浅埋式闭合框架结构设计即地下建筑结构课设

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,那么有hi=S+h=600+600=1200(mm),可得

h+S/3=800^hi=1200,

如右图所不。胃

I

二，内力计算

1计算弯矩M

1.1.结构的计算简图和根本结

x2=l

ql=30kN/n2

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的根本结构可知，此结构是对称的，所以就只有Xi和X2,即可以

得出典型方程为：

图-2计算简图和根本结构

"XiS11+X23I2+AIP=0

、X|821+X2822+A2?=0

系数是指在多余力Xi的作用下，沿着Xi方向的位移，4iP是指在外荷载的

作用下沿Xi的方向的位移，按下式计算：

Sij=6cij+bij

△ij=△'ip+bip

3ij—框架根本结构在单位力的作用下产生的位移（不包括地板）。

b『-底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处心方向的位移;

△,一一框架根本结构在外荷载的作用下产生的位移；

加一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。

1.2求61和△而；

x2=l

图.4图-5Mq

M1=1XLy\___,

M2=l(kNm)

上=

MP1/2Xq1X(Lx/2)=66.15(kNm)

下

MP=1/2XqiX(Lx/2)+l/2Xq2X

2

Ly=193.31(kNm)

MlQ1。M2MphMp卜M{>下Tiph

-3.40066.15193.31127.16

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:

3,产竺Ch=4.85235E-05

E1

s,o,MJ,.

0，12=O，2产一;L=2.14074E-05

EI

2xL+L

3e’22=----'——-x=2.03704E-05

EI

-2x(MLxO.5xM〉+l/3xL(Mp下-Mp)x3/4xM1

△1=-----------LPv------------!-------------——v-----------------------=-0.002777183

EI

.,-2xl/3xLJ2xMpxl+MpLyx2+2x(Mp下-Mp)xl/3xL、，

△'2P二--------------------~.......-——------^=-0.00154

日

6“’612，62：522△IP,△2p'

4.85235E-052J4074E-052.14074E-052.03704E-05.0.002777183-0.00154

以上摘自excel文件

1.3求的和加

a=^^=0.368894(1/m)

接下来要用弹性地基梁的知识，求的相应的。值。对于受X1X2,Xp的的

情况进行讨论。

4)1x=chaxcosax=0.052751

62、=chaxsinax+shaxcosax=2.50804

63x=shaxsinax=2.2475062

64、=chaxsinax-shaxcosQx=2.411645

以xi=l时为例说明如何求0o

LllC4I/kIkI

/图-6Ml作用时的弹性地基梁

因为M八=-3.4

KNM,Q\=()KN可以求

出令两个人未知初始值。然后根据所有的初始值求出他的M和Q等值。设A

到H为下表的相应数值。

BCDEFGH

k/2a2bk/4a311/2abk/2口bk/2a?-a1

46969.3846199202.745511.355403005154216.12022146969.4-0.368891

这可以得到：

MA=A63入yo+B0o。4\+CMo6ix+DQ（）62人

QA=Eyo62%+F00e3、+GMo。4入+HQo小i\

这可以得到：

-M,-0.--+F

0（）=金~2A——=.1.28174E-05

BD「

-----E

A

Q-Wo-F=8.89132E-06

D

同理可以得到当X2，Xp时的90和yoo见下表。

710010Y20020YpO°pO

8.89132E-06-1.28174E-052.61509E-06-3.76984E-06-0.0013934950.000893

又

bn=2XLyX010；

bi2=b2i=2X0io；

b22=2XGM；

bip=2XLx。po；

bzp=;20Po

和

Sn=8'u+bii

512=621=6，i2+bi2

522=5*22+b22

△ip=Z\ip+b［p

△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:

b”bi?bzib22b]Pb2P

-8.71586E-05-2.56349E-05-2.56349E-05-7.53967E-060.0060757850.001787

5n612621622△IP22P

-3.9E-05-4.23E-06-4.2E-061.283E-050.0032990.000249

1.4求Xi和X2,

又有典型方程:Xi811+X28I2+AIP=0,XI821+X2622+A?P=0可得，

Xi=—=84.454767;

a苞2-%冬

X="吟P+"4=8.440127;

