一个地铁车站工程的计算例子(1)
地铁某大型车站基坑设计计算书

一、工程概况广州市轨道交通某线某车站站位于汉溪大道与旧105国道的交叉路口的东侧,设置在宽50m,双向8车道的汉溪大道的北侧。
其周边为某车站村庄,多为1~3层的民宅或厂房。
场地路面高差起伏较大,地面高程约10.9m~14.3m,最大高差达3.4m。
本站设站后存车线,车站长度较大。
施工场地较为紧张,需要拆迁某车站的民房。
车站为地下两层岛式站台车站,采用明挖顺作法结合部分盖挖法施工。
基坑围护结构采用地下连续墙加内支撑的结构形式。
车站主体为现浇钢筋混凝土两层两跨箱形框架结构,结构外设置外包防水层。
车站有效站台中心里程为YDK8+578.000,车站起点里程为YDK8+187.500 ,终点里程为YDK8+659.100。
车站全长471.6m,标准段宽19.9m,车站覆土厚度约3.0m,底板埋深标准段为16.43m;车站西端为盾构吊出,东端为盾构始发,西端设置轨排井。
站位处于汉溪大道的北侧,车站主体施工时需占用部分汉溪大道路面。
汉溪大道为城市主干道,通行车辆较多。
车站主体施工主要利用北侧某车站的场地。
施工围蔽后的汉溪大道交通疏解能满足双向六车道的要求,由于车站两端主体施工围蔽,汉溪大道右转旧105国道的车辆需掉头进入;汉溪大道在市广路上的掉头匝道取消,改由向东直行至南国奥园路口掉头。
车站管线根据施工具体情况分两期迁改,车站范围内管线根据具体情况采用临迁、临拆、悬吊和永迁处理。
对大直径.重力管,临时迁改时需做好管下垫层.对一些临拆影响不大的管线如空管,在征得管线权属部门同意后可直接废除,以后恢复。
迁改时改用钢管,以减少基坑开挖时的不利影响。
其余管线根据实际情况和管线部门意见可暂按临时废除处理。
车站东端横跨一条排水渠,考虑该渠兼有排洪功能,因此车站施工时不能截流,为了最大程度的减小对施工的影响,确保施工工期,拟在基坑部分钢筋砼结构箱涵结合基坑两端钢筋砼明渠导流,该水渠考虑临时迁改,在本工程主体结构施工完成后根据当地水利部门意见再对水渠进行原样恢复,另外考虑到雨期暴雨的突发情况,建议施工准备潜水泵,通过在箱涵上架设水管排水。
地铁车站结构计算模板

明挖结构
(七)几点说明
1、严格地说,主体结构也应模拟开挖、回筑的全过程,按增量法进行计 算。经比较主体结构采用一次加载计算的结果与采用增量法计算的结果, 两者差别不大,计算结果都可用于设计。因此,主体结构可以采用一次 加载计算。 2、主体结构计算时,可以不分恒载、活载,统一按标准值输入结构模型 一次加载计算,得到内力的标准值。近似地用此标准值乘以结构重要性 系数(1.1)乘以荷载分项系数(1.35)得到内力设计值。按此处理得到 的计算结果能满足安全、经济的要求,已为多数设计院采纳。 3、空间结构的设计一般需要基于断面计算的结果做调整。但是应进行必 要的空间分析,以校核结构的安全性。 4、地铁车站结构应视为板式框架结构,板墙配筋及节点的配筋构造应等 同框架。
暗挖结构
此种车站一般为分离岛式站台,需在站台层每隔一定距离设置 横通道联系两个分离的站台。双层隧道的上层可作为乘客通道或站厅 层。
一、常见结构型式及施工方法
1)常见结构型式 (7)双层双跨车站
暗挖结构
双层双跨车站适用于围岩条件较好的地段,在软岩、土 质地层中采用,应有可靠的辅助措施,并经过充分的可行性分 析与论证。
二、主体结构计算
(二)计算图式-柱尺寸的输入
明挖结构
沿车子纵向取1米按横向框 架计算时,由于柱子主要承受 轴力作用,弯矩很小,因此输 入软件里的柱尺寸按等截面积 折算到每延米上。
如左图中柱横向尺寸h,纵 向尺寸b ,柱跨为L。 输入软件的柱尺寸:
h=图中的h b=图中的b/L
二、主体结构计算
(三)计算荷载及组合 荷载(略) 荷载分项组合系数
其中,复合墙结构应用最为广泛;叠合墙结构在上海市应用比较普遍,也可 用于逆筑法施工的地下结构。
地铁结构设计计算书

目录1. 工程概况 (1)1.1 区间概况 (1)1.2 竖井及横通道 ................................................................................. 错误!未定义书签。
1.3 工程地质、水文地质情况及地层参数 (1)2. 设计依据 (3)2.1 依据的规范、规程 (3)2.2 依据的地质报告文件及编号 (3)3. 设计标准 (3)4. 设计参数拟定 (4)4.1 工程材料 (4)4.2 最外层钢筋保护层厚度 (4)5. 荷载计算 (4)5.1 荷载 (4)5.2 荷载组合 (5)5.3 荷载计算方法 (5)6. 施工竖井及横通道初期支护配筋计算 (5)6.1 1号竖井初支计算 (5)6.2 2号竖井初支计算 ........................................................................... 错误!未定义书签。
