地下建筑结构——课程设计
地下建筑设计课程设计
地下建筑设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握地下建筑的基本概念、分类及其功能。
2. 使学生了解地下建筑的设计原则、施工技术和安全保障措施。
3. 引导学生掌握地下空间利用的相关知识，提高对城市地下空间资源的认识。
技能目标：1. 培养学生运用CAD等软件进行地下建筑平面布局设计的能力。
2. 培养学生分析地下建筑结构及施工技术的能力。
3. 提高学生团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地下建筑领域的兴趣，激发其探索精神。
2. 增强学生对我国地下建筑发展现状和趋势的关注，培养其社会责任感。
3. 引导学生认识到地下建筑在节约土地资源、保护环境等方面的重要性，树立绿色建筑观念。
本课程针对初中年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，以提高学生的知识水平、技能和情感态度价值观。
课程目标具体、可衡量，有助于教师进行教学设计和评估，同时引导学生明确学习成果，提高教学效果。
二、教学内容1. 地下建筑基本概念：地下空间的定义、分类及其功能特点，包括地下停车场、地铁站、地下商业街等。
2. 地下建筑设计原则：安全性、舒适性、经济性、环保性等方面的原则，结合实际案例进行分析。
3. 地下建筑结构及施工技术：介绍地下建筑的常见结构形式、施工工艺及新技术应用。
4. 地下建筑平面布局设计：运用CAD等软件，教授学生进行地下建筑平面布局设计的方法和技巧。
5. 地下空间利用：探讨地下空间在城市规划中的应用，提高学生对地下空间资源的认识。
教学内容依据课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。
教学大纲安排如下：第一课时：地下建筑基本概念第二课时：地下建筑设计原则第三课时：地下建筑结构及施工技术第四课时：地下建筑平面布局设计第五课时：地下空间利用教学内容与教材相关章节紧密关联，旨在帮助学生系统掌握地下建筑相关知识，为后续学习和实践奠定基础。
三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高主动性和实践能力：1. 讲授法：通过生动的语言、丰富的案例，系统讲解地下建筑的基本概念、设计原则、结构施工等方面的理论知识，帮助学生建立完整的知识体系。
地下建筑结构课程设计
《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：李志高福建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-------------------------------------31.1 结构尺寸及地层示意图-----------------------31.2 隧道外围荷载标准值-------------------------31.2.1 自重--------------------------------31.2.2 均布竖向地层荷载----------------------41.2.3 水平地层均布荷载----------------------41.2.4 按三角形分布的水平地层压力--------------51.2.5 底部反力-----------------------------51.2.6 侧向地层抗力--------------------------51.2.7 荷载示意图----------------------------62 内力计算---------------------------------------63 标准管片配筋计算--------------------------------83.1 截面及内力确定-----------------------------83.2 环向钢筋计算--------------------------------83.3 环向弯矩平面承载力验算-----------------------114 抗浮验算-------------------------------------105 纵向接缝验算--------------------------------125.1 接缝强度计算------------------------------125.2 接缝张开验算------------------------------146 裂缝张开验算------------------------------157 环向接缝验算----------------------------168 管片局部抗压验算-----------------------------179 参考文献-------------------------------18一. 