完整版地下建筑结构课程设计计算书

地下建筑结构课程设计计算书荷载计算excel表一、概述地下建筑结构是指位于地表以下的建筑结构，它具有抗震、防水、隔热等特点，其结构设计需要考虑地下水情况、地下室结构及荷载计算等方面。

本文将以地下建筑结构课程设计为背景，介绍荷载计算在该课程设计中的重要性，并提供相应的excel表格，以便学生进行相关计算。

二、荷载计算的重要性1. 安全性考虑地下建筑结构承受着来自土壤、地下水压力等荷载的作用，而荷载计算可以有效评估地下建筑结构的安全性。

通过荷载计算，设计者可以确定结构所承受的最大荷载，确保地下建筑结构的稳定性和安全性。

2. 结构设计依据地下建筑结构的设计需要依据荷载计算结果进行合理规划，包括确定地下室、基础等结构的尺寸、材料及强度等参数。

荷载计算是设计方案的重要依据，可以指导结构设计者在实际工程中进行合理的施工与建造。

3. 施工过程控制荷载计算结果也可以用于施工过程的控制，帮助监理和施工单位根据实际荷载情况制定合理的施工方案，从而确保地下建筑结构在施工过程中的安全性和稳定性。

三、excel表格的设计为方便地下建筑结构课程设计的学生进行荷载计算，我们设计了一个包含荷载计算所需公式和参数的excel表格，以便学生进行相关计算。

设计思路如下：1. 表格包括荷载计算的基本公式在表格中，我们提供了荷载计算所需的基本公式，包括土压力的计算公式、荷载系数的计算公式等，学生可以通过表格中的公式直接进行计算，避免繁琐的手工计算。

2. 表格中包含荷载计算所需的参数除了基本公式，表格中还包含了荷载计算所需的各项参数，如土的密度、墙体的摩擦系数、地下水压力等。

学生可以根据实际情况，输入相关参数进行计算，从而得出准确的荷载计算结果。

3. 表格具有数据可视化功能为了便于学生理解和使用，设计的excel表格还具有数据可视化功能，可以直观展现荷载计算结果，并提供相应的数据图表，帮助学生更好地分析和理解荷载计算的结果。

四、总结地下建筑结构的课程设计需要对荷载进行合理计算，以确保结构的安全性和稳定性。

地下建筑结构课程设计计算书范本一：一、课程设计概述1.1 目标1.2 范围1.3 设计基础二、地下建筑结构设计计算2.1 地下建筑结构设计参数2.2 地下建筑结构荷载计算2.3 地下建筑结构承载力计算2.4 地下建筑结构变形计算三、地下建筑结构材料选用3.1 地下建筑结构材料特性分析3.2 地下建筑结构材料选用原则3.3 地下建筑结构材料性能计算四、地下建筑结构施工工艺4.1 地下建筑结构施工流程4.2 地下建筑结构施工方法4.3 地下建筑结构施工注意事项五、地下建筑结构安全评估5.1 地下建筑结构安全评估指标5.2 地下建筑结构安全评估方法5.3 地下建筑结构安全评估实例分析附件：附件一：地下建筑结构设计计算图纸附件二：地下建筑结构施工工艺图纸附件三：地下建筑结构安全评估报告法律名词及注释：1. 地下建筑结构设计规范：指国家相关标准规范中对地下建筑结构设计的要求和规定。

2. 地下建筑结构承载力：指地下建筑结构在外界荷载作用下能够承受的最大力量。

3. 地下建筑结构变形：指地下建筑结构在荷载作用下出现的形变和位移。

范本二：一、课程设计概述1.1 目标1.2 范围1.3 设计背景与意义二、地下建筑结构设计理论分析2.1 地下建筑结构设计原理2.2 地下建筑结构设计方法2.3 地下建筑结构设计参数确定三、地下建筑结构设计计算3.1 地下建筑结构荷载计算3.2 地下建筑结构承载力计算3.3 地下建筑结构变形计算3.4 地下建筑结构稳定性计算四、地下建筑结构材料选用4.1 地下建筑结构材料特性分析4.2 地下建筑结构材料选用原则4.3 地下建筑结构材料性能计算五、地下建筑结构施工工艺5.1 地下建筑结构施工流程5.2 地下建筑结构施工方法5.3 地下建筑结构施工注意事项六、地下建筑结构安全评估6.1 地下建筑结构安全评估指标6.2 地下建筑结构安全评估方法6.3 地下建筑结构安全评估实例分析附件：附件一：地下建筑结构设计计算图纸附件二：地下建筑结构施工工艺图纸附件三：地下建筑结构安全评估报告法律名词及注释：1. 地下建筑结构设计规范：指国家相关标准规范中对地下建筑结构设计的要求和规定。