7. 横通道二衬配筋计算 (10)7.1 1号竖井及横通道二衬计算 (10)7.2 2号竖井及横通道二衬计算 ........................................................... 错误!未定义书签。
8. 结构抗浮验算 (15)1.工程概况1.1区间概况本工程为乌鲁木齐轨道交通一号线植物园站至迎宾路口站区间工程,区间从植物园站出发,沿北京路一直北行,到达终点迎宾路口站,区间右线设计起讫里程为YDK18+683.931~YDK19+539.036,区间右线全长855.105m;区间左线设计起讫里程为ZDK18+683.931~ZDK19+539.036,在ZDK19+400.000处短链0.075m,区间左线全长855.180m。
本区间采用暗挖法施工,均为标准单洞单线,断面形式为马蹄形断面。
该段隧道拱顶埋深10~16m,穿越岩层主要为卵石,围岩级别为V级。
(整理)地铁车站平面计算案例.

成都地铁1号线小天竺站主体结构平面计算说明书计算人:________________________复核:__________________________2006.10.05目录第1章计算书总说明 (1)第2章车站横断面计算 (1)2.1小天竺站典型断面图 (1)2.2计算原则 (2)2.2.1 计算图式与荷载 (2)2.2.2 计算方法 (2)2.2.3 地下水位 (2)2.3截面特性 (2)2.4荷载计算 (3)2.5计算结果 (4)2.5.1 标准断面 (4)2.5.2 扩大断面 (10)第3章车站纵梁受力分析 (1)3.1计算说明 (1)3.2截面特性 (1)3.3荷载计算 (1)3.4计算结果 (2)3.4.1 基本组合 (2)3.4.2 标准组合 (6)3.4.3 设计说明 (10)第4章车站主体结构抗浮验算 (1)4.1不考虑侧壁摩阻力 (1)4.2考虑侧壁摩阻力 (1)第5章小天竺站主体结构配筋计算 (37)5.1板配筋计算 (37)5.2墙配筋计算 (39)5.3梁配筋计算 (40)5.4柱配筋计算 (38)5.5电梯井计算 (41)第1章计算书总说明小天竺站为地下二层岛式车站,考虑车辆限界及建筑设计要求,车站主体结构标准断面采用单柱双跨箱形框架结构。
车站结构具体尺寸参照建筑施工图,顶底板均采用厚板结构,柱网结合建筑布局条件设置。
本次计算选取基本组合、标准组合和频遇组合三种工况,前两种分别用来计算承载能力极限状态和验算正常使用极限状态,频遇组合作为检算工况。
结构分析包括车站横断面计算及纵梁计算两种模型,并对主体结构的抗浮进行验算。
其中横断面计算由于结构和围岩地质的复杂性,借鉴桐梓林三维分析的应力分布规律,认为选取中间标准断面和两端扩大断面两个断面作为控制断面进行计算是合理的,围岩均以最不利处计算。
纵梁的计算按双跨箱形框架计算。
本次计算采用“荷载-结构”模式,借助于美国ANSYS公司编制的大型有限元结构计算程序ANSYS8.0进行计算分析。
工程施工计算书

一、前言工程施工计算书是工程施工过程中的重要技术文件,是对施工过程中各项技术问题进行计算和分析的依据,同时也是指导施工的重要参考资料。
本计算书根据国家及行业最新标准规范编制,结合施工现场实际情况,对工程施工过程中遇到的技术问题进行计算和分析,为施工提供科学、合理的解决方案。
二、工程概况1. 工程名称:某城市轨道交通工程2. 工程地点:某城市市区3. 工程规模:全长约20公里,共10个站点4. 工程内容:主要包括轨道铺设、车站建筑、隧道工程、桥梁工程等三、计算内容1. 轨道铺设计算(1)轨道结构计算根据设计图纸,轨道结构采用60kg/m钢轨,轨枕间距为1.435m,轨枕荷载为1.5MPa。
计算轨枕数量、钢轨长度及轨枕间距。
(2)轨道弹性垫层计算根据设计要求,轨道弹性垫层采用橡胶垫板,每块橡胶垫板厚度为5mm,面积为0.06平方米。
计算所需橡胶垫板数量。
2. 车站建筑计算(1)结构荷载计算根据设计图纸,车站建筑采用框架结构,屋面采用预制混凝土板。
计算屋面板荷载、梁柱荷载及基础荷载。
(2)基础沉降计算根据地质报告,车站基础地质为粉质粘土,计算基础沉降量。
(1)隧道结构计算根据设计图纸,隧道采用复合衬砌结构,内衬采用钢筋混凝土,外衬采用喷射混凝土。
