直墻拱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟及實(shí)例-原稿

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上成績(jī)?cè)u(píng)閱人日 期中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院20142015學(xué)年度第二學(xué)期地下建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)學(xué)號(hào)班級(jí)12級(jí)土木8班姓名肖浩漢力學(xué)與建筑工程學(xué)院教學(xué)管理辦公室中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院地下建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 地下建筑結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃要求中的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié),是在通過(guò)學(xué)習(xí)地下建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)、相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合地下工程專(zhuān)業(yè)方向的具體特點(diǎn)而進(jìn)行的一次教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，結(jié)合相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，掌握地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，使學(xué)生所學(xué)到的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)系統(tǒng)、鞏固、延伸和拓展，培養(yǎng)學(xué)生自身獨(dú)立思考和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)使用各種相

2、關(guān)的工具書(shū)及查找資料。完成地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)書(shū)一份，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)、內(nèi)力圖和設(shè)計(jì)截面圖。一、設(shè)計(jì)題目某整體式直墻拱形襯砌的計(jì)算。二、設(shè)計(jì)資料某隧道埋深85m，圍巖為級(jí)圍巖，RQD=85%，Rc=57.4MPa，容重0=25 kN/m3，彈性抗力系數(shù)kPa。采用整體式直墻拱混凝土襯砌，混凝土標(biāo)號(hào)為C30。頂拱是變厚度的單心圓拱，拱的凈矢高f03.7m，凈跨l011.3m。墻凈高按3.5米算。初步擬定拱頂厚度mm，拱腳厚度mm，邊墻的厚度為mm，墻底厚度增加mm。試進(jìn)行襯砌內(nèi)力計(jì)算與截面校核。若截面校核不通過(guò)，請(qǐng)重新設(shè)計(jì)襯砌厚度并進(jìn)行計(jì)算與校核。變量x和y根據(jù)個(gè)人學(xué)號(hào)確定，具體方法為：設(shè)學(xué)號(hào)后三

3、位為abc，則，。例如：abc=123，則，。三、課程設(shè)計(jì)要求本課程設(shè)計(jì)目的在于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立閱讀資料、掌握技術(shù)信息、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。每個(gè)同學(xué)必須認(rèn)真設(shè)計(jì)、獨(dú)立完成，主要內(nèi)容包括：1、結(jié)合設(shè)計(jì)資料，編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)；2、根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制直墻拱的內(nèi)力圖和設(shè)計(jì)截面圖。襯砌結(jié)構(gòu)示意圖整體式直墻拱形襯砌的計(jì)算某隧道埋深85m，圍巖為級(jí)圍巖，RQD=85%，Rc=57.4MPa，容重0=25 kN/m3，彈性抗力系數(shù)kPa。采用整體式直墻拱混凝土襯砌，混凝土標(biāo)號(hào)為C30。頂拱是變厚度的單心圓拱，拱的凈矢高f03.7m，凈跨l011.3m。墻凈高按3.5米算。初步擬定拱頂厚度do=0.254m，拱腳

4、厚度dn=0.307m，邊墻的厚度為dc=0.507m，墻底厚度增加mm。試進(jìn)行襯砌內(nèi)力計(jì)算與截面校核。若截面校核不通過(guò)，請(qǐng)重新設(shè)計(jì)襯砌厚度并進(jìn)行計(jì)算與校核。(一)結(jié)構(gòu)幾何尺寸計(jì)算（1）拱圈內(nèi)圓幾何尺寸內(nèi)圓凈跨：l011.3m，內(nèi)圓矢高f03.7m內(nèi)圓半徑計(jì)算：，從而有：(2)拱圈軸線(xiàn)圓的幾何尺寸拱腳截面與拱頂截面厚度之差：軸線(xiàn)圓與內(nèi)圓的圓心距：軸線(xiàn)圓半徑：計(jì)算跨度：計(jì)算矢高：（3）拱圈外圓幾何尺寸外圓跨度：外圓矢高：外圓半徑：外圓與軸線(xiàn)圓的圓心距：（4）校核公式外圓與軸線(xiàn)的圓心距：（5）側(cè)墻的幾何尺寸拱腳中心到側(cè)墻中心線(xiàn)的垂直距離：側(cè)墻的計(jì)算長(zhǎng)度（從拱腳中心算起）：結(jié)構(gòu)總高：（二）計(jì)算拱頂單

5、位變位采用分塊總和法計(jì)算變位，將半拱軸線(xiàn)長(zhǎng)分10等分，計(jì)算過(guò)程列于表1，故拱頂單位變位：校核計(jì)算：判別： 說(shuō)明單位變位計(jì)算結(jié)果正確。表1 變截面圓拱拱頂單位變位計(jì)算（見(jiàn)附圖）（三）計(jì)算拱頂載變位1計(jì)算荷載（1）巖石堅(jiān)固系數(shù)，隧道半跨度：（考慮到有一定的間隙）隧道埋深H=85m>(2-2.5)h1，屬于深埋因此圍巖豎直壓力：（采用均布荷載模式）（2）自重計(jì)算因此：在實(shí)際設(shè)計(jì)中，外載還應(yīng)包括超挖回填引起的拱頂荷載，一般取30cm回填高度，可忽略不計(jì)。2計(jì)算載變位先分別計(jì)算在均布荷載和三角形荷載作用下的載變位，然后疊加，計(jì)算過(guò)程列于表2。表2 變截面圓拱拱頂載變位計(jì)算(見(jiàn)附圖)在均布荷載q作用

6、下的載變位：在三角荷載作用下的載變位：拱頂總載變位： 校核計(jì)算：，可見(jiàn)計(jì)算正確。 , 滿(mǎn)足要求?。ㄋ模┰诤奢d作用下多余未知力的計(jì)算1判別側(cè)墻類(lèi)型側(cè)墻特征長(zhǎng)度：<2.75，故側(cè)墻屬于短梁2計(jì)算墻頂單位變位。根據(jù)查表得：3由外載引起的墻頂彎矩與水平力4計(jì)算多余未知力（五）彈性抗力作用下多余未知力的計(jì)算1計(jì)算時(shí)引起的墻頂截面內(nèi)力及變位通過(guò)積分可得到：因此墻頂內(nèi)力（要考慮偏心距）：墻頂變位：2計(jì)算時(shí)的拱頂載變位采用分塊總和法計(jì)算，將彈性抗力所分布拱軸線(xiàn)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)圓心角四等分3計(jì)算時(shí)的多余未知力4計(jì)算彈性抗力根據(jù)及從而可求得 5.在彈性抗力作用下多余未知力計(jì)算（六）計(jì)算彈性抗力及外載共同作用下的多余未知力 （七）計(jì)算拱圈內(nèi)力1.拱圈任一截面的內(nèi)力 各截面的內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)表3（八）計(jì)算邊墻內(nèi)力 因?qū)ΨQ(chēng)，故僅計(jì)算左邊墻。邊墻屬于短梁，按短梁相應(yīng)公式計(jì)算。墻頂?shù)牧豈o及水平力Qo上式中最后兩項(xiàng)是由于拱腳軸線(xiàn)與邊墻軸線(xiàn)偏心距0.0266m所引起的彎矩。墻頂?shù)呢Q向力為：墻頂