第一章设计概况地铁是地下铁道的简称。

它是一种独立的轨道交通系统，不受地面道路情况的影响，能够按照设计的能力正常运行，从而快速、安全、舒适地运送乘客。

地铁效率高，无污染，能够实现大运量的要求，具有良好的社会效益。

而地铁车站是地下铁道的重要组成部分，它要解决客流的集散、换乘，同时也要解决整条线路行驶中的就技术设备、信息控制、运行管理，以保证交通的顺畅、快捷、准时、安全。

车站设计本着“以人为本”的观念，坚持适用性、安全性、识别性、舒适性、经济性的原则。

本设计主要是针对城市地铁区间隧道的结构设计，主要内容为：对区间隧道进行结构检算，求出内力，并进行配筋计算。

1.1 工程地质概况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7度。

表1 各层土的物理力学指标土的类型厚度（m）重度γ（kN/m3）弹性抗力系数(Mpa/m）变形模量E（GPa）泊松比μ内摩擦角ф（º）粘聚力C(Mpa)杂填土 3.5 16 50 0.8 0.4 20 0.005 粉土 3.2 18 90 0.9 0.35 21 0.01 细砂 5.2 19 100 1.2 0.32 22 0.01 圆砾土 6.5 19.5 120 1.5 0.32 25 0.01 粉质粘土 6.2 20.0 150 1.8 0.32 23 0.02 卵石土8.5 20.0 200 2.0 0.30 27 0.03 基岩22 300 2.5 0.35 35 0.041. 2其他条件地下水位在地面以下11m 处；隧道顶板埋深5.5m 。

1.3设计依据《建筑结构荷载规范》（GBJ 50009-2001） 《铁路隧道设计规范》（TB10003-2001）《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002） 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001） 《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002） 《地下工程防水设计规范》（GB 50108-2001） 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99） 《地铁设计规范》（GB50157-2003）第二章 结构设计2.1根据给定的隧道埋深判断结构深、浅埋可以采用铁路隧道推荐的方法，即有 *10.452[1(5)]s h i B -=⨯⨯+-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。

————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。

地下工程课程设计计算书姓名：***班级：土木****班学号：********指导教师： ***完成日期：2010年7月15日目录第1章设计任务 (01)第2章地下结构设计 (02)2.1荷载计算 (02)2.2 结构内力分析 (02)2.2.1结构模型的建立 (02)2.2.2添加荷载 (04)2.2.3内力分析 (07)2.3 结构配筋 (09)2.3.1 顶板配筋 (09)2.3.2 底板配筋 (09)2.3.3 侧墙配筋 (11)2.4 结构裂缝验算 (12)2.4.1 标准组合下结构内力 (12)2.4.2 顶板裂缝验算 (13)2.4.3 底板裂缝验算 (14)2.4.3 侧墙裂缝验算 (15)致谢 (16)第1章：设计任务基本资料：地层的密度γs=2.2⨯103kg/m3，地层内摩角20度，粘聚力22Kpa，基床系数25MN/m3，顶板厚435mm，侧墙厚435mm，底板厚435mm，结构混凝土泊构比ν=0.2，混凝土的密度γc=2.5⨯103kg/m3。

计算混凝土弹模E=3.0⨯1010N/m2情况下图所示矩形柜架结构内力（轴力、弯矩、剪力），以表和图的形式给出单元计算结果。

地面考虑18kpa的行人荷载。

计算结构的配筋量，并进行裂缝检算，结构纵向按1m考虑。

结构顶板和底板按纯弯构件配筋，侧墙按偏心受压构件配筋。

恒载的分项系数按1.35，活荷载的分项系数按1.4取值。

第2章： 地下结构设计2.1 荷载计算（1）恒荷载结构土层无地下水，故仅考虑土压力与自重的作用。

① 顶板土压力顶板土压力为均布荷载，计算如下：311 2.2109.815107.9s p gz kPa γ==⨯⨯⨯=② 侧墙土压力 侧墙土压力为主动土压力，主动土压力系数：2220tan 45tan 450.49022a K ϕ⎛⎫⎛⎫=-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭顶板处侧向土压力：212107.90.49022222.022a p p K kPa =-=⨯-⨯⨯=底板处侧向土压力：()3122s a p p gz K γ=+-()3107.9 2.2109.81120.49022295.973kPa =+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=③ 自重结构的自重在MIDAS 软件分析中自重系数Z=—1来考虑，此处不再赘述。