计算内衬厚度、外衬厚度及衬砌结构荷载。
(2)隧道施工计算根据施工方案,隧道施工采用钻爆法。
计算爆破参数、施工支护结构荷载及施工安全距离。
4. 桥梁工程计算(1)桥梁结构计算根据设计图纸,桥梁采用预应力混凝土梁桥结构。
计算梁体截面尺寸、预应力钢筋布置及桥梁荷载。
(2)预应力钢筋计算根据设计要求,预应力钢筋采用HRB400级钢筋。
计算所需预应力钢筋数量、锚固长度及张拉力。
四、计算结果1. 轨道铺设计算结果(1)轨枕数量:1200块(2)钢轨长度:1200m(3)轨枕间距:1.435m2. 车站建筑计算结果(1)屋面板荷载:150kN/m²(2)梁柱荷载:200kN(3)基础荷载:300kN(4)基础沉降量:10mm3. 隧道工程计算结果(1)内衬厚度:0.5m(2)外衬厚度:0.3m(3)衬砌结构荷载:200kN/m4. 桥梁工程计算结果(1)梁体截面尺寸:1.2m×2.0m(2)预应力钢筋布置:8根(3)桥梁荷载:500kN(4)预应力钢筋数量:40根五、结论本工程施工计算书根据国家及行业最新标准规范,结合施工现场实际情况,对工程施工过程中遇到的技术问题进行了计算和分析,为施工提供了科学、合理的解决方案。
一个地铁车站工程的计算例子

1计算荷载、计算模型及计算内容计算荷载1.结构自重:按结构的实际重量计,钢筋混凝土容重取25kN/m3,装修层容重取22kN/m3;在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;2.顶板覆土荷载:覆土厚度按实计算,根据路面标高情况分3.8m和3.5m两种厚度,容重取20kN/m3,在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;3.顶板地面超载20kN/m,盾构吊出段30kN/m;在进行荷载基本组合时作为活荷载考虑并考虑超载引起的附加土压力;4.公共区活载标准值按4kPa计,楼梯活载标准值按4kPa计,设备区恒载按8kPa计;5.侧向水压力具体的计算方法及数值见各个断面的计算简图;在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;6.侧向土压力作用在地下连续墙上,具体的计算方法及数值见各个断面的计算简图;在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;7.底板水压力荷载,具体的计算方法及数值见各个断面的计算简图;在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;由于底板上的其他行人荷载对底板受力有利,同时这些荷载不起主要作用,因此不予考虑。
8.人防荷载及地震荷载:按规范要求取。
根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)、《轨道交通工程人民防空设计规范》(RFJ02-2009)和《地下铁道设计规范》(GB 50157-2003)的规定,按结构在施工阶段和使用阶段可能出现的最不利情况进行荷载组合。
各种荷载组合及分项系数见下表。
组合类型永久荷载可变荷载人防荷载地震荷载1基本组合(0)002准永久组合(0)003人防组合004地震组合00注:括号内数值为抗浮工况在对主体结构进行承载力验算时,采用基本组合结果进行验算;对结构进行裂缝验算时,采用准永久组合进行验算。
计算模型本计算书采用通用空间有限元分析软件MIDAS进行计算分析。
1.沿车站纵向取一米,按平面框架结构进行计算,荷载作用于框架构件轴线;2.考虑围护结构与主体结构的共同作用,两者之间用只承受压力的连杆相连,当连杆受拉则自动失效;3.按实际情况考虑施工阶段与正常使用阶段两种工况。
地铁地下车站建筑设计算例西南交通大学峨眉校区课程设计范例

n 2
3700 0.7
规范规定不小于1.8m,取1.8m。
则岛式站台总宽度
B 2b nc d 2 2.5 2 0.8 11.8 9.4(m)
则B=9.4m,满足地铁设计规范要求。
l
141
因规范规定不小于2.5m,取b=2.5m。
自动扶梯台数:
n Nd K (820 780 ) 1.3 0.32(台)
n1
8100 0.8
取1台,每台自动扶梯宽度1m,扶梯的宽为1m。
楼梯宽度:
m Nu K (1308 1120 ) 1.3 1.21(m)
满足站台和列车上人员安全疏散的时间要求。
则推荐方案 (3)
根据方案(3),可得
岛式站台总宽度
B 2b nc d 2 2.5 20.8 2 3.6 12.2(m)
取岛式站台的宽度为12.2m.
