉土土粉土c. 隧道侧墙细砂层土压力:2222=tan 45-=tan 45-=0.45522ϕλ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭细砂细砂层顶部侧向土压力:()()'31e q h 0.455102.226.210153.872KPa λγ=+=+-⨯=⎡⎤⎣⎦ 细砂土粉土细砂层底部侧向土压力:()()()''412q h h =0.455102.226.2101+26.6105.595.414e KPaλγγ=+++-⨯-=⎡⎤⎣⎦ 细砂土粉土细砂d. 隧道侧墙圆砾土层土压力:2225=tan 45-=tan 45-=0.40622ϕλ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭圆砾土圆砾土层顶部侧向土压力:()()()''512e q h h 0.406102.226.2101+26.6105.585.138KPaλγγ=++=+-⨯-=⎡⎤⎣⎦ 圆砾土土粉土细砂隧道底部侧向土压力:()()()()()'''6123q h h h 0.406102.226.2101+26.6105.5271081 5.595.491e KPa λγγγ=+++=+-⨯-+-⨯--⎡⎤⎣⎦= 圆砾土土粉土细砂圆砾土 d. 隧道侧墙水力隧道侧墙顶部 水力:110e q KPa ==水水隧道侧墙底部水力:290e q KPa ==水水(底)2 可变荷载地面车辆荷载20q KPa =车车辆荷载在各土层引起的侧向压力:10.472209.44e q KPa λ==⨯= 车粉土车 0.455209.1e q KPa λ==⨯= 车2砂土车 30.406208.12e q KPa λ==⨯= 车圆砾土车3 偶然荷载在本设计中,仅考虑比较简单的情况,偶然荷载可以不用计算。
地铁地下工程课程设计
地铁地下工程课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生了解地铁地下工程的基本概念、原理和施工技术。
2. 掌握地铁地下工程的设计要求、施工流程和安全措施。
3. 熟悉地铁地下工程与城市规划、环境保护的关系。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析地铁地下工程问题的能力。
2. 提高学生设计简单地铁地下工程方案的能力。
3. 培养学生运用现代技术手段进行地铁地下工程施工与管理的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对地铁地下工程的兴趣,激发探究精神。
2. 增强学生的安全意识,认识到地铁地下工程安全的重要性。
3. 培养学生关注城市交通、环境保护等社会问题的责任感。
课程性质:本课程为选修课程,旨在拓展学生的专业知识,提高实践能力。
学生特点:学生为高中生,具有一定的物理、数学和地理知识基础,思维活跃,好奇心强。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分运用现代教育技术手段,提高课程的趣味性和实用性。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为未来的城市规划、工程建设等领域培养优秀人才。
二、教学内容1. 地铁地下工程概述- 地铁发展简史- 地铁地下工程分类与功能- 地铁地下工程在我国的发展现状与趋势2. 地铁地下工程设计- 设计原则与要求- 地铁线路设计- 地铁车站与区间设计3. 地铁地下工程施工技术- 施工方法与工艺- 施工组织与管理- 施工安全与质量控制4. 地铁地下工程环境保护- 环境保护措施- 噪音与振动控制- 生态环境保护5. 地铁地下工程案例分析- 国内外典型地铁地下工程案例- 案例分析方法与技巧- 案例启示与总结教学内容根据课程目标,结合教材章节进行组织,注重科学性和系统性。
教学进度安排合理,确保学生在掌握基本理论知识的基础上,能够深入了解地铁地下工程的实践应用。
通过本章节的教学,使学生全面了解地铁地下工程的设计、施工、环保等方面内容,为今后从事相关工作奠定基础。
三、教学方法针对地铁地下工程课程的特点和教学目标,采用以下多样化的教学方法:1. 讲授法:以教师为主导,系统地讲解地铁地下工程的基本概念、原理和施工技术。
(于见水)地下工程课程设计
上海迎宾三路隧道工程地下连续墙结构设计
地下工程设计与施工课程设计