地下建筑结构课程设计——浅埋式闭合框架结构设计计算书指导老师：刘国利班级：土地0702学生姓名：李俊友学号：07002653太原理工大学矿业工程学院地下工程系一、设计资料（658）1、框架几何尺寸及荷载如图1所示。

无地下水。

按不同用途、埋深和岩土性质，框架荷载最不利组合值：荷载q1=35kN／m2；q2=20kN／m2。

框架几何尺寸L x=4200mm；L y=3400mm。

2、材料:地基的弹性压缩系数K=4.0×104kN／m3，弹性模量E0=5000kN／m2。

混凝土：C30，f t=1.43N／mm2，f c=14.3N／mm2，弹性模量E=3.0×107kN ／m2，α1=1。

钢筋：受力筋采用HRB335或HRB400级钢筋；其它钢筋采用HPB235级钢筋f y=f y'=210N／mm2，ξb=0.614；HRB335级钢筋f y=f y'=300N／mm2，ξb=0.550。

纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度为50mm。

·二、计算内力步骤1、根据结构力学及弹性地基梁的知识计算X1和X2δ11*X1+δ12*X2+Δ1q=0δ21*X 1+δ22*X 2+Δ2q =0其中δ11=δ11'+b 11；δ12=δ21=δ12'+b 12；δ22=δ22'+b 22；Δ1q =Δ1q '+b 1q ；Δ2q =Δ2q '+b 2q ；δ11'=EI1(2×0.5×3.4×3.4×2/3×3.4)=4.85235E-05δ12'=EI1(2×0.5×3.4×3.4×1)= 2.14074E-05δ22'=EI1[2×(1×2.1×1+1×3.1×1)]= 2.03704E-0544.144.144.144.10.750.75Mp图Δ1q '=-EI1(2×0.5×3.4×3.4×77.175+2×1/3×3.4×115.6×3/4×3.4)= -0.0028Δ2q '=-EI1(2×1/3×2.1×77.175×1+2×3.4×1×77.175+2×1/3×3.4×115.6×1)= -0.0014根据弹性地基梁公式以及梁两端的初使条件M 0和Q 0可求出θ0x: M A =202αbky ϕ3+304αθbk ϕ4-3.4ϕ1 Q A =α20bky ϕ2+22αθbk ϕ3+3.4αϕ4 而b 11=-2×3.4×θ01;b 22=-2×θ02;b 12=b 21=-2×θ01; b 1q =-2×3.4×θ0q ;b 2q =-2×θ0q (详细数据见下表）表一 X 1和X 2的系数δ11' 4.85235E-05δ22'2.03704E-05Δ2q ' -0.0014b 11 8.792E-05b 22 7.606E-06b 2q -0.00143δ11 0.00013644δ22 2.8E-05 Δ2q-0.00283δ12' 2.14074E-05Δ1q ' -0.0028 b 12 2.58588E-05b 1q -0.00486114δ124.73E-05Δ1q-0.00766解得： X 1=50.98kN X 2=14.94kNm2、叠加弯矩（弹性地基梁按第三章弹性地基梁公式计算），计算截面弯矩并画弯矩图顶板：M(x)= 14.94-21×35×x 2侧墙：M(x)= 50.98x+14.94-77.175-21×20×x 2 底板：按照弹性地基梁公式以及梁两端的初使条件M 0和Q 0可求出θ0和y 0，然后 按照公式求各截面弯矩，如下： M (x)=202αbky ϕ3+304αθbk ϕ4+M 0ϕ1+202ϕαQM(X)顶板截面 1 2 3 4M(X1)/kNm 29.16381 4.663811-10.0362-14.9362M(X)侧墙截面 1 2 3 4 5 6 7 )/kNm 29.16381 5.094454-9.34157-14.1443-9.31362 5.1503629.24767M(X2M(X)底板截面 1 2 3 4 5 6 7 M(X)/kNm 29.24767 4.900069-9.50501-14.2424-9.44642 4.97354529.24767 3（注：弯矩以内侧受拉为正，外侧受拉为负）29.1629.1629.2529.2514.2414.9414.1414.14弯矩图KN·M3、根据结构力学中的据已知弯矩做剪力图（注：弹性地基梁的剪力图按第三章弹性地基梁公式计算） Q(X)底板截面 12 3 4 5 6 7Q(X 3)/kN -42-27.5638 -13.5387 0.162548 13.82943 27.7586242424250.9750.9751.0251.024242剪力图KN·M4、根据结构力学知识画轴力图424250.9850.984242102102轴力图(KN)三、计算配筋1、按偏心受压构件（对称配筋）计算顶板、侧墙及底板横向受力钢筋 首先根据ηe i 判别大偏心还是小偏心（由数据可知4根柱均属大偏心），然后按照下述公式计算配筋：X=bf Nc 1α As=As′=)()2(001'-'--s y c a h f xh bx f Ne α (详细数据见下表：)NMe a =1000/30 e 0=M/N 顶板配筋 50.98kn 29.16knm 33.33 572.11 侧墙配筋 42kn 29.16knm 33.33 694.38 底板配筋 51.02kn14.24knM33.33 279.13e i =e 0+e a h L 0=0.5L L 0/h顶板配筋 605.44 600 2100 2100/600=3.5 侧墙配筋 727.71 600 1700 1700/600=2.83 底板配筋 312.46 600 2100 2100/600=3.5η ηe ih 0=h-a s A=b*h 顶板配筋 6.5 3935.36>0.3h 0=165 550 600000 侧墙配筋4.6 3333.67>0.3h0=165550 600000底板配筋11.8 3687.03>0.3h0=165 550 600000X=N/α1fcb e=ηei+h/2-asAs=As' ρmin'bh顶板配筋 5.944082.21897.87<1100 1100 侧墙配筋 4.93541.46613.40<1100 1100 底板配筋 5.953786.09814.80<1100 1100 实际配筋As=As'顶板配筋1200侧墙配筋1200底板配筋12002、其它钢筋按构造要求配筋（具体详见每米钢筋明细表）名称编号简图钢筋级别直径间距受力钢筋①214 @125 ④214 @125纵向分布钢筋③212顶、底板：12@250侧墙：14@2500 ⑤212顶、底板：12@250侧墙：14@250箍筋②28 @200⑥28 @250 (注：顶、底板的箍筋弯钩配置在断面受压一侧）四、施工说明施工时请注意施工说明书与施工图的结合。