荷载计算1.1结构尺寸及地层示意图q=20kN/m2ϕ=7.2ϕ=8.9图1-1 结构尺寸及地层示意图如图，按照要求，对灰色淤泥质粉质粘土上层厚度进行调整：1355203307445mm +⨯=1.2隧道外围荷载标准值计算 1.2.1自重3225/0.358.750hKNG KN m m m γδ==⨯=h γ-钢筋混凝土自重；δ管片厚度；1.2.2均布竖向地层荷载 ①竖向地层荷载：21119.1168455.77.85.31.9181185.0mKN h q ini i=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ ②地面超载：2220m KNq=③近似均布拱背土压力：2223070.51.321606.71.343.0243.02m KN R b R R G i q =⨯⨯⨯⨯===γ 其中：3606.728.1645.128.11.70.8645.1m KN i=+⨯+⨯=γ232126.141070.52019.116m KNqq q q =++=++=1.2..3水平地层均布荷载)245(tan 2)245(tan 221ϕϕ---=c q P 其中：的土壤重度衬砌圆环侧向各个土层--γ 内摩擦角--ϕ粘聚力的加权平均值--C3/353.785.5205.41.7645.18m KN =⨯+⨯=γ000678.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕkPac 128.1285.5205.41.12645.12.12=⨯+⨯=则：KPa P 701.82)2678.745tan(128.122)2678.745(tan 26.141000021=-⨯--⨯=1.2.4按三角形分布的水平地层压力KPaR PH 876.32)2678.745(tan 353.7925.22)245(tan 20222=-⨯⨯⨯=-=ϕγ其中：mRH925.2235.01.31.3=-+=1.2.5拱底反力KPa g q w H R R P 01.15410925.22175.826.14121=⨯⨯-⨯+=-+=ππγ 1.2.6侧向土层抗力)cos 21(α-=ky PK其中：衬砌圆环抗弯刚度:237625.123265120.35×0.1103.45EJ m KN ⋅=⨯⨯= 衬砌圆环抗弯刚度折减系数:3.0=η； 则：m k EJ g q y R R P P H H 3444442110618.5)925.2102045.0625.1232653.0(24925.2)75.8875.32417.89140.1422()045.0(24)2(-⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+--⨯=+⨯+--=πηπKPa ky P k 360.11210618.520000)cos 21(3max=⨯⨯=-=-α KPa ky P k 541.46)21(10618.520000)cos 21(3min-=-⨯⨯⨯=-=-α 取KPa P K 819.65=1.2.7荷载示意图图1-2 圆环外围荷载示意图二、内力计算取一米长度圆环进行计算，其中荷载采用设计值，即考虑荷载组合系数。
地下建筑结构课程设计(word文档良心出品)
————目录————一、设计资料1.1设计数据资料 (1)1.2结构尺寸及示意图 (1)1.3重心计算 (1)1.4计算半径 (2)二、基本使用阶段荷载计算2.1垂直荷载 (2)2.2均布荷载 (2)2.3三角形侧载 (2)2.4自重 (2)2.5拱背荷载 (2)2.6拱底反力 (2)三、管片配筋计算3.1材料选择 (4)3.2截面配筋计算1）截面设计 (4)2）截面复核 (6)四、管片接头验算4.1负弯矩接头 (7)4.2正弯矩接头 (8)五、顶推力验算 (9)六、心得体会 (10)七、设计规范 (11)八、主要参考文献 (11)九、上交材料 (11)盾构管片课程设计一、设计资料教师评阅:1.1设计数据资料管片外径11.5m管片内径10.3m覆土深度20.1m土层容重14.1kN/m³饱和容重19.1 kN/m³地下水位1.1m土层内摩擦角17.1°土层粘聚力 24 kN/㎡1.2结构尺寸及示意图1.3重心计算盾构管片课程设计教师评阅: 重心z=300mm1.4计算半径r=5.15+0.3=5.45m二、基本使用阶段荷载计算2.1垂直荷载q=1.1×1.41+（20.1-1.1）×（1.91-1）=18.84t/㎡2.2均布荷载p1=18.84×tan²（45-17.1/2）-2×2.4×tan（45-17.1/2）=6.73 t/㎡2.3三角形侧载p2=2×5.45×tan²（45-17.1/2）×0.91=5.41 t/㎡2.4自重g=2.6×0.6=1.56 t/㎡2.5拱背荷载G=2（1-π/4）×5.45²×0.91=11.62 t/㎡2.6拱底反力Pr=18.84+1.56π+0.2146×5.45×0.91-π/2×5.45×1=16.24 t/㎡计算的M和N见下表。