5.2 土压力计算............................................................................... 20 5.3 支撑内力计算 ........................................................................... 22 5.4 基坑底部土体的抗隆起稳定性验算.............................................. 32 5.5 抗渗流验算 ............................................................................... 34 5.6 围护墙的抗倾覆稳定性验算........................................................ 36 5.7 整体圆弧滑动稳定性验算;........................................................ 37 5.8 地连墙截面配筋计算 ................................................................. 38 6 地下连续墙施工组织设计 ..................................... 39 6.1.1 概述 ...................................................................................... 39 6.1.2.工程地质和水文地质 .............................................................. 40 2.施工部署 .................................................... 42 6.2.1.施工区域划分 ........................................................................ 42 6.2.2 施工顺序 ............................................................................... 43 3 施工准备 ..................................................................................... 44 6.3.1.施工总平面布置 ............................................................... 44 6.3.2.施工用水 ......................................................................... 44 6.3.3.施工用电 ......................................................................... 45 6.3.4.工地排水 ......................................................................... 45 6.3.5.施工道路 ......................................................................... 46 6.3.6.集土坑设置 ...................................................................... 46 6.4.施工进度计划 ........................................................................... 46 6.5.施工机械设备计划..................................................................... 46 6.6.劳动力计划............................................................................... 47
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《地下工程课程设计》目录一、目的 (2)二、设计资料 (2)三、隧道设计 (2)四、管片衬砌结构设计 (7)五、轨道设计 (12)六、参考文献 (13)地铁区间盾构隧道建筑限界的确定与横断面设计一.目的:通过课程设计,使学生掌握地铁区间隧道车辆轮廓线、车辆限界、设备限界和建筑限界的计算过程与影响因素,车辆类型,支护结构类型,轨道类型,受电弓知识,直线与曲线隧道计算超高的办法及其对隧道建筑限界的影响等知识,使学生能够在任一速度和曲线半径下,选择车型和轨道设计,进行隧道衬砌选择和衬砌管片的选择,并且设计出管片的厚度和二次衬砌的厚度(若需要),绘出给定条件下的隧道建筑限界图(车辆轮廓线图、车辆限界图、设备限界图和建筑限界图),并给出具体控制点的坐标值,绘出单(复)线隧道直线和曲线条件下的衬砌内轮廓图,绘出衬砌设计图,绘出管片设计图等。
二.设计资料:取之于“广州地铁某线某区间盾构隧道设计”。
圆形盾构地铁区间隧道,底层参数为:粉粘土,上覆地层高12.0m,容重18.0kN/m3,地面超载20.0kN/m3,侧压力系数0.5,地基抗力系数30.0MPa/m。
