地下建筑结构 浅埋式矩形地下结构课程设计 计算书.docx

1 浅埋式闭合框架结构设计计算书设计资料根据学号位数为 0 16, 选择的尺寸序号为(7)即 mm L mm L yx3300 ,3900 ??, 选择荷载序号为③,即m kN qm kN q/38 ,/28 21??。由于设计资料中明确了荷载以考虑最不利组合( 含恒荷载), 故在该荷载值即为设计值。考虑到闭合框架在长度方向上的尺寸较大, 计算中视其为平面应变问题,取1m 长的框架为计算单元。施工材料的性质如表 1-1 材料明细表材料名称等级抗压强度( Mpa ) 抗拉强度( Mpa ) 弹性模量( Mpa ) 混凝土 C30 *10^4 钢筋 HRB335 300 300 *10^5 HRB300 270 270 *10^5 HRB335 作为受力钢筋, b??。 HRB300 作为箍筋。地基弹性压缩系数 4 3 *10 / k kN m ?,弹性模量 20 5000 / E kN m ? 2 一、截面尺寸确定及内力计算设S为4 00mm, 则有 h1=S+h= 4 00+ 360 = 760 mm), 可得 h+S/3 ≤ 760mm, 1 计算弯矩 M . 结构的计算简图和基本结构如下图。图-2 计算简图和基本结构 典型方程弹性地基梁上的平面框架的内力计算可以采用结构力学中的力法, 只是需要将下侧(底板)按弹性地基梁考虑。 3 由图-1 的基本结构可知,此结构是对称的,所以就只有 X1和 X2, 即可以得出典型方程为: X 1δ 11 +X 2δ 12+△ 1P =0 X 1δ 21 +X 2δ 22+△ 2P =0 系数是指在多余力 xi 的作用下,沿着 xi 方向的位移, △ iP 是指在外荷载的作用下沿 xi 的方向的位移,按下式计算: δ ij= δ’ ij+bij △ ij= △’ iP+bip δ’ ij= ds i?? EJ Mj M δ ij--- 框架基本结构在单位力的作用下产生的位移(不包括地板)。 bij--- 底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处xi 方向的位移; ’ iP--- 框架基本结构在外荷载的作用下产生的位移; bip--- 底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处 xi 方向的位移。 求δ’ ij和△’ iP:4 图-5 pM M1= 1 (kN . m) M2= (kN . m) MP 上= ( kN . m) MP 下= (kN . m)( 摘自 excel 文件; ) 根据结构力学的力法的相关知识由图乘法可以得到: 惯性矩:设 EI=1 ,可得各系数如下: 图-3M 1图-4M 2 5 δ’ 11= EI LL2 xy??= δ’ 22= EI y 21L 2/3M = δ’ 12= δ’ 21= EI LMM y21= - △ ’ 1p= EI )L 1/3 )M- (M 22LM1M /2 L 1/3 (2- yP下 PyPPx??????????= △’ 2p= EI )M 3/4 )M- (M L 1/3 M LM( 2 1P下 Py1yP????????= - ( 摘自 excel 文件) 求 bij和 bip α=)/1( k 4m EI b?接下来要用弹性地基梁的知识, 求的相应的θ值。对于受 x1x2 ,xp 的的情况进行讨论。λ处 x=l 代入公式: φ1λ=ch α xcos α x=- φ2λ=ch α xsin α x+sh α xcos α x= φ3λ=sh α xsin α x= φ4λ=ch α xsin α x-sh α xcos α x= 6 图-6 M1 作用时的弹性地基梁以 X1=1 时为例说明如何求θ。: 因为 MΛ=- 3 KNM ,QΛ=0 KN 可以求出另两个未知初始值。然后根据所有的初始值求出他的 M和Q 等值。这可以得到: MΛ=A φ3λ y0+B θ0φ4λ+CM0 φ1λ+DQ0 φ2λ QΛ=Ey0 φ2λ+Fθ0φ3λ+GM0 φ4λ+HQ0 φ1λ由软件可以计算得到,如下值: θ 0== E-05 y0==- E-05 同理可以得到当 x2, xp 时的θ0和 y0。又 b11=-2 × Ly ×θ 10; b12= b21=-2 ×θ 10; b22=-2 ×θ 20; b