第一章工程概述
1.1工程概况
拟建的上海轨道交通8号线XXX车站沿长阳路下布置，东西向横跨大连路。该站为岛式站台，主体为地下两层结构，采用单柱双跨（局部为双柱三跨）的钢筋混凝土箱形框架结构，有效站台宽度10m，长度139.4m。围护结构采用连续墙＋钢支撑支护体系，纵向柱跨标准段为8m。主体结构外侧设全外包防水层，与连续墙一起组成复合墙体系。
标准段基坑开挖深度约22.89m，端头井基坑开挖深度约24.59m。车站全长约165.5m，顶板覆土约2.5m，采用地下连续墙结合内衬的结构，地下墙厚度0.6m。内衬厚度地下三层为400mm。
长阳路东北侧地块规划建设西门子上海中心，为高层商办，基础型式为桩～筏基础，其桩基设计充分考虑了对地铁的变形及沉降对其的影响，桩端持力层为⑨-2层。围护结构设计根据地铁的实际情况适当加长了钻孔灌注桩深度，并增加了坑内加固，现状地块地下室已完成。长阳路以南、大连路以东地块为大连路绿地工程，为地下一层结构，设有抗浮桩，建有下沉广场和地下商场、展厅等。长阳路以西、大连路以南地块的旭园一期已完成建设并投入使用中，基础型式为桩筏基础。长阳路以西、大连路以北地块的旭园二期则还在规划中。
1.2 工程地质条件
1.2.1 场地岩土工程性质
根据勘察工程公司提供的勘察报告，在勘探深度内根据野外钻探，原位测试及室内试验综合分析，场地岩土层可分为六大层，现自上而下分述如下：
①层素填土：灰黄色、灰色，软～可塑状态，含少量碎砖石屑、植物根茎，局部含少量淤泥质填土，场地西侧较高部位为堆填的碎石块、砖块等，土质不均匀。该层层厚0.20～
3.70m，层底埋深0.20～3.70m。
②—l层粉质粘土：灰黄色、灰色，以软塑状态为主，局部可塑，高压缩性，含少量铁、锰氧化物及有机质，稍有光泽，韧性差、干强度中。该层层厚0.30～3.l0m，层底埋深1.20～5.60m。
②—2层粉土～粉砂：灰色、黄灰色，饱和，稍密状态，上部夹粉土，主要由石英质组成，颗粒级配一般，切面粗糙，干强度和韧性低，摇振反应迅速。该层层厚0.80～6. 80m，层底埋深2.40～8.50m。
②—3层淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，流塑状态，高压缩性，含有机质，局部孔上部夹粉砂，土质不均匀，稍有光泽，韧性差、干强度中，有摇振反应。该层层厚2.10～13.80m，层底埋深5.50～16.60m。
②—4层粉质粘土：灰黄色、灰绿色，以软塑状态为主，局部可塑状态，中偏高压缩性，含铁、锰质氧化物，切面稍有光滑，韧性中等、干强度中等，无摇振反应。该层层厚
0.20～l2.00m，层底埋深10.20～21.50m。
③—1居粉质粘土：灰绿色、黄褐色，以可塑状态为主，局部硬塑，中压缩性，含铁、锰质氧化物及结核粒，切面光滑，韧性高、干强度高。该层层厚0.10～9. 10m，层底埋深
10. 40～21.00m。
③—2层粉质粘土：灰黄色、灰色，可塑状态，中压缩性，粉性重，夹粉砂，呈团状或窝状，含铁、锰质氧化物条纹，切面稍有光泽，韧性差、干强度中。该层层厚0. 50～
6.60m，层底埋深12.70～23.80m。
③—3层粉砂：灰黄色，以中密状态为主，局部呈密实状态，中压缩性，夹少量小的砾石及粘性土混细砂，粉砂成份以石英质为主，磨圆度较好，级配～般，场区局部分布。该层层厚0.20～4.00m，层底埋深15.00～23.80m。
④层残积土：黄色、灰黄色、灰绿色、灰白色、黄褐色，可～硬塑状态，中等压缩性，以粘性土为主，夹风化碎屑物，局部层项为细砂粒夹砾石，砾石含量＜30%，粒径1~2cm 不等，最大达4cm，成份以石英质及母岩碎块为主，场区个别表现为砂及角砾石呈混合状，场区局部分布。该层层厚0.30～2.40m，层底埋深11.50～25.50m。
⑤层强风化泥质粉砂岩：黄色、灰黄色、青灰色、紫红色，岩石风化强烈，三风化成砂土状、碎块状，原岩结构基本破坏，风化裂隙发育，岩体极破碎，延用手可折断，属极软岩，岩体基本质量等级为V级。场地普遍分布。此层工程性质良好，但浸水易软化，本层标准贯入试验实测击数>50击。该层层厚0.60～4.50 m，层底埋深17.00～27.00m。
⑥层中风化细砂岩：灰黄色、灰色、青灰色，少量裂隙发育，岩体较完整，岩芯呈短～长柱状，锤击不易碎，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。此层未钻穿。
1.2.2 岩土物理力学性质指标
表1-1 各层土的物理力学性质指标
注：括号内为经验值。
第二章车站结构设计依据及计算模型
2.1 设计依据
2.2 设计原则及主要技术标准
2.2.1 设计原则
1. 地下铁道的结构设计应满足施工、运营、城市规划、防水、防腐、防震、人防、杂散电流防护的有关要求。
2. 结构设计要采取有效措施，满足地铁设计规划规定的耐久性要求。应保证结构在施工及使用期间具有足够的强度、刚度、并满足抗倾覆、滑移、疲劳、变形、抗裂的验算条件。
3. 结构设计应根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件及城市总体规划要求，结合周围地面建筑物和构筑物、管线及道路交通状况，通过对技术、经济、环保及使用功能等方面的综合比较，合理选择施工方法和结构型式。
4. 结构设计应减少施工和建成后对环境造成的不利影响，并应考虑城市规划引起周围环境的改变时对地下结构的影响。
5. 结构设计应根据结构或构件类型、使用条件及荷载特性等，选用与其特征相近的结构设计规范和设计方法。
6. 结构设计应以地质勘查资料为依据。地质勘查应根据现行国家标准《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察范围》按不同设计阶段的任务和目的确定工程勘察的内容和范围；考虑不同施工方法对地质勘探的特殊要求，并在施工中通过对地层的观察和监测进行验证和反馈修改勘察资料。暗挖结构的围岩分级宜根据现行《铁路隧道设计规范》确定。
7. 地下结构设计宜采用信息化设计法，为此须建立严格的监控量侧制度。监控量侧的目的、内容和技术要求，应根据施工方法、结构型式、周围环境等综合分析确定。
8. 结构的净空尺寸应满足地下铁道建筑限界及设备限界的要求，并考虑施工误差、结构变形、位移及后期沉降的影响。结构变形和位移的量值，可参照规范及类似工程的实践经验设定。
