隧道衬砌结构设计与计算

山东建筑大学毕业设计说明书

1．建筑设计

1.1 工程概况

(1)工程名称：某中学办公楼

(2)建筑面积：总建筑面积约2819.71平方米。 (3)建筑等级：耐久等级为II级。

(4)结构体系：钢筋混凝土框架结构，现浇梁板柱。 1.2 设计内容：

(1)一层设大、小会议室，接待室各1间，传达室1间。二、三、四层布置与一层基本相同具体布置详见设计图建施03。每层设男女卫生间一间。其余房间为办公室。

(2)设计标准：一般标准的公用建筑。 1.3 设计条件：

(1)气温：常年气温-10℃——36℃。 (2)主导风向：夏季西南风，冬季东北风。 (3)基本风压：0.45KN/m2。 (4)基本雪压：0.2KN/m2。 (5)地震基本烈度：6度。 (6)最大冻深：-0.5m。

(7)地下水位：最高地下水位距地面6m,最低地下水位距地面9m,无侵蚀性。 1.4 设计原则：

按照任务书分析和规模的规定，本着设计标准化、施工机械化的原则进行设计时，尽可能的采用标准图集，并考虑施工方便，柱网采用钢筋混凝土框架结构。 1.5 平面设计：

(1)房间安排：根据设计任务书要求，每层设有办公室、会议室。总建筑面积为2819.71平方米。每层设置两个厕所、两部楼梯。

1．已知翼缘位于受压区的单筋T形截面尺寸：b/f=600mm，b=300mm，h/f=120mm，h=700mm，拟采用C30混凝土和HRB400钢筋，fcd=13.8MPa，fsd=330MPa，ξb=0.53，ρ

min

=0.2%，承受的弯矩组合设计值，Md=550kN·m，as=70mm，结构重要性系数?0=1.0，求受拉钢筋的面积。（10分）

1．（10分）解：设a=70 mm h0 =700－70=630mm

① 判断类型：fcdb/fh/f（h0－h/f/2）=13.8×600×120×（630－60）=566.352（kN·m）

＞550kN·m 属于第一类T形截面

② 列出基本公式： fcd bfx= fsd As

/ ?0Md= fcdb/fx（h0-x-/2）

x=116.1 mm＜ξb h0=0.53×630=333.9mm As=2913（mm2） ③??As2913??1.54%＞ρbh0300?630min=0.2%

2．已知矩形截面偏心受压短柱（?＝1），截面尺寸b×h=400×500mm，采用C25混凝土和

///HRB335钢筋，as=as=40mm，fcd

摘要

摘 要

本毕业设计题目是青岛××宾馆建筑及结构设计，该宾馆的总建筑面积大约是5469.984平方米，共6层，建筑高度为23.4米。该宾馆采用的主体是框架结构，柱子是主要的承重构件，结构形式强度较高、刚度较大、整体性能好。

建筑设计是在总体规划的前提下，考虑基地的地理位置、房间的使用功能、建筑的外观设计、建筑的经济情况等问题，按照相关的规范，合理的进行建筑物的平面设计、立面设计、以及相关部位的剖面设计，着重解决建筑物的重要细部结构，使得建筑物做到适用、经济、美观。

结构设计主要根据建筑设计的可行的方案，进行建筑的相关设计，具体计算包括：框架梁、柱、板截面尺寸的确定；荷载的计算；框架侧移刚度的计算;框架侧移刚度的计算；

横向水平荷载作用下的框架内力计算;横向水平荷载作用下的框架内力计算横

向水平荷载作用下的框架内力计算；竖向荷载作用下的框架内力计算；配筋计算;框架的基础计算。

在建筑设计和结构设计分工与合作下，整体的建筑得到了呈现。各个方面的结合最终构成一个完整建筑物的施工依据。

关键词：建筑设计；内力组合；截面设计；配筋计算；基础设计；

I

英文摘要

Abstract

This graduation design topics is

路面结构设计及计算

7.1 轴载分析

路面设计以双轴组单轴载100KN作为标准轴载

a.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。 （1）轴载换算

P

轴载换算采用如下的计算公式：N C1C2Ni i

P

4.35

（7.1）

式中： N —标准轴载当量轴次，次/日

ni—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日 P—标准轴载，KN

pi—被换算车辆的各级轴载，KN K—被换算车辆的类型数

c1—轴载系数，c1 1 1.2(m 1)，m是轴数。当轴间距离大于3m时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m时，应考虑轴数系数。

c2：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。 轴载换算结果如表所示：

表7.2 轴载换算结果表

注：轴载小于25KN的轴载作用不计。

（2）累计当量轴数计算

根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η取0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次：