(2)按照经验预测法计算
已知: 上行线最大客流为2128人/h, 下行线最大客流为1900人/h。 上行与下行线上车的最大客流为2428人/h, 上行和下行线下车的最大客流为1600人/h。
需要重新设计自动扶梯的台数和楼梯的宽度
方案(1) 若仅再增加1台自动扶梯,则n=2
t 1
M N
[(13081120)] 6 820
1
30
0.9[n1(n 1) n3m]
0.9[8100 (2 1) 3700 1.8]
60
60
5.1min 6 min
自动梯数量和车站楼梯可满足防灾疏散人员要求,可行
方案(3) 即增加自动梯台数,又增加楼梯宽度
暗挖地铁车站结构计算书

大坪站台板计算 一,站台层板计算荷载(10米站台) 永久荷载:(1) 站台层面层装修荷载:0.10x20=2.0KN/m2 可变荷载:(1) 人群荷载:4 KN//m2 (2) 设备区荷载8 KN//m2二,站台设备区楼板26.1 基本资料26.1.1 工程名称:大坪站台层26.1.2 结构构件的重要性系数 γo = 1.1 考虑活荷不利组合 考虑受压纵向钢筋26.1.3 混凝土容重 γc = 26kN/m 箍筋间距 Sv = 100mm26.1.4 可变荷载的分项系数 γQ = 1.4 可变荷载的组合值系数 ψc = 0.7 可变荷载的准永久值系数 ψq = 0.626.1.5 C30 混凝土强度: fc = 14.3N/mm ft = 1.43N/mm ftk = 2.01N/mm Ec = 29791N/mm26.1.6 钢筋强度设计值: fy = 300N/mm fy' = 300N/mm fyv = 210N/mm Es = 200000N/mm26.1.7 纵筋合力点至近边距离 as = 35mm 受拉钢筋最小配筋率 ρmin = 0.21%26.2 几何信息最左端支座:铰支 i ———跨号 Li ———第 i 跨跨度(mm ) b ———截面宽度(mm ) h ———截面高度(mm ) bf'———上翼缘高度(mm ) hf'———上翼缘高度(mm ) bf ———下翼缘高度(mm ) hf ———下翼缘高度(mm )-------------------------------------------------------------------------- i Li 截面 b h bf' hf' bf hf 右节点-------------------------------------------------------------------------- 1 5200 矩形 1000 200 铰支 2 5200 矩形 1000 200 铰支 --------------------------------------------------------------------------26.3 荷载信息i 、j ———跨号、节点号 P 、P1———单位:kN/m 、kN M —————单位:kN ·M X 、X1———单位:mm26.3.1 跨中荷载------------------------------------------------------------------- i 恒、活荷 荷载类型 P 或 M P1 X X1 ------------------------------------------------------------------- 1 活荷 均布荷载 8.00 1 恒荷 均布荷载 2.00 2 恒荷 均布荷载 2.00 2 活荷 均布荷载 8.00 梁自重 ----------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 5.20 2 恒荷 均布荷载 5.20-------------------------------------------------------------------26.4 计算结果26.4.1 梁内力设计值及配筋V ——剪力(kN ),以绕截面顺时针为正; M ——弯矩(kN ·M ),以下侧受拉为正; As ———纵筋面积(mm ); Asv ———箍筋面积(mm )----------------------------------------------------------------------- i I 2 4 6 J ----------------------------------------------------------------------- 1 M - 0.0 0.0 0.0 -14.2 -67.1 As 面 筋 0 281 317 341 1686 As / bho 0.00% 0.17% 0.19% 0.21% 1.02% x / ho 0.000 0.000 0.000 0.030 0.150 裂缝宽度 0.000 0.000 0.000 0.110 0.234 实配面筋 0 281 317 