9. 车站结构明、暗挖结构按极限状态法设计，执行以国际《建筑结构可靠度设计统一标准》为基础编制的相关规范；进行稳定性检算时，采用总安全系数法。
10. 地铁结构不宜设沉降缝，但应根据气象条件、结构类型、结构埋深、功能要求和施工工艺等设置温度伸缩缝。
2.2.2 主要设计标准
1. 地下铁道结构中主要构件的设计使用年限为100年，主要构件是指结构的主体结构（梁、板、墙、柱）及基础结构。相应结构可靠度理论的设计基准期均采用50年。
（1）、主要构件（包括构成主体结构和围岩接触的周边构件及其支撑构件等）和其他内部构件（包括自成结构体系的站台板、楼板及其梁、柱、墙等）的设计使用年限为100年。
（2）、地下结构的桩墙式围护结构及初级支护按临结构件进行设计，应在刚度折减的基础上考虑其永久结构共同受力。
2. 地下铁道结构中主要构件的安全等级为一级，在按荷载效应基本组合进行承载能
力计算时，相应的结构构件重要性系数γ
0取1.1。其他构件取γ
=1.0。按荷载效应的偶然
组合进行承载能力计算时，结构重要性系数去1.0。
3. 按荷载效应基本组合进行承载能力计算时，基坑支护结构构件的重要性系数依据是否座位永久结构使用来确定，对于座位永久结构使用的支护结构，其重要性系数取γ0=1.0；对于作为临时结构使用的支护结构，其重要性系数去γ0=0.9。
4. 按荷载效应基本组合进行承载能力计算时，矿山法隧道的初期支护的重要性系数依据是否作为永久结构使用来确定，对于作为永久结构使用的初期支护结构，其重要性系数去γ0=1.0；对于作为临时结构使用的初期支护，其重要性系数去γ0=0.9。
5. 地下结构的地震作用应符合6度抗震设防烈度的要求，故不需考虑地震作用。
6. 结构构件在永久荷载和基本荷载组合作用下，应按荷载短期效应组合并考虑长期效应组合的影响进行结构构件裂缝验算。二类环境混凝土构件的裂缝宽度（迎土面）应不大于0.2mm，一类环境（非迎土面及内部混凝土构件）混凝土构件的裂缝宽度均不应大于0.3mm，混凝土管片内外侧的裂缝宽度应不大于0.2mm。当计及地震、人防或其他偶然荷载作用是，可不验算结构的裂缝宽度。
7. 地下结构中承重构件的耐火等级为一级，其它构件应满足相应的室内建筑防火规范要求。
8. 地下结构的自身防水要求应满足建筑物防水等级要求，地下车站及人行通道均按一级反水等级要求设计，区间隧道和辅助随到及联络通道的结构防水等级定为二级。
9. 当地下结构处于侵蚀地段时，应采取抗侵蚀措施，混凝土抗侵蚀系数不得低于0.8。
10. 地下结构设计按最不利情况进行抗浮稳定验算。在不考虑侧壁摩阻力时，抗浮安
全系数K
f ≥1.05；当考虑侧壁摩阻力时，抗浮安全系数K
f
≥1.15。
2.2.3 采用或参照的主要设计规范
1．《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）
2．《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2001)（2006年版）
3．《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002)
4．《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
5．《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001)
6．《地铁设计规范》(GB50157-2003)
7．《地下工程防水技术设计规范》（GB50108-2008）
8．《水工混凝土结构设计规范》 (SL/T191-96)
9．《公路，桥涵设计通用规范》 (JTJ021-89)
10．《混凝土结构平面表示法制图规则和构造详图》（03G101-1、04G101-3）11．《钢筋机械连接通用技术规程》 (JGJ107-96)
12．《市政地下工程施工及验收技术规程》 (DGJ08-236-1999)
13．《钢筋焊接及验收规程》 (JGJ18-96)
14．《混凝土结构工程施工及验收规范》 (GB50204-92)
2.3 车站结构设计方案与计算模型
2.3.1 车站结构设计方案
图2-1 车站站台层右部示意图
该站为岛式站台，主体为地下两层结构，采用单柱双跨（局部为双柱三跨）的钢筋混
凝土箱形框架结构，有效站台宽度10m，长度139.4m。本车站为岛式站台，主体为地下两
层结构，采用单柱双跨（局部为双柱三跨）的钢筋混凝土箱形框架结构，存车线处为单跨
一层结构。施工方法采用地下连续墙明挖顺筑法施工，地下连续墙在基坑开挖阶段作为支
护结构并与后浇的内衬墙共同组成永久性结构的外墙。本车站结构抗震设防烈度为7度，
车站的设防分类为丙类，抗震等级为三级。本工程场地类别为Ⅳ类。
结构尺寸根据计算结果结合工程类比拟定，车站主体主要构件的结构尺寸拟定如表2-1：
表2-1 车站主要构件尺寸
2.3.2 车站结构计算模型
本设计中取两个特征截面进行计算，分别为站台层截面（取剖面13，见图2-2）和出
洞口截面（取剖面9，见图2-3）。本车站结构设计计算方法主要以“弯矩分配法”和“荷
载－结构法”计算为主。
车站纵向取每延米围内的结构作为计算单元，采用“荷载－结构法”模型进行分析。
因围护结构型式为地下连续墙，与主体结构形成复合式结构。基坑开挖至坑底、施作内部
结构后，围护结构与内部结构结合，结构组成发生变化，围护结构与主体结构之间以刚性
连杆连接，只传递压力不传递剪力及弯距。计算模型可模拟为：分别用水平弹簧和竖向弹
簧模拟坑底地层土对墙体水平位移、墙趾及底板垂直位移的约束作用。立柱按有效面积相
等的原则换算为沿线路方向设置的矩形截面墙予以考虑。计算程序采用理正结构工具箱
TBS5.62版里面平面钢桁架版块进行计算，建立平面框架单元模拟主体结构梁、板、柱构
件及围护墙。
图2-2 13-13剖面截面图
图2-3 9-9剖面截面图
2.3.3 车站结构计算简图
计算分两种工况进行，工况一为竣工工况，水土压力共同作用在围护结构上（在地下水位以上只有土压力），侧墙底上水压力还未恢复到平时水位，不计算基底水浮力，如计算简图2-4所示；工况二为正常使用状态，假定迎土侧压力逐渐恢复到静止土压力状态，水位恢复且渗透到连续墙与主体结构侧墙之间，采用水土分算（按设防水位计算），水压力直接作用在主体结构上，如计算简图2-5所示，最终把两种工况的内力结果进行包络取值。计算简图如下所示：