地下建筑结构课程设计
地下建筑结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握地下建筑结构的基本概念、分类及其应用场景。
2. 学生能够理解地下建筑结构的主要受力特点及影响因素。
3. 学生能够掌握地下建筑结构设计的基本原则和方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析地下建筑结构的受力情况，并进行简单计算。
2. 学生能够运用地下建筑结构设计原则，设计出合理的地下建筑结构方案。
3. 学生能够通过实际案例，分析地下建筑结构在设计、施工和运维过程中的问题及解决方法。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到地下建筑结构在我国城市化进程中的重要作用，增强对地下空间利用的认识。
2. 学生能够培养对地下建筑结构设计和施工的严谨态度，提高职业素养。
3. 学生能够关注地下建筑结构领域的最新发展，激发对科学研究的兴趣。
课程性质：本课程为专业选修课，旨在帮助学生了解地下建筑结构的基本知识，提高解决实际问题的能力。
学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的物理和数学基础，但对地下建筑结构知识了解较少。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用案例分析、小组讨论等形式，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面达到上述目标，为未来进一步学习相关领域知识打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，结合教材《土木工程基础》中关于地下建筑结构的相关章节进行组织。
1. 地下建筑结构基本概念- 地下空间利用及分类- 地下建筑结构的特点及优势2. 地下建筑结构受力特点- 地下建筑结构受力分析- 影响受力特点的因素3. 地下建筑结构设计原则与方法- 设计原则与要求- 结构设计计算方法4. 地下建筑结构施工与运维- 施工技术及工艺- 运维管理及注意事项5. 案例分析- 著名地下建筑结构案例介绍- 案例中存在的问题及解决方法教学进度安排：第一课时：地下建筑结构基本概念第二课时：地下建筑结构受力特点第三课时：地下建筑结构设计原则与方法第四课时：地下建筑结构施工与运维第五课时：案例分析及讨论教学内容科学性和系统性：本章节内容涵盖了地下建筑结构的各个方面，从基本概念、受力特点、设计原则、施工与运维等方面进行系统讲解，确保学生全面掌握地下建筑结构相关知识。
地下建筑结构》课程设计
地下建筑结构》课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握地下建筑结构的基本概念、分类及功能。
2. 学生能够理解地下建筑结构的设计原则，包括承重、防水、通风等方面。
3. 学生能够了解地下建筑结构在城市建设中的应用及其优点。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析地下建筑结构的优缺点，提出改进方案。
2. 学生能够通过实际案例分析，掌握地下建筑结构的设计方法和施工技术。
3. 学生能够运用图示、模型等形式，展示地下建筑结构的设计理念。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地下建筑结构的兴趣，激发他们对城市建设的热情。
2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在设计过程中尊重他人意见的良好品质。
3. 培养学生的创新精神，使他们认识到地下建筑结构在可持续发展中的重要性。
本课程旨在帮助学生掌握地下建筑结构的基本知识，提高他们的设计能力和实践操作技能。
结合学生的年龄特点和认知水平，课程内容以实际案例为载体，注重理论与实践相结合，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
通过本课程的学习，学生将能够更好地理解地下建筑结构在现代社会中的重要作用，为未来城市建设贡献力量。
二、教学内容1. 地下建筑结构基本概念：包括地下建筑的定义、分类、功能及发展历程。
- 教材章节：第一章 地下建筑结构概述2. 地下建筑结构设计原则：讲解承重、防水、通风、采光等方面的设计要求。