341 1686M + 0.0 38.3 43.0 14.2 0.0 As 底 筋 0 937 1057 341 506 As / bho 0.00% 0.57% 0.64% 0.21% 0.31% x / ho 0.000 0.083 0.094 0.030 0.000 裂缝宽度 0.000 0.234 0.233 0.110 0.000 实配底筋 0 937 1057 341 506V 42.3 16.5 -12.9 -38.7 -64.5 Asv 14 14 14 14 14 构造配筋 As,min = 430 Asv,min = 14 Dmin =φ6 Smax = 200 挠度验算 截面 4 : f = -24.7 f / Li = 1/211....................................................................... 2 M - -67.1 -14.2 0.0 0.0 0.0 As 面 筋 1686 341 317 281 0 As / bho 1.02% 0.21% 0.19% 0.17% 0.00% x / ho 0.150 0.030 0.000 0.000 0.000 裂缝宽度 0.234 0.110 0.000 0.000 0.000 实配面筋 1686 341 317 281 0M + 0.0 14.2 43.0 38.3 0.0 As 底 筋 506 341 1057 937 0 As / bho 0.31% 0.21% 0.64% 0.57% 0.00% x / ho 0.000 0.030 0.094 0.083 0.000 裂缝宽度 0.000 0.110 0.233 0.234 0.000 实配底筋 506 341 1057 937 0V 64.5 38.7 12.9 -16.5 -42.3 Asv 14 14 14 14 14 构造配筋 As,min = 430 Asv,min = 14 Dmin =φ6 Smax = 200 挠度验算 截面 4 : f = -24.7 f / Li = 1/211三,站台非设备区楼板26.1 基本资料26.1.1 工程名称:大坪站台层26.1.2 结构构件的重要性系数 γo = 1.1 考虑活荷不利组合 考虑受压纵向钢筋26.1.3 混凝土容重 γc = 26kN/m 箍筋间距 Sv = 100mm26.1.4 可变荷载的分项系数 γQ = 1.4 可变荷载的组合值系数 ψc = 0.7 可变荷载的准永久值系数 ψq = 0.626.1.5 C30 混凝土强度: fc = 14.3N/mm ft = 1.43N/mm ftk = 2.01N/mm Ec = 29791N/mm26.1.6 钢筋强度设计值: fy = 300N/mm fy' = 300N/mm fyv = 210N/mm Es = 200000N/mm26.1.7 纵筋合力点至近边距离 as = 35mm 受拉钢筋最小配筋率 ρmin = 0.21%26.2 几何信息最左端支座:铰支 i ———跨号 Li ———第 i 跨跨度(mm ) b ———截面宽度(mm ) h ———截面高度(mm ) bf'———上翼缘高度(mm ) hf'———上翼缘高度(mm ) bf ———下翼缘高度(mm ) hf ———下翼缘高度(mm )-------------------------------------------------------------------------- i Li 截面 b h bf' hf' bf hf 右节点 -------------------------------------------------------------------------- 1 5200 矩形 1000 200 铰支 2 5200 矩形 1000 200 铰支 --------------------------------------------------------------------------26.3 荷载信息i 、j ———跨号、节点号 P 、P1———单位:kN/m 、kN M —————单位:kN ·M X 、X1———单位:mm26.3.1 跨中荷载------------------------------------------------------------------- i 恒、活荷 荷载类型 P 或 M P1 X X1 ------------------------------------------------------------------- 1 活荷 均布荷载 4.00 1 恒荷 均布荷载 2.00 2 恒荷 均布荷载 2.00 2 活荷 均布荷载 4.00 梁自重 ----------------------------------------------------------- 1 恒荷 均布荷载 5.20 