图2-4 主体结构荷载工况一计算简图
图2-5 主体结构荷载工况二计算简图
第三章车站结构设计计算方法
3.1 车站结构的荷载——结构法
荷载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载（包括主动地层压力和被动地层抗力），衬砌在荷载的作用下产生内力和变形，与其相应的计算方法称为荷载结构法。这一方法与设计地面结构时习惯采用的方法基本一致，区别是计算衬砌内力时需考虑周围地层介质对结构变形的约束作用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，保证衬砌结构能安全可靠的承受地层压力等荷载的作用下，按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌的内力，并进行结构截面设计。早年常用的弹性连续框架（含拱形构件）、假定抗力法和弹性地基梁（含曲梁）法等都可归属于荷载结构法。
本设计荷载结构模型采用结构力学弯矩分配法计算。在分层法中，用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时，任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。本设计取站台层剖面13采用结构力学弯矩二次分配法进行车站框架内力分析，与电算荷载地层模型作比较。
3.2 车站结构的荷载——地层法
荷载——地层法主要是建立连续介质模型(Continuum Model)，或称为地层-结构模型。围岩与结果共同构成承载体系，荷载来自围岩的初始应力和施工所引起的应力释放。结果内力与围岩重分布应力一起按连续介质力学方法计算；围岩与结构的相互作用以变形协调条件来体现；计算的关键在于确定围岩的应力释放和围岩的相互作用。
第四章地下车站主体结构计算
4.1 车站结构荷载的计算
4.1.1 荷载分类
表4-1 地下车站结构的设计荷载类型及名称
本设计采用明挖法施工，只考虑正常使用阶段的计算，取一种组合方式，即正常使用阶段基本组合进行计算。地铁的主体结构工程，设计使用年限为100
年。由于在长期的使用过程中，地下连续墙与主体结构已经由刚性杆件连接，外部荷载产生转移，最终由地下连续墙与主体结构共同承受，故使用阶段本设计考虑全部荷载由地下连续墙与主体结构共同承受的情况。考虑的荷载如表4-2所示：
表4-2 车站结构主要荷载
4.1.2 荷载计算
（1）结构自重：本车站按规范取C35，故钢筋混凝土容重γ=25 kN/m 3。素混凝土容重取γ=23 kN/m 3。
（2）地层压力：覆土容重取γ=16 kN/m 3，竖向压力按全部土柱重量计算；水平压力按静止土压力对结构产生的不利工况计算；侧向压力采用水土分算，且按静止土压力计算。
（3）水压力及浮力：水容重为10 kN/m 3。 （4）汽车活载：按q=10 kN/m 2取用。 （6）人群荷载：取q=4 kN/m 2。 （7）道床荷载：取q=4 kN/m 2。 4.1.2.1 竖向荷载计算 顶板所受荷载： 恒载：
顶板自重：211==250.8=20.0 /m g H γ?顶板kN 土
压
力：
2=160.456.7-.47.9.5-0.7=.9/m i i i
q h γ=?+?+?∑l 土（005）（2）22 2 kN
2
=160.456.6-.47.9.5-0.6=.11/m i i i
q h γ=?+?+?∑r 土（005）（2）23 kN
因为q l 土＜q r 土，故顶板土压力取较大值23.11 kN/m 2。
水压力：
2=.5-.4=.5/m w w q h γ=?水（205）1020 kN 活载：2=10 /m q 车kN ； 2=4.0 /m q 人kN 中板所受荷载：
恒载：222==250.4230.1=12.3 /m g H γ?+?中板kN 活载：2=4.0 /m q 人kN 底板所受荷载：
恒载：233==251=25 /m g H γ?底板kN 活载：2=4.0 /m q 人kN ； 2=4.0 /m q 道床kN 4.1.2.2 水平荷载计算 左侧土压力与水压力计算： 土压力：
车站外墙土压力在使用阶段按照静止土压力计算，并采用水土压力分算的假定。各土层的物理力学性质见表4-3及表4-4：
表4-3 13-13剖面左侧土物理力学参数
表4-4 13-13剖面右侧土物理力学参数
在计算土压力时，对墙外侧成层分布的土体，墙底以上各层土的物理力学取加权平均值：
左侧土压力：
6
1
3333333
16/0.456/(0.70.45)7.9/(30.7)8.4/(5.53)10.0/(14.6 5.5)10.0/(15.2414.6)15.24145.2715.24
9.53/i i
i rh H
kN m m kN m m kN m m
kN m m kN m m kN m m m
kN m γ==?+?-+?-+?-+?-+?-=
=
=∑
5
010.6580.70.733(30.7)0.799(5.53)0.609(14.6 5.5)0.633(15.2414.6)15.240.66i i i k h k H
m m m
m m
m
==?+?-+?-+?-+?-=
=∑
22.5h k=9.53 2.50.66=15.72 kN/m σγ=?? 28.0h k=9.538.00.66=50.32 kN/m σγ=??
215.24h k=9.5315.240.66=95.86 kN/m σγ=??
右侧土压力：
5
1
333333
16/0.456/(0.60.45)7.9/(2.50.6)8.4/(11 2.5)9.3/(15.2411)15.24133.9615.24
8.79/i i i rh H
kN m m kN m m kN m m kN m m kN m m m
kN m γ==?+?-+?-+?-+?-=
=
=∑
4
010.6580.60.733(2.50.6)0.799(11 2.5)0.708(15.2411)15.240.76
i i i k h k H
m m m m
m
==?+?-+?-+?-=
=∑
22.5h k=8.79 2.50.76=16.70 kN/m σγ=??
28.0h k=8.798.00.76=53.44 kN/m σγ=??
215.24h k=8.7915.240.76=101.81 kN/m σγ=??