Ne

(1 )

t

1 365 N1

15

（1 0.042） 1 365 1848.327 0.40

5484490.次 (7.2)

0.042

验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴

砌体结构设计计算书

一、工程概况

设计栖霞市实验小学三层教学楼，结构形式采用混合结构（墙体为砌体结构，楼屋盖为钢筋混凝土结构）。层高3.6m，标准开间 6m，进深 9m，楼板以及屋面板为80mm厚的现浇钢筋混凝土板，无吊顶，外墙为37墙、内墙为24墙，墙体采用MU10实心粘土砖，采用M10混合砂浆砌筑，墙面和梁侧抹灰均为15mm，钢筋混凝土工程部分采用C30混凝土以及HPB300、HRB335钢筋，施工质量控制等级为B级。本工程设计标高±0.000相当绝对标高，见施工图。

二、设计依据

1、符合烟台大学土木工程学院提出的要求。

2

2、基本雪压：根据《建筑结构荷载规范》 ，烟台为0.4kN/m。

3、抗震设计：根据《建筑抗震设计规范》 ，本工程抗震设防烈度为8度。 4、设计遵循的主要标准、规范、规定：《中小学校建筑设计规范》）（GBJ 99—86）、《民用建筑设计通则》(GB 50140-2005)、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB 50009--2001）、《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001）、《砌体结构设计规范》（GB 50003-2001）、《建筑工程抗震设防分类标准》（

题目： 大佳香海鲜酒楼设计

系 别： 土木工程系

专 业： 土木工程专业 毕业年份： 2012届毕业生 姓 名： 郑 产 业 学 号: 0608101214 指导老师： 薛 雷 副教授

1

摘 要

本工程为福州一个拟建的海鲜酒楼，按功能将建筑分为四层，建筑面积一共

为3615.9平方米，楼房标高为15.6米。

本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构，基本步骤为：结构计算简图的确定；荷载计算；内力分析；内力组合；梁、柱截面配筋、板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及结构施工图的绘制等。其中，内力计算考虑以下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用；柱、板的设计采用弹性理论；梁的设计采用塑性理论；楼梯选用梁式楼梯；基础选用柱下独立基础。在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。

本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计复习和巩固了以前所学知识，把主要课程联系成一个完整的体系，并运用于设计中。

关键词: 混凝土框架结构；建筑设计；结构设计

2

Abstract

This engineering for a proposed of a s

有帮助

南昌市安义县凤凰小区2#楼

第1节 工程概况与设计条件

1.1建筑工程概况与结构选型

南昌市某小高层住宅，设有一层地下室，地面以上为12层住宅，其中11、12层为复式住宅，地下室标高为－3.000m，一层平面标高为±0.000 m，其余标准层曾高均为2.9m；第12层的电梯机房与12层跃层平齐，层高也是2.900m，首层室内外高差为0.6，建筑物的总高度为39.950m，建筑沿纵向的宽度为39.8m，沿建筑的横向宽度为17.050m。

根据建筑的使用功能，房屋的高度与层数、场地条件，结构材料以及施工技术等因素，综合考虑抗侧力结构采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系，所有楼层的墙体厚度均为200mm，门洞高度一般取2.10m，其具体宽度详见建施图门窗表，基本窗台的高度为0.9m，窗洞高度具体详见门窗表，剪力墙的平面布置具体详见平面图，除图中注名外，墙体定位均为轴线居中楼盖结构采用现浇钢筋混凝土板，楼板厚度分别为100mm，120mm，150mm和180mm四种，地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，其板厚为180mm，基础现浇钢筋混凝土筏型基础。