《地下建筑结构》课程设计任务书《地下建筑结构》课程是我校土木工程专业的高年级重点专业课程，涉及学科广，授课内容丰富，而且直接与目前的实际工程类型紧密结合，需要有扎实的基础专业知识，如：工程地质学、岩土工程学、基础工程学、岩土力学、基坑工程学、地基处理、施工技术、结构力学、混凝土结构等。

与本课程相配套的课程设计，选取目前实际工程最为常见且具有代表性的专题进行，通过课程设计的练习主要考察学生们对本课程基础知识的掌握情况，锻炼基本的设计技能，了解工程设计的主要程序和要点，掌握岩土的基本性质和物理力学参数的联系和规律。

巩固专业知识，提高解决工程实际问题的能力。

本次课程设计选取常见的地下工程类型之一的基坑工程开展，主要进行基坑支护设计，具体内容和要求如下。

一、设计题目（一）工程规模和周边环境广州市东濠涌污水处理工程拟设地下水质净化泵房滤池，滤池呈长方形，由西北向东南布置。

长约90m，宽约25m，基坑深约6m。

详见图1，需要进行基坑支护设计。

建设场地的地貌单元属珠江三角洲平原，地形起伏小，原为闲置地，经人工平整后地势平坦，钻孔孔口高程为8.30m。

北侧为约5m宽的过道，东侧距离坑边为4m有一排旧老民居，基础和结构差；南侧7m为6层的小学教学楼，西侧为河涌（涌堤距离坑边15m）。

图1、建设小区平面规划图（二）场地岩土工程资料根据场地勘察揭示的地质资料，经综合整理，可将场地内岩土自上而下划分为第四系人工填土层、海陆交互相沉积土层、残积土层及白垩系沉积岩等四大类。

现分述如下：一）人工填土层（Q4ml，层号1）顶面高程8.30～9.55m，厚度3.00～4.50m；土性为杂填土，灰褐、灰黄、褐红等杂色，由粉质粘土、中粗砂、砾砂、碎石、砼块、块石等建筑垃圾组成，硬质物含量约占20~70%，稍湿，稍压实。

标贯试验2次，实测击数范围值N’=6～7击。

二）第四系海陆交互相沉积土层（Q4mc，层号2）普遍分布，按土性不同可划分为4个亚层。

地下建筑结构课程设计方案(总15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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，20052、《地下结构工程》，东南大学出版社，龚维明、童小东等编，20043、《建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）》，中国建筑工业出版社，19994、《基坑工程手册》，中国建筑工业出版社，刘建航、候学渊编，19975、《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），中国建筑工业出版社，20026、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），中国建筑工业出版社，20027、中华钢结构论坛（）。