水压力：
210(2.50.45)20.5 kN/w w q r h m ==?-=2.5 210(8.00.45)75.5 kN/w w q r h m ==?-=8.0 210(15.240.45)147.9 kN/w w q r h m ==?-=15.24
图4-1 13-13剖面土压力图（kN ·m 2）
图4-2 13-13剖面水压力图（kN·m2）
土木建筑学院 课程设计说明书 课程名称：地下工程 设计题目：新河煤矿-760m暗斜井碎胀软岩支护设计专业(方向)：土木工程（岩土工程）班级：06 设计人：王文远 指导教师：乔卫国 山东科技大学土木建筑学院 09年07 月17 日
课程设计任务书 专业（方向）：岩土工程班级：土木06-1 学生姓名：王文远学号： 6 一、课程设计题目：新河煤矿-760m暗斜井碎胀软岩支护设计 二、原始资料： 1、新河煤矿-760m暗斜井工程概况 2、地质条件 3、巷道破坏状况 三、设计应解决下列主要问题： 1、巷道破坏机理分析 2、支护方案选择 3、支护参数设计 四、设计图纸： 1、巷道支护设计断面图 五、命题发出日期：09.7.6 设计应完成日期：09.7.17 设计指导人（签章）： 系主任（签章）： 日期：年月日
指导教师对课程设计评语 指导教师（签章）： 系主任（签章）： 日期：年月日
课程设计说明书（题目一） 1 原始条件 1.1 暗斜井工程概况 新河煤矿-760水平暗斜井是由济南煤矿设计院设计。其中回风暗斜井全长851.83m，倾角250；轨道暗斜井全长960m，倾角220；胶带暗斜井全长996m，倾角210；-760m水平三条暗斜井设计断面均为直墙半圆拱形，支护方式为锚带网，其中锚杆直径为18mm、长为2m的等强金属螺纹钢锚杆，锚杆间排距为800mm×800mm，金属网为直径4.5mm、网孔100mm×100mm的冷拔丝焊结而成。 新河矿暗斜井断面图 三条暗斜井均于2005年2月16日前后破土动工，现已掘进300m左右。其中回风和轨道暗斜井破坏最为严重，后经修复之后，目前仍处于不稳定状态。 1.2 地质条件 -760m水平三条暗斜井均位于坡刘庄保护煤柱内，其中向北邻近一采区，向东北邻近工业广场保护煤柱，当三条暗斜井即回风暗斜井、轨道暗斜井及胶带暗斜分别到达大约-430、-456和-512水平时，将穿越嘉祥支三大断层，该断层倾角300，落差在120m～600m之间，预计断层附近断裂构造将较为发育，也有可能伴生其它构造，另外，由于对嘉祥支三大断层勘探资料较少，对断层的赋水性、导水性、断层带的宽度、充填状况、胶结程度等还有待于进一步查明，或者当工程快接近该断层时，用打超前钻孔的办法详细查明断层的赋存状况，以便为采取有针对性的措施提前作好准备。 总之，-760m水平三条暗斜井将绝大部分在3煤顶板岩层中掘进，预计到达-750m 水平左右时可能穿过3煤并进入底板岩层中。 1.3围岩状况分析
《建筑结构》课程设计计算书 --整体式单向板肋梁楼盖设计 指导老师：刘雁 班级：建学0901班 学生姓名：张楠 学号： 091402110 设计时间： 2012年1月 扬州大学建筑科学与工程学院建筑学系
目录 1、设计任务书———————————3 2、设计计算书———————————5 3、平面结构布置——————————5 4、板的设计————————————6 5、次梁的设计———————————8 6、主梁的设计———————————12
一、设计题目 整体式单向板肋梁楼盖设计 二、设计资料 1.扬州大学图书馆, 层高均为5.0米，开间5米，进深6.6米。试设计第三层楼盖。楼盖拟采用整体式单向板肋梁楼盖，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400。 2.楼面做法：楼面面层为20mm厚1:2水泥白石子磨光打蜡，找平层为20mm厚1:3水泥砂浆，板底为20mm厚混合砂浆抹灰。 三、设计内容 1.结构布置 楼盖采用整体式单向板肋梁楼盖方案，确定梁板截面尺寸。 2.板的计算 （1）确定板厚 （2）计算板上荷载 （3）按照塑性理论计算板的内力 （4）计算板的配筋
3.次梁计算 （1）确定次梁尺寸 （2）计算次梁上荷载 （3）按照塑性理论计算次梁内力 （4）计算次梁配筋 4.主梁计算 （1）确定主梁尺寸 （2）计算主梁上荷载 （3）按照弹性理论计算主梁内力，应考虑活荷载的不利布置及调幅 （4）绘制主梁内力包罗图 （5）计算主梁的配筋，选用只考虑箍筋抗剪的方案 （6）绘制主梁抵抗弯矩图，布置钢筋 5.平面布置简图
成果应包括： 1.计算书 （1）结构布置简图 （2）板和次梁的内力计算，配筋 （3）主梁的内力计算，内力包络图，配筋 2.图纸 （1）绘制结构平面布置图（包括梁板编号，板配筋），比例1:100（2）绘制次梁配筋图（包括立面、剖面详图），比例1:50,1:20 （3）绘制主梁弯矩包罗图、抵抗弯矩图及配筋图（包括立面、剖面详图），比例1:50,1:20 （4）设计说明
中国矿业大学力学与建筑工程学院 《地下建筑结构》课程设计任务书 《地下建筑结构》课程设计是教学计划要求中的一个重要教学环节,是在通过学习地下建筑结构相关知识、相关理论的基础上，结合地下工程专业方向的具体特点而进行的一次教学实践活动。 通过课程设计，结合相关的设计要求，掌握地下建筑结构设计中的部分设计内容，使学生所学到的基础理论和专业技术知识系统、巩固、延伸和拓展，培养学生自身独立思考和解决工程实际问题的能力，学会使用各种相关的工具书及查找资料。 完成地下建筑结构设计书一份，内容包括设计计算书、内力图和设计截面图。 一、设计题目 某地下洞室工程的整体式直墙拱形衬砌的计算。 二、设计资料 1、工程概况 设有某地下洞室工程所处地层的围岩类型介于丙Ⅰ和丙Ⅱ之间，时有地下水活动影响。地层容重γ0=2.5×103kg/m 3，抗力系数k=0.3×108 kg/m 2，k d =0.4×108 kg/m 2。衬砌材料：拱圈边墙均采用强度等级为C15的混凝土，γ=2.4×103kg /m 3，E=2.6×109 kg/m 2。平均超挖每边0.1m ，衬砌断面及尺寸如图所示。 2、使用要求： 内净跨l 0/2=4.45m ，内净高7.8m 。根据净空高度及结构要求选定d 0=0.6m ，d c =1.0m ，d n =0.9m ，R 0=4.68m ，边墙底部展宽0.2m ，厚0.6m 。 3、建议： 23090.3)2 (202000=--=l R R f m 荷载计算：321q q q q ++=，侧压系数δ=0.1。
三、本课程设计要求 本课程设计目的在于培养学生独立阅读资料、掌握技术信息、分析问题和解决问题的能力。 每个同学必须认真设计、独立完成，主要内容包括： 1、结合设计资料，编写设计计算书； 2、根据计算结果绘制直墙拱的内力图和设计截面图。
（2015～2016学年第一学期）课程名称：地铁与轻轨 设计名称：地铁地下车站建筑设计 专业班级： 学号： 姓名： 指导教师： 成绩： 指导教师（签字）： 西南交通大学峨眉校区 2015年11 月日
目录 1.设计任务 (1) 1.1 车站设计资料 (1) 1.2设计内容 (1) 2.设计正文 (2) 2.1设计目的 (2) 2.2设计内容及要求 (2) 2.3具体设计 (2) 2.3.1站厅层的设计 (3) 2.3.2站台层的设计 (4) 2.3.3出入口的设计 (6) 3.附图 (6)
1.设计任务 1.1 车站设计资料 某地铁车站，预测远期高峰小时客流（人/小时）、超高峰系数如下表， 客流密度ω为0.5m2/人，采用三跨两柱双层结构的岛式站台车站,站台上的立柱为直径c=0.6m的圆柱，两柱之间布置楼梯及自动扶梯，使用车辆为B型车（车长s为19.5m），列车编组数n为6辆，定员P v为1440人/列，站台上工作人员为6人，列车运行时间间隔t为2min，列车停车的不准确距离δ为2m，乘客沿站台纵向流动宽度b0为3m，出入口客流不均匀系数b n取1.1。 1.2设计内容 1.站厅层：①客流通道口宽度； ②人工售票亭或自动售票机(台)数； ③检票口检票机台数；
④站厅层的平面布置。 2.站台层：①站台长度； ②楼梯宽度、自动扶梯宽度； ③两种方法计算的站台宽度； ④根据计算出楼梯、自动扶梯宽度按防灾要求检算安全疏散的时间； ⑤站台层的平面布置。 3.出入口：出入口数量和出入口宽度。 2.设计正文 2.1设计目的 掌握地铁地下车站建筑设计中站厅、站台层以及出入口通道的设计过程、内容和平面布置原则。 2.2设计内容及要求 根据提供的车站资料，进行车站的建筑设计及车站各组成部分的平面布置。 2.3具体设计 由基本条件可得：
《地下建筑结构课程设计》----软土地区地铁盾构隧道 计算 书 姓名： 班级：勘查 学号：203 指导教师：志高 工程学院土木工程系 岩土教研室 2012年6月
