文档介绍：课程名称:地下结构设计原理与方法
设计题目: 曲墙拱结构设计
院系: 土木工程系
专业: 隧道工程
年级: 2007级
姓名: 李超源
指导教师: 严涛
西南交通大学峨眉校区
2010年 11月 30 日
课程设计任务书
专业隧道工程姓名李超源学号 20077112
开题日期:2010 年 11月 15 日完成日期:2010 年 11月 30日
题目曲墙拱结构设计
一、设计的目的
练****用假定弹性反力法设计曲墙拱结构。
二、设计的内容及要求
曲墙拱结构设计及衬砌截面强度检算。
三、指导教师评语
四、成绩
指导教师(签章)
年月日
目录
计算结构的几何尺寸,并绘制断面图···············3
计算作用在衬砌结构上的主动荷载·················4
绘制分块图·····································4
计算半拱轴长度·································5
计算各分段截面中心的几何要素···················5
计算基本结构的单位位移·······················7
计算主动荷载在基本结构中产生的变位和·····8
解主动荷载作用下的力法方程····················12
计算主动荷载作用下各截面的内力,并校核计算精度·13
求单位弹性反力图及相应摩擦力作用下基本结构中产生的变位和·······························
13
十一、解弹性反力及其摩擦力作用下的立法方程··········16
十二、求单位弹性反力图及摩擦力作用下截面的内力,并校核其计算精度····································17
十三、最大弹性反力值的计算·······················17
十四、计算赘余力和······························18
十五、计算衬砌截面内总的内力并校核计算精度··········18
十六、绘制内力图····································20
十七、衬砌截面强度检算······························20
计算结构的几何尺寸,并绘制断面图
结构断面如图1—1所示
图1—1 单线铁路隧道断面图
a、岩体特性
岩体为Ⅳ级围岩,隧道埋深200m;计算摩擦角,岩体重度,围岩的弹性反力系数K=200MPa/m,基底围岩弹性反力系数。
衬砌材料
采用C25混凝土;重度,弹性模量,混凝土衬砌轴心抗压强度标准值,混凝土轴心抗拉强度标准值。
结构尺寸
,,,,,
,,,,,,,,,。
二、计算作用在衬砌结构上的主动荷载。作用在结构上的荷载形式为均布竖向荷载q和均布水平侧向荷载e,其侧压系数为e=。
均布竖向荷载(m) (kPa)
均布水平侧向荷载:(kPa)
三、绘制分块图。因结构对称,荷载对称,故取半跨计算,如图2—2。
图2—2 半跨结构计算图式
四、计算半拱轴线长度
a、求水平线以下边墙的轴线半径(单位:cm)及其与水平线的夹角
假定水平线以下的轴线为一圆弧,则其半径由图3—3求得。
图3—3 边墙轴线的计算
由图上量得:,,。
故
b、计算半拱轴线长度s及分块轴线长度(单位:cm)
式中为各圆弧轴线的半径
半拱轴线长度
分块长度
五、计算各分段截面中心的几何要素
a、求各截面与竖直轴的夹角
校核角度:
b、各截面中心坐标(单位:cm)
坐标校核
六、计算基本结构的单位位移
计算过程见表1—1。
校核:
说明变位计算结果正确。
在误差允许范围内,曲墙拱结构几何要素见表1—1。
曲墙拱结构集合要素及δik计算过程表
截面
δi
sinφi
cosφi
Xi
Yi
Di
0
0
0
0
0
0
1
2
3
0