设计要求:1)直线隧道,时速80km/h2)曲线段隧道,时速70 km/h,半径750m,车型B1,减震轨枕。
三.隧道设计:本隧道设计选择B1车型中的下部受流型车型,其车辆主要参数如下:1.车辆长度:19000mm2. 车辆宽度:2800mm3. 车辆高度:3800mm4. 车体重量:1) 空车:24000kg(钢车)2)重车:42600kg(钢车)●车辆轮廓线B1型计算车辆轮廓线坐标值(mm)如下表:点号0 1 2 3 4 5 6 27 28X 0 840 950 1129 1229 1299 1318 1332 1387Y 3800 3800 3750 3636 3538 3406 3315 3077 3063点号29 30 7 8 9 —10d 11d 12dX 1413 1358 1400 1400 1400 —1255 1255 1255Y 2621 2605 1860 1100 600 —600 355 160点号13d 14d 15d 16d 17d 20d 21 22 23X 1440 1441 1230 1065 1065 818 818 717.5 717.5Y 160 120 85 85 165 165 0 0 -25点号24 25 26 —12e 13e 14e ——X 676.5 676.5 0 —-1255 -1428 -1428 ——Y -25 80 80 —222 222 190 ——注:表中第0~9、10d点是车体上的控制点;第11d点是车轴上轴箱的控制点;第12d~15d点是转向架构架下受流器的控制点;第16d~20d点为下部受流转向架构架上的控制点;第21、22点为车轮踏面上的控制点;第23、24点为轮缘上的控制点;第25、26为连接在车轴上的齿轮箱最低点;第27~30点为信号灯预留位置。
●车辆限界车辆限界坐标值(隧道内直线)(mm)如下表:点号0′1′2′3′4′5′6′27′28′29′X 0 911 1073 1250 1348 1416 1433 1433 1498 1516 Y 3859 3867 3790 3672 3572 3439 3347 3109 3094 2501 点号7′8′9′10d′11d′12d′13d′14d′15d′16d′X 1540 1480 1475 1294.5 1294.5 1308 1494 1494 1285 1120Y 1740 980 481 483 303 160 160 120 21 24 点号17d′20d′21′22′23′24′25′26′——X 1104.5 852 852 717.5 717.5 647 647 0 ——Y 113 113 -18 -18 -51 -51 42 42 ——点号12e′13e′14e′———————X -1307 -1486 -1481 ———————Y 252 256 122 ———————●设备限界设备限界坐标值(隧道内直线)(mm)如下表:点号0″1″2″3″4″5″6″27″28″X 0 925 1104 1289 1398 1492 1533 1538 1592 Y 3919 3927 3841 3718 3607 3465 3347 3109 3094 点号29″7″8″9d″10d″14d″20″21″22″X 1597 1604 1527 1565 1650 1650 867 867 733Y 2501 1740 980 545 545 15 15 -18 -18点号23″24″25″26″—9e″10e″14e″—X 733 632 632 0 —-1550 -1625 -1625 —Y -66 -66 15 15 —545 545 15 —●隧道的建筑限界本隧道为B1型车型盾构隧道,按规范建筑限界取直径为5100mm。
如下图所示:● B1型隧道内曲线地段(R=1000m )设备限界(未按超高旋转) 轨道曲线超高计算:211.875.52C V h mm R==式中:h —超高值(mm );V C —列车通过速度(km/h );R —曲线半径(m )。
曲线段超高引起的设备限界加宽和加高量的计算:1)车体横向加宽量:曲线内侧: '(1)1500ac Qi B h h X m gC S ∆=+ 曲线外侧:'(1)1500dc Qa B h h X m gC S ∆=+ 1500dc qh a g= ()2/3.61500acqv h a g R=- 2)车体竖向加高量、降低量:有超高引起:'()(1)1500sc cp ac sc cs Qi B acp sh h h h h Y m gX S h k k φφ--∆=-+++ 本隧道超高由单独提高外轨实现,此时'ac h =ac h /2式中:Qi X ∆—超高引起的设备限界曲线内侧加宽量(mm )Qa X ∆—欠超高引起的设备限界曲线外侧加宽量(mm ) ac h —轨道超高值(mm ) B m —含载客车体重(kg )S —重力倾角附加系数dc h —欠超高值(mm )q a —未平衡离心加速度(2/m s )Qi Y ∆—超高引起的设备限界加高或降低量(mm )X—计算点的横坐标(mm )sc h —车体重心距轨面高(mm )cp h —转向架一系弹簧上支承面距轨面高度(mm ) p k φ—整车一系弹簧测滚刚度(/N mm rad ∙)'ach —轨道超高设置方法系数(mm ) 由以上公式计算B1型隧道内曲线设备限界值,如下表:(未按超高旋转)(mm )点号"10 "11 "12 "13 "14 "15 "16 "17 "18 X 0 1016 1196 1397 1537 1629 1668 1724 1641 Y39193943386037303583343933211712954点号"127 "128 "129X 1668 1722 1722 Y312731132473四.管片衬砌结构设计 1.砌管片的选择隧道外径隧为1 6.0R m =,隧道内半径为2 2.55R m =;管片的宽度为1.2m ,厚度为0.25h m =,分块数目6块;封顶块管片(K )圆心角为015,标准块管片3块(分别为1B 、2B 、3B )圆心角均为072,邻接块管片左右各1块(分别为1A 、2A )圆心角均为064.5,如下图所示,纵向接头为10处,按036等角度布置,每两环为一组,第一环的封顶块管片(K )从正上方偏018,第二环的封顶管片(K )从正上方右偏018。
KA1A2B1B3B22.荷载计算: 1)荷载-结构模式盾构隧道管片衬砌结构力学分析中荷载的计算采用荷载-结构模式,如图所示2)参数取值粉粘土,上覆地层高12.0m ,容重18.0kN/m 3,地面超载20.0kN/m 3,侧压力系数0.5,地基抗力系数30.0MPa/m 。
根据采用的弯螺栓接头的受力情况,参照国内外有关试验研究结果,全部环向接头的抗弯刚度,在隧道内侧受拉时取为4510/kN m rad ⨯⋅,隧道外侧受拉时取为4310/kN m rad ⨯⋅。
另外,在本计算中,纵向接头的径向抗弯刚度r k 和切向抗剪刚度t k 均取为无穷大,即认为各环管片在纵向接头处不产生错动。
3)荷载计算 土压力圆环顶部以上的竖向土压力:'1 1.21812259.2kNW h mξγ=⋅=⨯⨯=拱背土平均土压力:2"222142()0.430.43 1.218(6/2)83.59HR H H kNW R R mπξγγξγ=-==⨯⨯⨯=所以,竖向荷载为: '"111259.283.59342.79kNW W W m=+=+=地面超载: 0 1.22024kN p m=⨯=地层水平荷载即地层侧向主动土压力,由均匀主动土压力1q 和三角形土压力2q 组成,则:20011000200()tan (45)2tan(45)2224240.5(342.7924)tan (45)230tan(45)2252.04q w p c kNm ϕϕμ=+---=⨯+⨯--⨯⨯-=202021242tan (45)20.5186/2tan (45)52.0474.8122HkNq R q m ϕμγ=-+=⨯⨯⨯⨯-+=衬砌自重线荷载250.5513.75g c kN W mγδ=⋅=⨯= 底部均布竖向反力2010.216424342.790.2164186/2411.8H W p W g Rg kN mπγπ=++⋅+=++⋅+⨯⨯=荷载的计算结果:荷载 0p1W2Wg W1q2q单位 kN mkN mkN mkN mkN mkN m数值24 342.79 411.8 13.75 52.04 74.814)均质圆环模型计算结果本设计采用均质圆模型计算,其计算公式见《地下工程》(关宝树 主编) 表3-3-4。
计算过程中,钢筋混凝土管片接头刚度折减系数η取为0.7,而弯矩增大系数ξ取0.3。
由于均质圆环所受的荷载在竖直方向上是对称的,所以只计算了竖向的半个圆环,即0180,此半圆环管片衬砌的内力计算如附表1所示,其内力计算结果整理如下:计算 编号拼装方案最大正弯矩M(kN m ⋅)最大正弯矩对应的轴力N (kN ) 最大负弯矩min ()M kN m ⋅ 最大正弯矩对应的轴力N (kN ) 第一环二环一组错缝拼装偏转角为018为第一环结果238.67604.92-218.91142.78发生在2B 块发生在3B 块5)管片的配筋计算管片的钢筋采用HRB335级钢强度设计值2300y N f mm =,管片混凝土采用C50,轴心抗压强度设计值为223.1c Nf mm =,外侧受拉的弯矩设计值为6621238.6710 1.3310.2710NM mm =⨯⨯=⨯,保护层厚度为140s a mm =;内侧受拉的弯矩设计值为6622218.910 1.3284.5710NM mm =⨯⨯=⨯,保护层厚度为230s a mm =,则:①.外侧受拉钢筋计算先假定受拉钢筋为一层,并且为单筋截面,则:01125040210h h c mm =-=-=最大弯矩设计值为:2max 1026610.3840.384 1.023.11200210469.4210310.2710c M f bh N mm M N mm α==⨯⨯⨯⨯=⨯⋅>=⨯⋅可知设计成单筋单层截面满足要求。