2 恒荷 均布荷载 5.20-------------------------------------------------------------------26.4 计算结果26.4.1 梁内力设计值及配筋V ——剪力(kN ),以绕截面顺时针为正; M ——弯矩(kN ·M ),以下侧受拉为正; As ———纵筋面积(mm ); Asv ———箍筋面积(mm )----------------------------------------------------------------------- i I 2 4 6 J ----------------------------------------------------------------------- 1 M - 0.0 0.0 0.0 -7.1 -48.1 As 面筋 0 192 210 169 1189 As / bho 0.00% 0.12% 0.13% 0.10% 0.72% x / ho 0.000 0.000 0.000 0.015 0.106 裂缝宽度 0.000 0.000 0.000 0.036 0.257实配面筋 0 192 210 169 1189M + 0.0 26.4 28.8 7.1 0.0 As 底筋 0 641 700 169 357 As / bho 0.00% 0.39% 0.42% 0.10% 0.22% x / ho 0.000 0.057 0.062 0.015 0.000 裂缝宽度 0.000 0.253 0.248 0.036 0.000实配底筋 0 641 700 169 357V 29.6 11.1 -9.3 -27.8 -46.3 Asv 14 14 14 14 14 构造配筋 As,min = 430 Asv,min = 14 Dmin =φ6 Smax = 200挠度验算截面 4 : f = -23.5 f / Li = 1/222.......................................................................2 M - -48.1 -7.1 0.0 0.0 0.0 As 面筋 1189 169 210 192 0 As / bho 0.72% 0.10% 0.13% 0.12% 0.00% x / ho 0.106 0.015 0.000 0.000 0.000 裂缝宽度 0.257 0.036 0.000 0.000 0.000实配面筋 1189 169 210 192 0M + 0.0 7.1 28.8 26.4 0.0 As 底筋 357 169 700 641 0 As / bho 0.22% 0.10% 0.42% 0.39% 0.00% x / ho 0.000 0.015 0.062 0.057 0.000 裂缝宽度 0.000 0.036 0.248 0.253 0.000实配底筋 357 169 700 641 0V 46.3 27.8 9.3 -11.1 -29.6 Asv 14 14 14 14 14 构造配筋 As,min = 430 Asv,min = 14 Dmin =φ6 Smax = 200挠度验算截面 4 : f = -23.5 f / Li = 1/222。
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1计算荷载、计算模型及计算内容计算荷载1.结构自重:按结构的实际重量计,钢筋混凝土容重取25kN/m3,装修层容重取22kN/m3;在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;2.顶板覆土荷载:覆土厚度按实计算,根据路面标高情况分3.8m和3.5m两种厚度,容重取20kN/m3,在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;3.顶板地面超载20kN/m,盾构吊出段30kN/m;在进行荷载基本组合时作为活荷载考虑并考虑超载引起的附加土压力;4.公共区活载标准值按4kPa计,楼梯活载标准值按4kPa计,设备区恒载按8kPa计;5.侧向水压力具体的计算方法及数值见各个断面的计算简图;在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;6.侧向土压力作用在地下连续墙上,具体的计算方法及数值见各个断面的计算简图;在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;7.底板水压力荷载,具体的计算方法及数值见各个断面的计算简图;在进行荷载基本组合时作为恒荷载考虑;由于底板上的其他行人荷载对底板受力有利,同时这些荷载不起主要作用,因此不予考虑。
8.人防荷载及地震荷载:按规范要求取。