目录 1 荷载计算-------------------------------------3 1.1 结构尺寸及地层示意图-----------------------3 1.2 隧道外围荷载标准值-------------------------3 1.2.1 自重--------------------------------3 1.2.2 均布竖向地层荷载----------------------4 1.2.3 水平地层均布荷载----------------------4 1.2.4 按三角形分布的水平地层压力--------------5 1.2.5 底部反力-----------------------------5 1.2.6 侧向地层抗力--------------------------5 1.2.7 荷载示意图----------------------------6 2 力计算---------------------------------------6 3 标准管片配筋计算--------------------------------8 3.1 截面及力确定-----------------------------8 3.2 环向钢筋计算--------------------------------8 3.3 环向弯矩平面承载力验算-----------------------11 4 抗浮验算-------------------------------------10 5 纵向接缝验算--------------------------------12 5.1 接缝强度计算------------------------------12 5.2 接缝开验算------------------------------14 6 裂缝开验算------------------------------15
土木工程专业 高层建筑结构设计课程设计
目录 一、课程设计性质及目的 多层框架结构课程设计是土木工程专业重要的实践性教学环节，学生运用所学的框架结构设计的专业知识进行课程设计实践，巩固和进一步掌握多层框架结构设计的知识，并为今后毕业设计做必要准备。通过课程设计使学生掌握结构设计从收集资料、方案比较、设计理论、设计计算、绘图的全过程，培养学生的工程结构设计能力。 2.建筑设计说明 2.1设计简介 建筑设计是在总体规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果。各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的生产和生活环境。 建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，除考虑上述各种要求以外，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观，这要求建筑师认真学习和贯彻建筑方针政策，正确学习掌握建筑标 准，同时要具有广泛的科学技术知识。 2.2建筑设计方案 2.2.1建筑平面设计图 2.2.2建筑设计做法 上人屋面做法：考虑屋顶上人的需要，采用女儿墙边天沟内排水沟，双坡排
水；屋面做法由下至上依次为钢筋混凝土屋面板（100mm），聚苯乙烯泡沫塑料 保温板（50mm），1:8水泥陶粒找坡层（平均厚80mm），1:3水泥砂浆找平层（20mm），SBS改性沥青防水卷材，细石混凝土（30mm）。 女儿墙构造柱：女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于4m，构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起。 墙体做法：外墙体均采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，外墙厚240mm，白色乳胶粉刷外墙面，水泥粉刷内墙面；内墙为蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，厚240mm，双面水泥粉刷。 楼面做法：25mm硬木地板，地板格栅，20mm厚水泥砂浆找平层，100mm 厚现浇钢筋混凝土板，10mm厚水泥石膏砂浆打底。 楼梯做法：楼梯采用混凝土板式楼梯。 散水做法：散水的坡度为4%，40厚C20细石混凝土，撒1：2水泥黄砂压实抹光，120厚碎石或碎砖灌M2.5混合砂浆，每隔10m设伸缩缝一道，墙身 与散水设10宽，沥青砂浆嵌缝，散水面宽600。 2.2.3材料选用 混凝土：主体框架结构采用C30混凝土 钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400，其余采用热轧钢筋HPB300； 墙体：内外墙采用普通砖，其尺寸240mm×115mm×53mm，查《荷载规范》得γ=18 kN/m3；窗：钢塑门窗，γ=0.45 kN/m3；门：木门，γ=0.2kN/m3； 活荷载：上人屋面均布活荷载标准值1.1kN/2 m，楼面活荷载标准值2kN/㎡。 3.结构布置 3.1结构选型 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。 屋面结构：采用现浇钢筋混凝土上人防水屋面。 楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土楼盖。 楼梯结构：采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。 图3.1结构布置图 3.2构件拟定尺寸 3.2.1板截面尺寸拟定 根据《钢筋混凝土结构设计规范》，板按塑性理论计算，本设计板厚取h=100mm。
地铁车站主体结构设计（地下矩形框架结构） 西南交通大学地下工程系
目录 第一章课程设计任务概述 (1) 1.1 课程设计目的 (1) 1.2 设计规范及参考书 (1) 1.3 课程设计方案 (1) 1.3.1 方案概述 (1) 1.3.2 主要材料 (4) 1.4 课程设计基本流程 (5) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (6) 第三章结构内力计算 (9) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (12)
第一章 课程设计任务概述 1.1 课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、荷载分类及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2 设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS ） 1.3 课程设计方案 1.3.1 方案概述 某地铁车站采用明挖法施工，结构为矩形框架结构，结构尺寸参数详见表1-1。车站埋深3m ，地下水位距地面3m ，中柱截面的横向（即垂直于车站纵向）尺寸固定为0.8m （如图1-1标注），纵向柱间距8m 。为简化计算，围岩为均一土体，土体参数详见表1-2，采用水土分算。路面荷载为2/20m kN ，钢筋混凝土
目录 1 荷载计算-------------------------------------3 1.1 结构尺寸及地层示意图-----------------------3 1.2 隧道外围荷载标准值-------------------------3 1.2.1 自重--------------------------------3 1.2.2 均布竖向地层荷载----------------------4 1.2.3 水平地层均布荷载----------------------4 1.2.4 按三角形分布的水平地层压力--------------5 1.2.5 底部反力-----------------------------5 1.2.6 侧向地层抗力--------------------------5 1.2.7 荷载示意图----------------------------6 2 内力计算---------------------------------------6 3 标准管片配筋计算--------------------------------8 3.1 截面及内力确定-----------------------------8 3.2 环向钢筋计算--------------------------------8 3.3 环向弯矩平面承载力验算-----------------------11 4 抗浮验算-------------------------------------10 5 纵向接缝验算--------------------------------12 5.1 接缝强度计算------------------------------12 5.2 接缝张开验算------------------------------14 6 裂缝张开验算------------------------------15 7 环向接缝验算----------------------------16