25［产22-612b21

1.5其他

对于底板的弹性地基梁，可以得到她的初始值，然后像前面所述的那样求

出它的关于M和Q的方程。可知：

Mo=M1X1+M2X2+MP卜=-1O2.2763345KNM;QO=63KN

可以推得：

/oe0

-0.000620509-0.00022

1.6弹性地基梁的M

对地基上取假设干个点，来计算它们的储62小403,来为接下来的弯矩

的计算做好准备，另外这些数据在计算剪力时也是需要的。所以是比拟的重要,

如果他们都计算错了，那么一，其他的夜很难正确，具体的数据见来自excel

得下表：

K］地理(1>16263小4ax

010000

0.420.9999040.3098650.02400480.0024790.1549355

0.840.9984630.6195510.09601020.0198350.3098709

1.260.9922220.9281670.2159330.0669310.4648064

1.680.9754221.23339038345050.1585760.6197419

2.10.9400261.5307640.59772420.3094040.7746773

2.520.8757531.8129890.85701340.5336650.9296128

2.940.7701672.0692441.15818260.8448641.0845483

3.360.6088292.2845411.49610491.2552441.2394838

3.780.3755462.4391351.86296951.7750641.3944192

4.20.0527512.508042.24750622.4116451.5493547

0.30.9999750.2213350.01224740.0()09040.1106682

然后由MA=A<1)3,Xyo+B0o4\+CMo小i\+DQ()巾2\

XI地基M地系

0-102.2763345

0.42-78.10522625

0.84-58.84364391

1.26-44.86055867

1.68-36.38728125

2.1-33.54960362

2.52-36.38728125

2.94-44.86055867

3.36-58.84364391

3.78-78.10522625

4.2-102.2763345

0.3-84.53053303

1.7两侧和上侧的M.

又MX=MIX1+M2X2+MP卜•，可以得到以下表格:

X2两侧XP上侧MEMM四信

0057.7098730657.70987

0.340.4233.8958730630.26685

0.680.8415373873065.367032

1.021.262.143873056-16.9896

1.361.68-5.794126944-36.803

1.72.1-8.440126944-54.0732

2.042.52-5.794126944-68.8003

2.382.942.143873056-80.9841

2.723.3615.37387306-90.6247

3.063.7833.89587306-97.7221

3.44.257.70987306-102.276

3.10.340.15987306-98.3899

2.求框架的Q；

2.1弹性地基梁的Q;

因为Qx=Eyo2X+F。o@3x+GM（）e4x+HQoeix,所以可得:

XI地基Q地基

063

0.4251.88412

0.8439.69305

1.2626.80256

1.6813.49723

2.10

2.52-13.4972

2.94-26.8026

3.36-39.693

3.78-51.8841

4.2-63

0.355.18898

2.2其他的Q

X2两侧XP上侧Q上恻Q两蒯

006337.4

0.340.4250.429.92

0.680.8437.822.44

1.021.2625.214.96

1.361.6812.67.48

1.72.100

2.042.52-12.6-7.48

2.382.94-25.2-14.96

2.723.36-37.8-22.44

3.063.78-50.4-29.92

3.44.2-63-37.4

3.10.354-30.8

图-8Q图

2.3框架的轴力N;

对于上侧N=q2Ly,

对于两侧N=l/2q2Lx

对于地基N二qzLy；那么有

XI地基X2两侧XP上侧N地总NN两侦

000-74.8-74.8-63

0.420.340.42-74.8-74.8-63

0.840.680.84-74.8-74.8-63

1.261.02L26-74.8-74.8-63