地下建筑结构-浅埋式矩形地下结构课程设计-计算书.doc

161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016,选择的尺寸序号为(７）即，选择荷载序号为③，即．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C３0１4.３1。43３.0*10^４钢筋HRB３３53003００２.０*１０^５HRB30０27０2７0２．０*１0^５ＨＲＢ335作为受力钢筋,。HRB3０0作为箍筋。地基弹性压缩系数，弹性模量一、截面尺寸确定及内力计算设S为400mm,则有h１＝S+h=4００＋3６０＝76０mm）,可得ｈ＋S/3≤76０mｍ,1计算弯矩M1。1。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１.2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.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：X1δ11+X2δ12+△1P=0X1δ21+X2δ22+△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:δｉj＝δ＇ｉｊ＋bij△ij=△’ｉP+ｂipδ'ij=δｉｊ—-—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。1.3求δ’ij和△’iＰ:图-3M1图-4M2图-５Ｍ１=1(kN．m)M2＝3。３（ｋＮ。m)ＭP上=5３。2３５（kN．m)ＭＰ下=２60.1４5（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:δ’1１==2３。９5８δ’22==10。5δ’1２＝δ'２１=＝—10。89△’1ｐ＝＝1７06.35４1△’２ｐ＝＝—8７5。7５８5（摘自ｅxｃeｌ文件）1.４求bｉｊ和ｂｉｐα=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＝cｈαxcoｓαx=-1.3２７２７6273φ2λ=cｈαxsiｎαｘ+shαｘcｏsαx=２.0561581０７φ３λ＝shαxsinαｘ=3.１98６0036５φ４λ=chαxｓiｎαx－sｈαｘcｏsαx=４.6０5376３８5以X1=１时为例说明如何求θ。图-6M1作用时的弹性地基梁：因为ＭΛ＝－３。２3ＫNM,QΛ=0KN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＝Aφ3λy０+Ｂθ0φ4λ+CM０φ１λ+ＤＱ0φ2λQΛ＝Ey0φ２λ+Ｆθ0φ３λ+GM0φ４λ+HQ0φ1λ由软件可以计算得到，如下值：θ０＝=3。７3204E—05y0=＝—2.３72１１E—05同理可以得到当ｘ２，xp时的θ0和y0.又b11=—2×Ly×θ1０;b1２=b2１＝－2×θ10；ｂ22＝—2×θ２0;b１p＝-2×Lｙθp0;b2p＝－2θｐ０和δ1１=δ’１1＋ｂ1１δ12=δ２1＝δ’12+b12δ2２=δ’22＋ｂ２2△１p=△’1P+b1ｐ△2ｐ=△’2P+ｂ2p根据以上公式就可以求出相应的值，详细的情况见来自excel的表格:ｂ１1ｂ12b21b22b１pb２p0.0０0２4６—7.46４Ｅ—0—７.4６４E—0２。262E－００。01６2８—０。00５１０δ１１δ12δ2１δ2２Δ１ＰΔ２P３。96E-04-1。43E-04-1．43E—０４8。8２E—０５２．７５E-02—１。06E-０21．5求Ｘ１和X2:又由典型方程:X1δ１１＋X２δ12+△1P=0,Ｘ１δ2１+X2δ２2+△２Ｐ=０可得,X1==—62。88９kＮＸ２=＝18.1１0kN１．6其他：对于底板的弹性地基梁,可以得到它的初始值,然后像前面所述的那样求出它的关于M和Ｑ的方程。可知:Ｍ0=Ｍ1X1+M２X2＋MP下=３4。500kNmQ0=-５４。6kＮ可以推得:y0θ００。000７6—2。３0E-061。７弹性地基梁的M对地基上取若干个点,来计算它们的φ1φ2φ4φ３,为接下来的弯矩的计算做好准备,另外这些数据在计算剪力时也是需要的。所以是比较的重要,如果他们都计算错了,那么,其他的也就不会正确，具体的数据见来自ｅxｃeｌ得下表：地基x取值αＬxψ１ｘψ2ｘψ3ｘψ4x0010０00.390.1950.９9９75