直墙拱形衬砌结构设计计算说明书
设计资料： 1. 围岩特征 某隧道埋深85 m ，围岩为Ⅲ级围岩，RQD=85%，R c =57.4MPa ，容重γ0=25 kN/m 3，侧向和基底弹性抗力系数均为51.410K =?kPa/m 。 2. 衬砌材料 采用整体式直墙拱混凝土衬砌，混凝土标号为C20，弹性模量E=26GPa ，容重γ=25 kN/m 3，混凝土轴心抗压强度设计值f c ＝10MPa ，弯曲抗压强度设计值f cm ＝11MPa ，抗拉强度设计值f t ＝1.1MPa 。钢筋采用25MnSi 钢，强度设计值f y ＝340MPa ，弹性模量E=200GPa 。 3. 结构尺寸 顶拱是变厚度的单心圆拱，拱的净矢高f 0＝3.7m ，净跨l 0＝11.3m 。开挖宽度11.5m ，开挖高度7.7m 。初步拟定拱顶厚度0400d =mm ，拱脚厚度n 516d =mm ，边墙的厚度为c 716d =mm ，墙底厚度增加d 200d =mm 。
目录 （一）结构几何尺寸计算 (1) （二）计算拱圈的单位变位 (2) （四）计算拱圈的弹性抗力位移 (5) （五）计算墙顶（拱脚）位移 (5) （六）计算墙顶竖向力、水平力和力矩 (6) （七）计算多余未知力 (7) （八）计算拱圈截面内力 (8) （九）计算边墙截面内力 (10) （十）验算拱圈和侧墙的截面强度 (13) （十一）计算配筋量 (14) 参考文献 (16)
（一）结构几何尺寸计算 （1）拱圈内圆几何尺寸 内圆跨径0 11.3l m =，内圆矢高0 3.7f m = 内圆半径计算：2220000()()2l R f R -+=，从而有2200 02 4 6.1648l f R m f +== （2）拱圈轴线圆的几何尺寸 拱脚截面和拱顶截面厚度之差 00.5160.4000.116n d d m ?=-=-= 轴线圆与内圆的圆心距： 2222 0000(0.5) 6.164(6.1640.50.116)0.0982(0.5)2(3.70.50.116) R R m m f --?--?===-?-? 轴线圆半径 0000.4 6.1640.098 6.46222 d R R m m =++ =++= 拱圈截面与竖直面的夹角n ?： 0/211.3/2 sin 0.9107/2 6.6420.516/2 n l R d ?= ==-- 65368 1.14498n ?'''==o cos 0.4131n ?= sin 0.4699h n n d d m ?== cos 0.2132v n n d d m ?== 计算跨度：011.30.469911.7699h l l d m =+=+= 计算矢高：000.40.21323.7 3.79342222 v d d f f m =+-=+-= （3）拱圈外圆几何尺寸 外圆跨度：10211.320.469912.2398h l l d m =+=+?= 外圆矢高： 100 3.70.40.2132 3.9934v f f d d m =+-=+-= 外圆半径：2222 1111412.23984 3.9934 6.686188 3.9934 l f R m f ++?===?
建筑结构设计课程设计 姓名: 赵炳琳 学号: 20120323 老师: 林拥军 专业: 土木工程 年级: 2012级10班
钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计实例 学号20120323,故题号为25。其已知条件为:某多层工厂建筑,平面尺寸为21×27m,采用砖混结构,内框架承重体系。楼盖要求采用现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖。外墙厚370mm,柱为钢筋混凝土柱,截面尺寸为400mm ×400mm 。 可变荷载标准值:Q k = 4、5kN/m 2,γ Q =1、3。 材料选用:C30混凝土;梁内纵向受力钢筋采用HRB400级热轧钢筋,其余钢筋采用HPB300级热轧钢筋。 4.1结构平面布置 查《混凝土结构设计规范》得:f c =14、3 N/mm 2,f t =1、43 N/mm 2,E c =3×104 N/mm 2 查《混凝土结构设计规范》得:HPB300级钢筋:f y = f y ′=270N /mm 2,E s =2、1×105 N/mm 2 HRB400级钢筋:f y =360 N/mm 2,E s =2、0×105 N/mm 2 按照考虑塑性内力重分布的方法设计板与次梁,按照弹性理论的方法设计主梁。 结构平面布置如图2、11所示,主梁为横向布置,跨度为5400mm,间距为7000mm;次梁为纵向布置,跨度为7000mm,间距为1800mm 。区格长边与短边之比88.31800 7000 =大于3,按单向板肋形楼盖进行设计。(以L1方向为纵向)
图2、11 楼盖结构平面布置图 截面尺寸 (1)板:根据设计要求,h>l/40=1800/40=45mm 又《规范》规定的最小板厚,工业建筑楼板:h≧80mm。(书127页) 故取板厚为80mm。 （2）次梁:截面高h=(1/18～1/12)l=(1/18～1/12)×7000=388、89~583、33mm 取h=500mm;截面 宽度按(h/3～h/2)初估, 1 )2 ~ 3 1( = ~ ? 1(= 3 = 250 b0. h mm 1 ~ )2 7. 500 166 取b=200mm。 （3）主梁:截面高h=(1/14～1/8)l=(1/14～1/8)×5400=385、7~675mm 取h=650mm;截面宽度按 (h/3～h/2)初估, ~ 1 )2 1( 3 3 = = ? 1(= 7. b325 h mm ~ ~ 216 )2 1 650 取b=300mm。 4.2板的设计(按考虑塑性内力重分布计算) 板的几何尺寸如图2、12所示。
中国矿业大学力学与建筑工程学院 2013～2014学年度第一学期 《地下工程设计与施工》课程设计 学号021******* 班级土木11-9班 姓名龙媒居士 力学与建筑工程学院教学管理办公室
目录 第一部分基坑围护结构设计 (1) 1 工程概况 (1) 1 .1工程地质及水文地质资料 (1) 1.2工程周围环境 (4) 1.3周围社会交通 (4) 2 设计依据和设计标准 (5) 2.1有关的工程设计依据 (5) 2.2主要设计规范和标准 (5) 2.3基坑工程等级及变形控制标准 (6) 3 基坑围护方案设计 (7) 3.1围护结构类型 (7) 3.2基坑围护结构方案选择 (10) 4 基坑支撑方案设计 (10) 4.1支撑结构类型 (10) 4.2支撑体系的布置形式 (11) 4.3支撑体系的方案比较和合理选定 (12) 5 计算书 (14) 5.1标准段地下连续墙计算 (14) 5.2水土压力计算 (15) 5.2.1主动土压力计算（依据教材） (15) 5.3地连墙的入土深度确定 (23)
5.4支撑内力计算 (25) 5.5 地连墙及支撑系统截面设计 (27) 5.6基坑稳定性验算 (29) 5.6.1基坑底部土体的抗隆起稳定性 (29) 5.6.2抗渗流验算 (30) 5.6.3围护墙的抗倾覆稳定性验算 (32) 第二部分地下连续墙施工组织设计 (32) 1编制主要施工流程及必要施工措施 (32) 参考文献 (37)
第一部分基坑围护结构设计 1 工程概况 1 .1工程地质及水文地质资料 经勘探揭示，拟建场地为古河道沉积区与正常沉积区接触带。在勘探深度范围内，自上而下可分为八个大层，9亚层及5个夹层。其中①层为近代人工堆填，②~⑤层为第四纪全新世Q4沉积层，⑥~⑧层为第四纪上更新世Q3沉积层。土层情况详见下表1-1： 表1-1 地基土构成与特征一览表
浅埋式闭合框架结构设计 结构计算书
一， 截面设计 设S 为600mm,则有h 1=S+h=600+600=1200(mm),可得 h+S/3=800≤h 1=1200, 如右图所示。 二， 内力计算 1计算弯矩M 1.1.结构的计算简图和基本结构如下图。 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X 1和X 2，即可以得出典型方程为： 系数是指在多余力x i 的作用下，沿着x i 方向的位移，△iP 是指在外荷载的作用下沿x i 的方向的位移，按下式计算： δij =δ‘ij +b ij △ij =△’iP +b ip δ’ij =ds i ∑? EJ Mj M 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）。 b ij ---底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处x i 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； b ip ---底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处x i 方向的位 移。 1.2求δ‘ij 和△’iP ；