根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)、《轨道交通工程人民防空设计规范》(RFJ02-2009)和《地下铁道设计规范》(GB 50157-2003)的规定,按结构在施工阶段和使用阶段可能出现的最不利情况进行荷载组合。
各种荷载组合及分项系数见下表。
注:括号内数值为抗浮工况在对主体结构进行承载力验算时,采用基本组合结果进行验算;对结构进行裂缝验算时,采用准永久组合进行验算。
计算模型本计算书采用通用空间有限元分析软件MIDAS进行计算分析。
1.沿车站纵向取一米,按平面框架结构进行计算,荷载作用于框架构件轴线;2.考虑围护结构与主体结构的共同作用,两者之间用只承受压力的连杆相连,当连杆受拉则自动失效;3.按实际情况考虑施工阶段与正常使用阶段两种工况。
施工阶段中,底板设置泄水孔而无水压力,侧向水土压力作于围护结构,然后传至主体结构;正常使用阶段底板泄水孔封闭而产生水压力,侧向水压力作于主体结构侧墙,土压力作用于围护结构。
对于盾构端,除考虑正常使用工况外,按实际情况考虑盾构吊出阶段工况,盾构吊出阶段底板未封闭,侧向水压力压力均作用于围护结构。
4.采用地层弹簧模拟地层反力,弹簧刚度=基床系数×分段长度。
计算内容计算内容包括各断面的内力计算、配筋验算,梁、柱、板的内力计算、配筋验算,抗浮验算等。
本计算书将对3个断面进行计算,包括标准断面(5轴,覆土厚度3.8m)、标准断面(22轴,覆土厚度3.5m),端头井断面(2轴,覆土厚度3.8m),其中标准断面计算全水头工况、抗浮工况、施工工况;盾构井计算盾构吊出阶段与正常使用阶段工况。
2单柱双跨标准段(轴5)计算(覆土厚度3.8m)计算模型取5轴处标准断面纵向1m长度进行计算,顶、底板及侧墙用实际厚度,中柱不连续采用刚度等效的墙简化计算(柱子截面bxh=0.7m,标准柱跨L=9.8m,),其厚度满足:21/EILEI=,故322311/hbLhb=,323112)/(bLhbh⨯==0.357m。
式中12I I,分别为简化前后中柱抗弯模量。
图标准段框架简图地质参数取自《*******工程勘察报告》(2013年8月)。
地质钻孔取有代表性且较为不利的MZSZ3-KD-16及MZSZ3-KD-17,岩土层顶面标高、埋深及厚度取上述钻孔土层厚度平均值,用该厚度对土层厚度、静止土压力力系数求加权平均,简化为均匀土层计算土侧压力。
计算如下表:岩土分层岩土分层天然密度ρ(g/cm3)基坑以上平均层厚m竖向基床系数(MPa/m)静止土压力系数○11人工填土4-2A淤泥4N-1软塑粘性土4N-2可塑粘性土3-2中粗砂层5H-1可塑状粘性土5H-2硬塑状粘性土21加权平均21计算水位:使用阶段按设计地坪标高取值;施工工况按水位-2.0m(至地面距离)考虑,施工工况底板泄水孔未封闭,故底板未有水浮力。
标准段主体结构顶板距离地表按路面标高分为及3.5mm。
覆土厚度3.8m断面结构外荷载计算如下表~3:序号荷载荷载值单位备注1顶板覆土荷载76kN/mq=hγ=20*=762顶板处土侧压力(+)kN/mq='hkγ=**=3底板处土侧压力(+++)kN/mq='hkγ=**=4顶板处水侧压力(+)42kN/mq=hγ=10*=425底板处水侧压力(+++)kN/m q=hγ=10*=6底板水浮力(+++)kN/m q=hγ=10*=7顶板超载20kN/m抗浮工况时取08侧墙超载kN/m q=0qk=20*=9中板恒载8kN/m10中板活载4kN/m抗浮工况时取0序号荷载荷载值单位备注1顶板覆土荷载76kN/m q=hγ=20*=762 顶板处土侧压力(+) kN/m q=0'hk γ=**=3 底板处土侧压力(+++) kN/m q=0'hk γ=**=4 顶板处水侧压力 22 kN/m q=h γ=10*=225 底板处水侧压力 kN/m q=h γ=10*=6 底板水浮力 0 kN/m7 顶板超载 20 kN/m8 侧墙超载 kN/m q=0qk =20*=9 中板恒载 8 kN/m 10中板活载kN/m结构基底主要落在5H-2硬塑状粘性土层,根据地质报告,土层竖向地基系数Kv=21MPa/m ,水平向地基系数Kh=21MPa/m 。
则底板竖向每1m 取一根竖向弹簧,则弹簧刚度系数k=21MPa/m 。
地下连续墙在主体结构以下部分采用文克尔弹性地基梁模型进行计算,水平弹簧m 值取21MPa/m 。
标准断面计算简图如下图:图 标准段使用阶段外部荷载图(示意)图 标准段抗浮工况外部荷载图(示意)图 标准段施工工况外部荷载图(示意)计算结果对标准断面抗浮工况、全水头、施工工况进行计算分析,各工况的荷载的标准组合计算结果见图~图。
取控制工况结果分析结构的安全性。
