地下工程课程设计计算书-范例,隧道设计.doc

地铁是地下铁道的简称。它是一种独立的轨道交通系统,不受地面道路情况的影响,能够按照设计的能力正常运行,从而快速、安全、舒适地运送乘客。地铁效率高,无污染,能够实现大运量的要求,具有良好的社会效益。而地铁车站是地下铁道的重要组成部分,它要解决客流的集散、换乘,同时也要解决整条线路行驶中的就技术设备、信息控制、运行管理,以保证交通的顺畅、快捷、准时、安全。车站设计本着“以人为本”的观念,坚持适用性、安全性、识别性、舒适性、经济性的原则。本设计主要是针对城市地铁区间隧道的结构设计,主要内容为:对区间隧道进行结构检算,求出内力,并进行配筋计算。、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7度。表1各层土的物理力学指标土的类型厚度(m)重度γ(kN/m3)弹性抗力系数(Mpa/m)变形模量E(GPa)泊松比μ内摩擦角ф(º)粘聚力C(Mpa);。《建筑结构荷载规范》(GBJ50009-2001)《铁路隧道设计规范》(TB10003-2001)《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》(TB10108-2002)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)《地下工程防水设计规范》(GB50108-2001)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)《地铁设计规范》(GB50157-2003)、浅埋可以采用铁路隧道推荐的方法,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。,位于粉土层、细砂层和圆砾土层中,根据《地铁设计规范》可知,围岩为Ⅴ级围岩。所以,,,。则有:因为埋深,可知该隧道为极浅埋。,隧道断面型式为5心圆马蹄形结构。,如下图所示::.5m粉土:::11m圆砾土::结构底板埋深处的垂直土压力值为:其中,水的压应力有效压应力截面穿过土层分界处的垂直土压力为::粉土的侧向土压力系数为:细沙的侧向土压力系数为:因此,顶板埋深处的侧向土压力为:底板埋深处的侧向土压力为:土层分界处的上下面侧向土压力分别为:(附加荷载)(1)地面车辆荷载折算等效均布荷载取:。(2)不同的土层引起的结构侧向压力为:杂填土:粉土:细沙:(1)列车荷载列车按六节编组,轴重14t,折算等效静载:;(2)结构自重:在使用Midas软件进行分析时,软件将会通过定义材料的几何特性和材料特性自动考虑结构自重。,并取各自的最不利组合进行设计。(1)按承载能力极限状态组合荷载结构由恒载起控制作用,所以按组合荷载公式:,来计算荷载设计值。土压力为恒载,地面荷载(附加荷载)、列车荷载为活载。顶部竖向力设计值为:顶部侧向力设计值为:底部侧向力设计值为:土层交界处的侧向力设计值:列车荷载的设计值分别为:(2)按正常使用极限状态进行荷载组合按组合荷载公式“F=恒载+活载”来计算荷载设计值顶部竖向力设计值为:顶部侧向力设计值为:底部侧向力设计值为:土层交界处的侧向力设计值:列车荷载的设计值分别为:结构受力图如下:,就其结构本身是超静定问题,考虑结构与围岩的相互作用,由结构的变位才能确定被动荷载的范围和大小。而结构的变位又在主动荷载和被动荷载的共同作用下发生的,所以求解过程式是一个非线性的问题。首先建立结构有限元的模型如下图所示:通道断面结构模型图(注:弹簧支撑均作用于节点上,未全部标出)本设计采用荷载结构模型,将应用有限元方法的基本思想和弹性地基梁的理论结构midas程序的特点,完成此次设计。输入边界条件、单元集合特性、材料特性,然后利用有限元计算软件(midas)进行结构的计算。在midas处理后可以得到结构承