M 1=1×L y =3.4(kNm) M 2=1(kNm) M P 上=1/2×q 1×(L X /2)=66.15(kNm) M P 下=1/2×q 1×(L X /2)+1/2×q 2×L y 2=193.31(kNm) M1 Q 10 M2 Q 20 M P 上 M P 下 M P 下-M P 上 -3.4 0 -1 0 66.15 193.31 127.16 以上摘自excel 文件； 根据结构力学的力法的相关知识可以得到： δ’11= EI y 2 1L 2/3M =4.85235E-05 δ’12=δ ’21=EI L M y 1=2.14074E-05 δ’22=EI L L 2x y +?=2.03704E-05 △’1p = EI M 3/4)M -(M L 1/3M 0.5L M 21 P P y 1y P ???+???-下）（=-0.002777183
遵义师范学院 本科生课程设计 题目浅埋矩形闭合框架结构设计学生姓名黎进伟 学号144680201025 课程名称《地下建筑结构课程设计》学院工学院 所学专业土木工程 指导教师欧光照
一、课题设计与分工要求 （一）设计课题 课题：浅埋矩形闭合框架结构设计 （二）课题分工与要求 课题：所有同学完成，每位同学参数不同。 二、目的和要求 1、掌握常见各地下结构的设计原则与方法，了解基本的设计流程； 2、综合运用地下工程设计原理、工程力学、钢筋混凝土结构学及工 程施工、工程技术经济的基本知识、理论和方法，正确地依据和使用现行技术规范，并能科学地搜集与查阅资料（特别希望各位同学能够充分利用好网络资源）； 3、掌握地下建筑结构的荷载的确定；矩形闭合框架的计算、截面设 计、构造要求；附建式地下结构的内力计算、荷载组合、截面设计及构造；基坑围护结构的内力计算、稳定性验算、变形计算及构造设计；地下连续墙结构的施工过程及计算要点。 4、掌握绘制地下结构施工图的基本要求、技能和方法； 5、要求同学们以课题为核心，即要求团结协作，培养和发扬团队精 神，又要求养成独立自主，勤奋学习，培养良好的自学能力和正确的学习态度。
三、应完成的设计工作量 （一）计算书一份 1、设计资料：任务书、附图及必要的设计计算简图； 2、荷载计算、尺寸的确定、内力计算、截面的设计及验算、稳定性 验算、抗浮的验算、基础承载力的计算等（根据各课题的要求不同选择计算内容）； 3、关键部位配筋的注意事项。 4、可能的情况下提供多施工方案（两个即可）比较。 5、依据施工要求的截面尺寸设计。 四、设计时间：两周（12月17日至12月28日） 五、主要参考资料 1、《地下建筑结构》（第一版），朱合华主编，中国建筑工业出版 社编，2005 2、《地下结构工程》，东南大学出版社，龚维明、童小东等编，2004 3、《建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）》，中国建筑工业出版社， 1999 4、《基坑工程手册》，中国建筑工业出版社，刘建航、候学渊编， 1997 5、《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），中国建筑工业 出版社，2002 6、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），中国建筑工业出 版社，2002
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mm L mm L y x 3300,3900==，选择荷载序号为③,即m kN q m kN q /38,/2821==。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
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M 1.1.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： 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+bip δ’ij= ds i ∑? EJ Mj M 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-5 p M M1=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：
地下工程课程设计 地铁车站主体结构设计 （地下矩形框架结构） 学院名称：土木工程学院 班级：土木2012-7班 学生姓名：陈铁卫 学生学号： 20120249 指导教师：孙克国
目录 第一章课程设计任务概述 (1) 1.1 课程设计目的 (1) 1.2 设计规范及参考书 (1) 1.3 课程设计方案 (1) 1.3.1 方案概述 (1) 1.3.2 主要材料 (3) 1.4 课程设计基本流程 (3) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (5) 第三章结构内力计算 (8) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (14)
第一章 课程设计任务概述 1.1 课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、主动荷载及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2 设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS ） 1.3 课程设计方案 1.3.1 方案概述 某地铁车站采用明挖法施工，结构为矩形框架结构，结构尺寸参数详见表1-2。车站埋深3m ，地下水位距地面3m ，中柱截面横向尺寸固定为0.8m （如图1-1横断面方向），纵向柱间距8m 。为简化计算，围岩为均一土体，土体参数详见表1-1，采用水土分算。路面荷载为2/20m kN ，钢筋混凝土重度 3/25m kN co =γ，中板人群与设备荷载分别取2/4m kN 、2/8m kN 。荷载组合按表 1-3取用，基本组合用于承载能力极限状态设计，标准组合用于正常使用极限状态设计。 要求用电算软件完成结构内力计算，并根据《混凝土结构设计规范》完成墙、板、柱的配筋。
《地下结构课程设计》计算书 ——地铁区间隧道结构设计 1 设计任务 本次地下结构课程设计是进行城市地铁区间隧道的结构设计，涉及“地下工程”这门课的主要理论，通过设计，使学生更深入地掌握所学理论。 其余详细设计任务资料见附录。 1.1工程地质条件 线路垂直于永定河冲、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6度。 表1 各层土的物理力学指标 1.2 其他条件 地下水位在地面以下6m处；隧道顶板埋深10m；采用暗挖法施工，隧道断面型式为马蹄形。 1.3 暗挖区间断面
2 设计过程 2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋 可以采用《铁路隧道设计规范》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，B>5m时，i取0.1，B<5m时，i取0.2。 由于隧道顶板埋深10m，所以该隧位于细砂层和圆砾土中，根据《地铁设计规范》10.1.2可知“暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规范》确定”，查表得围岩为Ⅳ级围岩，则有
则 可知该隧道埋深为浅埋。 2.2 计算作用在结构上的荷载 2.2.1 永久荷载 1.结构自重（只考虑二衬） 顶板自重： 侧墙自重： 底板自重： 2.地层压力 a. 地层竖向压力 由于拱顶埋深10m，则拱顶上方土层有杂填土、粉土、细砂，且地下水埋深6m，应考虑土层压力和地下水压力的影响，对于浅埋洞室，本设计按照极浅埋的形式进行竖向土压力计算，即。 b. 地层水平压力 地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑地下水的影响，采用朗肯主动土压力方法计算： 地下结构处于细沙土层与圆砾土土层中，所以在土层交界面出会有土压力突变。 细沙： 圆砾土： 拱顶处： =77.68KPa 土层交界面以上：
《地下工程课程设计》 目录 一、目的 (2) 二、设计资料 (2) 三、隧道设计 (2) 四、管片衬砌结构设计 (7) 五、轨道设计 (12) 六、参考文献 (13)