图全水头基本组合弯矩图(单位: 图全水头基本组合剪力图(单位:kN)图全水头基本组合轴力图(单位:kN)图抗浮工况基本组合弯矩图(单位:图抗浮工况基本组合剪力图(单位:kN)图抗浮工况基本组合轴力图(单位:kN)图施工工况基本组合弯矩图(单位:图施工工况基本组合剪力图(单位:kN)图施工工况基本组合轴力图(单位:kN)图准永久组合弯矩图(单位:图准永久组合剪力图(单位:kN)图准永久组合轴力图(单位:kN)图抗浮工况准永久组合弯矩图(单位:图抗浮工况准永久组合轴力图(单位:kN)图抗浮工况准永久组合剪力图(单位:kN)图全水头工况基本组合反力图(单位:kN)图抗浮工况基本组合反力图(单位:kN)图施工工况基本组合反力图(单位:kN)准永久组合工况比较准永久组合弯矩准永久组合剪力准永久组合轴力位置全水头工况抗浮工况全水头工况抗浮工况全水头工况抗浮工况顶板支座10141047582535329289顶板跨中526445- - 329289顶板端头566391490401329289中板支座16917310294847872中板跨中8070847872中板端头16611610182847872底板支座108884773469110771076底板跨中71374710771076注:由表中数据的包络值可知,全水头工况起控制作用,抗浮工况仅在底板端头与侧壁下端位置起明显控制作用。
故其他断面仅计算全水头工况,对底板端头(侧壁下端)采用抗浮工况的数值。
结构构件配筋计算以下所有受力计算中,在计算时弯矩、剪力(轴力)的配筋时均采用设计值(荷载基本组合下计算内力),并考虑结构重要性系数;在裂缝计算时,均采用准永久组合值(荷载准永久组合下计算内力)。
裂缝控制为背土面0.3mm,迎土面0.2mm。
在裂缝验算时,保护层厚度大于30mm 的取30mm。
顶板支座处(取大跨段)配筋验算弯矩设计值:M=1374 kN·m考虑支座宽度(柱宽)影响,削峰后弯矩设计值(不小于原始值的85%)M1=⨯2=1149<⨯=1168kN·m故M1=1168 kN·m1 基本资料(1) 结构构件的重要性系数γ0 =(2) 混凝土强度等级 C35, fc = mm2, ft = mm2(3) 钢筋材料性能: fy = 360N/mm2, Es = 200000N/mm2,(4) 弯矩设计值 M = 1168kN·m(5) 矩形截面,截面尺寸 b×h = 1000×800mm, h0 = 735mm2 正截面受弯配筋计算(1)求相对界限受压区高度ξbεcu=(fcu,k-50)×10^5=(35-50)×10^5= εcu>,取εcu=按《混凝土规范》公式(6.2.7-1)===b 1+1f y E scu0.80+1360⨯2000000.003300.518(2)单筋计算基本公式,按《混凝土规范》公式(6.2.10-1)≤M 1f cb x()-h 0 x 2(3)求截面抵抗矩系数αs h0=h-as=800-65=735mm6s 22101168100.12951.0016.701000735c M a f bh α⨯===⨯⨯⨯ (4)求相对受压区高度ξs =1121120.12950.139ξα--=--⨯=(5)求受拉钢筋面积AsAs=ξα1fcbh0/fy=×××1000×735/360=4739mm2按简化公式计算:As=γ0M 1/×fy ×h0)=×1168×10^6/×360×735)=5395mm2 (6)配筋率验算 受拉钢筋配筋率ρ=As/(bh)=5395/(1000×800)=% > ρsmin=max{,0.45ft/fy=×360=}=配筋率满足要求实配25@150+32@150 As=8635mm2>5395mm2 满足要求(裂缝控制)。
3 裂缝验算 (1)截面有效高度:=-=-=h 0h a s 80065735 mm(2)受拉钢筋应力计算, 根据《混凝土规范》式7.1.4-3:2s 0861900000156.0899/0.870.877358635q q sM N mm h A σ===⨯⨯(3)按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率, 根据《混凝土规范》式7.1.2-4:===A te 0.5b h ⨯⨯0.51000800400000mm2===te +A s A p A te+863504000000.0216(4)裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数, 根据《混凝土规范》式7.1.2-2:0.65f 0.65 2.20=1.1 1.10.67560.0216156.0899tkte sψρσ⨯-=-=⨯受拉区纵向钢筋的等效直径deq:==d eq ∑n i d 2i ∑n iid i29mm根据《混凝土规范》表7.1.2-1 构件受力特征系数 αcr = : (5)最大裂缝宽度计算, 根据《混凝土规范》式7.1.2-1: σs = σsq=maxcrsE s()+1.9c s 0.08d eqte156.089928.9=1.90.6756=0.165mm 2000000.0216⨯⨯⨯⨯⨯(1.930+0.08)(2)验算最大裂缝宽度:(mm)<[ωmax]=(mm), 满足。