- 教材章节：第二章 地下建筑结构设计原理3. 地下建筑结构施工技术：介绍常见的施工方法、工艺流程及质量控制要点。
- 教材章节：第三章 地下建筑结构施工技术4. 地下建筑结构案例分析：分析具有代表性的地下建筑项目，总结其设计理念、施工技术和优缺点。
- 教材章节：第四章 地下建筑结构案例分析5. 地下建筑结构创新设计：引导学生运用所学知识，开展创新设计实践。
- 教材章节：第五章 地下建筑结构创新设计6. 课程总结与拓展：对本课程内容进行总结，探讨地下建筑结构在可持续发展、城市更新等方面的应用前景。
地下结构设计课程设计
地下结构设计课程设计简介本课程设计旨在让学生了解地下建筑结构设计的基本原理、计算方法及应用技术，掌握地下结构设计的基本流程，培养设计思维和解决实际问题的能力。
课程目标1.掌握地下结构设计的基本原理和方法；2.熟悉地下结构设计的规范和标准；3.能够进行地下结构设计的计算和分析；4.能够根据实际情况进行地下结构设计；5.提高学生的设计思维和实际操作能力。
教学内容第一章简介1.1 地下结构设计的定义和概述1.2 地下结构设计的发展和应用第二章基础知识2.1 岩土力学基础知识2.2 基坑支护原理2.3 开挖法及其影响第三章地下结构类型3.1 地下建筑物类型及其特点3.2 地下环境条件的影响第四章设计基础4.1 大地工程基础制图4.2 地下水文地质勘察4.3 岩土勘察及其分析第五章地下结构设计5.1 地下结构设计的思路和流程5.2 线型结构5.3 离散结构5.4 圆筒形结构5.5 圆弧形结构5.6 多孔介质渗流问题第六章地下结构施工6.1 地下施工基本流程6.2 地下工程施工中的问题与解决方案6.3 输送系统施工技术6.4 井筒施工技术课程设计本课程设计要求学生按照所学知识，设计一个复杂的地下结构。
具体设计包括以下步骤：第一步：选定地下结构类型，如地下车库、地下商场等，完成初始设计。
第二步：进行支护计算和稳定性分析，确定支撑结构类型、深度和间距等参数。
第三步：进行地下排水设计，包括设计排水管道、关键位置安装水位计等。
第四步：进行地下空气调节设计，确定送风方式、通风量等。
第五步：进行安全分析，考虑潜在危险和可能发生的事故，制定预案。
第六步：进行施工方案设计，确定施工流程、备品备件等。
第七步：进行经济评估，评估地下结构建设前后经济效益。
评分标准1.课程设计报告内容完整，包括设计思路、计算过程、数据统计、结论及建议等；2.设计方法合理，结果可靠；3.设计报告文字表达清晰、简洁、易懂；4.设计报告格式规范，符合要求；5.操作技能扎实，能够独立完成设计任务；6.报告答辩表现积极，回答问题准确、清晰。
地下建筑结构课程设计-任务书
《地下建筑结构》课程设计任务书指导教师：毕升一、课程设计目的和要求1. 《地下建筑结构》课程设计是学生在学习《土力学》、《钢筋混凝土》、《基础工程》和《地下建筑结构》的基础上，综合应用所学的理论知识完成基础工程的设计任务。
其目的是培养学生综合应用基础理论和专业知识的能力，同时培养学生独立分析和解决地下建筑工程设计问题的能力。
2. 通过课程设计，要求学生对盾构设计内容和过程有较全面的了解和掌握，熟悉盾构设计的设计规范、规程、手册和工具书。
3. 在教师指导下，独立完成课程设计任务指导书规定的全部内容。
设计计算书要求计算正确、文理通顺，施工图布置合理、表达清晰，符合规范要求。
二、课程设计资料1、 如图所示，为一软土地区地铁盾构隧道的横断面，由一块封顶块K ，两块邻结块L ，两块标准块B 以及一块封底块D 六块管片组成，衬砌外径6200mm ，厚度为350mm ，采用通缝拼装，混凝土强度为C50，环向螺栓为5.8级，地层基床系数34/102m kN k ⨯=。
管片裂缝宽度允许值为0.2mm,接缝张开允许值为3mm 。
地面超载为20KPa 。
试计算衬砌受到的荷载，并用荷载结构法，按均质圆环计算衬砌的内力，画出内力图，并进行隧道抗浮,管片局部抗压,裂缝,接缝张开等验算及一块标准管片配筋计算。
灰色淤泥质粉质粘土上层厚度1355mm ，根据学号后3位ABC 调整，1355+ABC*30 （mm ）三、提交的课程设计成果及考核方法1、设计说明书要求写出完整的计算说明书，包括荷载计算、配筋计算、隧道抗浮、纵向接缝验算、裂缝张开验算、环向接缝验算、局部抗压验算。
2、图纸绘制衬砌结构平面布置图（3号图1张）、圆环结构平面布置图（3号图1张）及其必要的施工说明。
设计成果统一装在档案袋里，设计成果包括：计算说明书，任务书、衬砌结构平面布置图、圆环结构平面布置图。
3、考核办法课程设计成绩分两部分，出勤占30℅，设计报告内容及质量占70℅。
地下建筑结构设计课程设计盾构管片设计
《地下建筑结构设计》课程设计题目：盾构管片设计院部：专 业：班 级： 组员及学号：2016年 10月4日1盾构管片设计 1.1 隧道功能该段隧道为城市地铁区间段。
1.2 衬砌方式根据设计要求盾构管片类型为平面型。