地铁区间盾构隧道建筑限界的确定与横断面设计一.目的:通过课程设计,使学生掌握地铁区间隧道车辆轮廓线、车辆限界、设备 限界和建筑限界的计算过程与影响因素，车辆类型，支护结构类型，轨道类型，受电弓知识，直线与曲线隧道计算超高的办法及其对隧道建筑限界的影响等知识，使学生能够在任一速度和曲线半径下，选择车型和轨道设计，进行隧道衬砌选择和衬砌管片的选择，并且设计出管片的厚度和二次衬砌的厚度（若需要），绘出给定条件下的隧道建筑限界图（车辆轮廓线图、车辆限界图、设备限界图和建筑限界图），并给出具体控制点的坐标值，绘出单（复）线隧道直线和曲线条件下的衬砌内轮廓图，绘出衬砌设计图，绘出管片设计图等。 二．设计资料：取之于“广州地铁某线某区间盾构隧道设计”。 圆形盾构地铁区间隧道，底层参数为： 粉粘土，上覆地层高12.0m，容重18.0kN/m3，地面超载20.0kN/m3，侧压力系数0.5，地基抗力系数30.0MPa/m。 设计要求： 1)直线隧道，时速80km/h 2)曲线段隧道，时速70 km/h，半径750m，车型B1,减震轨枕。 三．隧道设计： 本隧道设计选择B1车型中的下部受流型车型，其车辆主要参数如下： 1.车辆长度：19000mm 2. 车辆宽度：2800mm 3. 车辆高度：3800mm 4. 车体重量： 1) 空车：24000kg（钢车） 2）重车：42600kg（钢车） ●车辆轮廓线 B1型计算车辆轮廓线坐标值（mm）如下表： 点号0 1 2 3 4 5 6 27 28
1 河南城建学院 《城市地下空间规划》课程设计 说明书 课程名称: 城市地下空间规划理论 题目:河南某地下停车场的规划设计 专业: 学生姓名: 学号: 指导教师: 开始时间: 2013 年 12 月23日 完成时间: 2014 年 01 月03 日 课程设计成绩： 指导教师签名：年月日
目录（仅供参考） 参考文献 (17) 一、地下停车场总图设计 根据所分配的大致区域和具体方案参数情况特别是周围地面道路和建筑情况，设计地下停车场的总图设计，布置停车场的功能区划分。
1.1 总图设计时应考虑的因素如下： 1）场地的建筑布置、形式、道路走向、行车密度及行车方向；2）是否有其它地下设施；3）周围环境状况；4）工程与水文地质情况； 5）要考虑地面出入口一侧有至少两辆车位置的候车长度；6）停车场应有明显的标志，并按规定设置标线；7）单建式停车场要考虑车库建成后面部分的规划。 1.2 功能区划分及面积说明 根据设计提供的原始条件，对于附建式停车场，附建式停车场受地面建筑的平面柱网的限制，利用的是它的地下部分，其平面布置受地面建筑的影响。 总图设计功能区包括：出入口、停车区、管理区、辅助区等； ⑴、出入口:进出车用的坡道、地面口部及口部防护等
此次设计准备采用直线双车坡道，根据《汽车库建筑设计规范》（JGJ100-98 ）表4.1.7中规定，小型车坡度选用15%左右，高长比值约为1：6.67，并且采用由线缓坡道，坡道所占面积大约是170m2左右。地面中部设置挡水段，同时搭建拱形雨篷。 ⑵、停车区：停车间、行车通道、步行道等 此次设计是在建筑物的地下一层设计停车场，因此辅助设施就占据很大的面积，停车区面积大约是1800m2。 ⑶、管理区：门卫、高度、办公、防灾中心、卫生间、楼梯间等 门卫、调度、办公、防灾中心在所提供的原始条件中找不到，可能设置在地面，卫生间所占的面积是30m2左右，楼梯二处。（见附图） ⑷、辅助区：风机房、送风机房、排风机房、低压配电室、防护用的设备间等 据原始数据可知，风机房：54 m2，送风机房：55m2，排风机房：47.5 m2，低压配电室：43 m2。 1.3 总的形状、建筑面积说明 此次设计的停车场的地面建筑的形状基本上是直角梯形，建筑方位台附图所示，停车场的建筑面积2841.1m2，坡道面积170m2，停车区面积1800m2左右，辅助区总面积800m2（包括行人通道） 1.4 防火等级划分、通道数量要求及说明（防火规范） 根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-97）表3.0.1
中国矿业大学力学与建筑工程学院2011~2012学年度第一学期 《地下空间规划与设计》 课程设计 学号 班级 姓名 指导老师 力学与建筑工程学院教学管理办公室
中国矿业大学力学与建筑工程学院《******》课程设计 第 1 页 1 ☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）。☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆。 2 2.1 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆。 f f f C ?στtan ?+= 式中 τf ——土的剪切强度，MPa ； C f ——土的粘聚力，MPa ； φf ——土的内摩擦角，（°）。 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆。 3 标题名称（一级标题） 3.1 标题名称（二级标题） ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆，计算结果见表1。 页眉和页码，五号宋体。
Underground Structure Course Designing A Design of Shield Tunnel Lining College Civil Engineering Major Department of Geotechnical Engineering Student No.100xxx Name xxx Director xxx Date6th Sep. 2013
Part One: Design Data 1 Function of Tunnel The planned tunnel is to be used as a subway tunnel. 2 Design Conditions (1)Dimensions of Segment Type of segment: RC , Flat type Diameter of segmental lining: D 0=9500mm Radius of centroid of segmental lining: R c =4550mm Width of segment: b=1200mm Thickness of segment: t=400mm (2)Ground Conditions Overburden: H=12.3m Groundwater table: G.L.+0.6m =12.3+0.6=12.9m N Value: N=50 Unit weight of soil: γ=18kN/m 3 Submerged unit weight of soil: γ'=8kN/m 3 Angle of internal friction of soil: φ=30o Cohesion of soil: c =0 kN/m 2 Coefficient of reaction: k=50MN/m 3 Coefficient of lateral earth pressure: λ=0.4 Surcharge: P 0=39.7kN/m 2 Soil condition: Sandy (3)Materials The grade of concrete: C30 Nominal strength: f ck =20.1N/mm 2 Allowable compressive strength: f c =14.3N/mm 2 Allowable tensile strength: f t =1.43N/mm 2 The type of steel bars: HRB335 Allowable strength: f y = f y ’= 300N/mm 2 Bolt: Yield strength: f By =240N/mm 2 Shear strength: B τ=150N/mm 2 3 Design Method Requirement (1)How to check member forces: ① Elastic equation method(option) ② Force method based on the textbook (must do this) ③ Bedded frame model(Beam element with elastic support)(option) 0P K =constant of rotation spring for positive moment at joint=18070/kN m rad ? 0N K =constant of rotation spring for negative moment at joint=32100/kN m rad ?