城市地下管廊结构设计软件—用户操作手册

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。