外墙保温材料采用50厚聚苯复合保温板，建筑填充墙采用KM1非承重空心砖，内墙采用加气混凝土砌块，外

摘 要：本文主要介绍了该工程的结构设计与选型、设计思路、典型节点设计、维护系统设计及经济性分析，本室内运动场主要结构为平面拱形桁架。 关键词：平面拱形桁架；典型节点；金属维护 1.工程概况

长治清华厂室内运动场是一面积较小且包含有篮球场、羽毛球场、乒乓球场及健身器材等的一个综合性体育运动场所，结构形式为单层平面拱形桁架结构；总建筑面积约3090m2，室内建筑面积约2530 m2，平面建筑尺寸为长57.7m，宽52.9m，总高17.08m。本工程是在有所局限的地理位置上设计出有自己特色的建筑结构，其立面布置见图1所示。

本工程是由钢柱、钢桁架及柱间支撑、水平支撑组成的钢框架支撑体系，主体结构由H型钢钢柱、钢管平面桁架、支撑及系杆组成，墙面次结构为冷弯薄壁C型钢，屋面次结构为矩形型钢；维护结构采用现场复合保温板，即金属波纹外板+玻璃丝保温棉+金属波纹内板。

本工程用钢量统计，主结构总用钢量约140.4t，次结构用钢量约42.9t，基础锚栓用钢量约4t，结构总用钢量为187.3t，平均用钢量（含锚栓）为60.6Kg·m-2；本工程结构紧凑，造型美观，经济效益较好。该工程由山西省长治市航建建筑安装公司承

隧道衬砌结构检算

5.1 结构检算一般规定

为了保证隧道衬砌结构的安全，需对衬砌进行检算。隧道结构应按破损阶段法对构件截面强度进行验算。结构抗裂有要求时，对混凝土应进行抗裂验算。 5.2 隧道结构计算方法

本隧道结构计算采用荷载结构法。其基本原理为：隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载的作用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，然后按照弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌结构的内力，并进行结构截面设计。 5.3 隧道结构计算模型

本隧道衬砌结构验算采用荷载—结构法进行验算，计算软件为ANSYS10.0。 取单位长度（1m）的隧道结构进行分析，建模时进行了如下简化处理或假定：

① 衬砌结构简化为二维弹性梁单元（beam3），梁的轴线为二次衬砌厚度中线位置。

② 围岩的约束采用弹簧单元（COMBIN14），弹簧单元以铰接的方式支撑在衬砌梁单元之间的节点上，该单元不能承受弯矩，只有在受压时承受轴力，受拉时失效。计算时通过多次迭代，逐步杀死受拉的COMBIN14单元，只保留受压的COMBIN14单元。

图5-1 受拉弹簧单元的迭代处理过程

③ 衬砌结构上的荷载通过等效换算，以竖直和水平集中力的模式直接施加到梁

音箱结构设计计算公式

ASW箱体结构计算公式

1.开口腔计算公式：VA = (2S x Q。)2 x VAS(L)

通带纹波系数是带通式音箱的重要设计参数。

选取合适的封闭腔带通Q值QB，查表得出fL和fH，用f。/Q。分别乘以这两个系，求出音箱频响曲线上下降3dB的两个频率点，要求与设计值相符。带通Q值越高，音箱的灵敏度越高，但通频带越窄；带通Q值取得越低，音箱的灵敏度越低，但通频带越宽。

导相管的调振频率fB = QB x ( f。/ Q。) (HZ)

导相管长度L=[(c2S]/(4*3.142*fb2*V)] -0.82*S?2

2.密封腔计算公式：VB = VAS / a

顺性比a = (QB2 / Q。2) – 1

则ASW箱体总容积为V = VA + VB

单腔倒相式音箱计算公式

1.低频扬声器单元的品质因数Q。、谐振频率f。及等效容积VAS是决定音箱低频响应的重要参数。 品质因数Q。、谐振频率f。及等效容积VAS由喇叭供应商给出，或自己根护喇叭的基本性能参数进行公式计算，在已知品质因数Q。、谐振频率f。的前提下计算VAS。

2.箱体容积计算公式：VB = VAS / a

箱体顺性比a值可由倒相音箱设计图表查出(91页图3-9)，设QL=