平面型管片的抗弯刚度和强度相对较大，且管片混凝土截面削弱小，对盾构推进装置的顶力具有较大的抵抗能力。
故决定采用C50钢筋混凝土平面型管片，管片厚度的选择，取决于土质条件、覆盖土层的厚度、施工荷载状况、隧道的使用目的及管片施工条件等多种因素。
本工程的管片厚度选择为300mm ，管片形心半径为（2350+100*5）mm ，管片的每环长度为1000mm 。
但是对管片是否能承受荷载，还需要进行管片内力的计算。
由于错缝拼装可使接缝均匀分布，提高管片的整体刚度，减少接缝及衬砌圆环的变形。
考虑本工程盾构区段对地面沉降要求较高及其它工程条件，故决定采用错缝拼接方式。
1.3管片条件管片类型：平面型；管片外直径：D=6000mm ；管片形心半径：mm 2850c R ；管片宽度：B=1000mm ；管片厚度：t=300mm ；管片截面面积：A=300x1000=3000(cm ²)；管片单位重度：3c m /26kN =γ；管片的弹性模量：a k 101.37P E ⨯=；管片截面惯性矩：44-m 105.22⨯=I ；1.4 场地条件土层条件：粘性土；土的单位重度：318.5kN m γ=； 土的单位浮重度：'38.5kN m γ=； 土的内摩擦角：21ϕ︒=； 土的黏聚力：212kN m c =； 土的侧压力系数： 00.5K =；超载： 2010kN m p =；上部土层厚度： 6m H =+0.5*8=10m ； 潜水位：地下水位埋深为3m ； Hw=10-3=7m地基土的反力系数；310MN m k =；水的单位重度3w 10kN/m γ=；1.5 构件容许应力混凝土标准强度：； 2ck =32.4MN m f 混凝土允许抗压强度：2ca =16.2MN m σ；混凝土抗弯刚度有效系数：η=1.0；钢筋与混凝土弹性模量比：5s 4c 2.010===5.803.4510E n E ⨯⨯； 混凝土弯矩增大率：ξ=0.0；钢筋（SD35）允许强度：2sa =200MN m σ；螺栓允许强度：2sa 240MN m σ=；1.6 盾构千斤顶盾构千斤顶轴推力：1000kN T =10⨯片。
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《地下建筑结构》课程设计
班级：土1105班
指导教师：刘勇
专业：城市地下空间工程专业
石家庄铁道大学地下工程系
2014-12-14
1. 工程概况
1.1 工程地质
某城市一区间隧道工程，位于城市主干道下方，埋深h=10m，从上到下地层情况为：
(1) 杂填土：天然容重18.2kN/m3，粘聚力3.5kPa，内摩擦角12°，层厚2m；
(2) 砾砂夹粉质粘土：褐色、灰褐色、黄褐色，中密～密实，饱和。
含大于2mm颗粒占总重的35～45%，钻探过程中所见最大粒径80mm，粉质粘土含量在23%以上，天然容重19.4kN/m3，饱和容重21.6 kN/m3，粘聚力33.5kPa，内摩擦角18.5°。
该层分布连续，层厚5m；
(3) 粉质粘土：灰褐色，质软、饱和，局部夹砾砂混粒，矿物成分以石英、长石为主。
粘粒含量6%。
含大于4mm颗粒占总重的35～45%，最大粒径80mm。
该层层厚5m。
该层饱和容重22.4kN/m3，平均粘聚力39.8kPa，内摩擦角17.8°。
(4) 含粘性土薄夹层圆砾：浅黄色、黄褐色，中密～密实，湿～饱和，混粒结构，矿物成分以石英、长石为主，粘粒含量9%。
含大于2mm颗粒占总重的35～45%，最大粒径80mm。
该层分布连续，层厚8m。
该层饱和容重23.8kN/m3，平均粘聚力29.8kPa，内摩擦角24.8°。
(5) 风化花岗岩：(4)层以下12m均为风化花岗岩，中等风化状态。
1.2水文地质特征
本区段地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水，雨季丰水期的地下水位在地面以下3.0m，冬季枯水期地下水位在地面以下4m。
2. 结构尺寸及材料
衬砌尺寸见附图，附图1~附图21采用暗挖法施工，其余采用明挖法施工。
管片保护层厚度：迎水侧40mm，背水侧30mm。
二次衬砌采用C30防渗钢筋混凝土，防渗等级P10。
3、设计依据
《地铁设计规范》（GB50157-2013）
《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005、J449-2005）
《建筑结构荷载规范》（GB50009－2006）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）
4、课程设计要求
（1）进行荷载计算
荷载计算应该包括以下几种：
结构自重；地面超载；地层压力；地震荷载(地震烈度7度)；地层弹性抗力；
（2）根据计算荷载和结构，计算结构内力，画出内力图
（3）进行二次衬砌承载能力校核和裂缝宽度检算。