隧道二次衬砌内力计算课程设计(包含内力图).docVIP

地下结构课程设计 姓名：宋伟涛 班级：地下122 学号:120719209 二次衬砌内力计算 1.1基本资料 结构断面图如图1所示。围岩级别为V级，容重,围岩的弹性抗力系，衬砌材料为C45混凝土，弹性模量为容重 图1.1 结构断面图 2.计算作用在衬砌结构上的主动荷载 2.1隧道深浅埋的确定 坍落拱高度按下式计算： Ⅴ级围岩，s=5；B5，i=0.1 浅埋隧道分界深度： 因为，所以是浅埋隧道 2.2竖直和水平荷载 垂直力：取 水平力： 3.半拱轴线长度 3.1衬砌的几何尺寸 内轮廓线半径： 内径所画圆曲线端点截面与竖直轴线的夹角： 拱顶截面厚度：， 拱底截面厚度：。 拱轴线半径： 拱轴线各段圆弧中心角： 3.2半拱轴线长度S及分段轴长 半拱线长度： 将半拱轴线等分为10段，每段轴长为： 分块图：5各分块接缝（截面）中心几何要素 5.1与竖直轴夹角: 另一方面 角度闭合差 5.2各截面中心点坐标计算 6计算基本结构的单位位移 截面 α sinα cosα x y d 1/I y/I y^2/I (1+y)^2/I 系数 0 0 0 1 0 0 0.5 96.154 0 0 96.154 1 1 12.1404 0.2103 0.9776 1.4511 0.1543 0.5 96.154 14.8366 2.2893 128.1164 4 2 24.2808 0.4112 0.9115 2.8373 0.6104 0.5 96.154 58.6924 35.8258 249.3646 2 3 36.4212 0.5937 0.8047 4.0966 1.3477 0.5 96.154 129.5867 174.6441 529.9715 4 4 48.5616 0.7497 0.6618 5.1727 2.3335 0.5 96.154 224.3754 523.5799 1068.4846 2 5 60.702 0.8721 0.4894 6.0174 3.5235 0.5 96.154 338.7986 1193.7569 1967.5082 4 6 72.8424 0.9555 0.295 6.5929 4.8645 0.5 96.154 467.7411 2275.3267 3306.963 2 7 84.9828 0.9962 0.0875 6.8736 6.2966 0.5 96.154 605.4433 3812.2341 5119.2747 4 8 97.1232 0.9923 -0.124 6.8467 7.7556 0.5 96.154 745.732 5783.5988 7371.2167 2 9 109.5417 0.9424 -0.3345 6.5216 9.1499 0.5 96.154 879.7995 8050.0773 9905.8303 4 10 139.9872 0.643 -0.7659 5.6981 10.3362 0.5 96.154 993.867 10272.8078 12356.6958 961.54 3953.6025 26813.8257 35682.5707 校核 35682.5707 计算得各单位位移如下： 计算精度校核为： 闭合差Δ = 0 7.计算主动荷载在基本机构中产生的位移和 7.1每一分块上的作用力 竖直力： 衬砌外缘相邻两截面之间的水平投影长度，由计算图式得： 校核：m 水平压力： 衬砌外缘相邻两截面之间的竖直向投影长度，由计算图式得： 校核： 自重力： ，钢筋混凝土构件重度γ = 25kN /m3。 由上文计算得 7.2各分块外力及力臂表 各外力对各分分块截面的力臂可由分块图量出计算得各分块外力如下表： 截面 集中力(KN) 力臂(m) Q G E 0 0 0 0 0 0 0 1 294.5955 18.2663 14.8064 0.6984 0.7223 0.3297 2 280.8752 18.2663 44.6043 0.6147 0.6851 0.469 3 256.3745 18.2663 69.6826 0.4991 0.6205 0.5894 4 218.7416 18.2663 94.6684 0.3605 0.5125 0.6881 5 172.4844 18.2663 114.9347 0.2028 0.393 0.7425 6 116.035 18.2663 127.7977 0.0415 0.2478 0.7685 7 57.0375 18.2663 137.2368 -0.1181 0.1002 0.7647 8 0 18.2663 140.4