地铁车站附属出入口主体结构计算书.docx
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地铁车站附属出入口主体结构计算书
封面
二○一七年十二月长沙
封面
二○一七年十二月长沙
1工程概况
.......
主体结构采用钢筋混凝土箱型结构，车站附属主体设全外包防水层。
2设计依据及采用规范
（1）.....
（2）《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）
3计算原则及计算标准
（1）结构设计应根据结构类型、使用条件、荷载特性、施工工艺等条件进行，结构或构件应满足强度、刚度、稳定性和耐久性要求,并满足防水、防火、防迷流的技术要求
（2）3号出入口、2号出入口与2号风亭结构按设计使用年限为100年的要求进行耐久性设计。
（3）3号出入口、2号出入口与2号风亭的安全等级为一级，结构重要性系数γ0=1.1。
（4）3号出入口、2号出入口与2号风亭按设防烈度6度进行抗震验算，结构抗震等级为三级，在结构设计时采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。
（5）考虑人防作用，车站结构设计按6级人防抗力设防。
（6）3号出入口、2号出入口与2号风亭的耐火等级为一级。
（7）3号出入口、2号出入口与2号风亭围护结构采用钻孔灌注桩的支护型式。
（8）裂缝控制：
最大裂缝宽度允许值背土/水面为0.3mm、迎土/水面为0.2mm。
（9）3号出入口、2号出入口与2号风亭结构以混凝土自防水为主，同时考虑地下水的侵蚀性，顶板（梁）、底板（梁）、内衬墙等迎水结构混凝土抗渗等级不低于P8，耐蚀系数不得小于0.8。
（10）结构的抗浮应按其使用寿命过程中可能发生的最高地下水位情况进行检算。
在不考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.05，当计及侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.15。
2号出入口抗浮计算已在围护结构中进行计算。
4荷载及组合
4.1荷载分类
表4.1.1荷载分类表
荷载类型
荷载名称
荷载取值
永久荷载
结构自重
按实际重量（按25kN/m3计）
覆土重
土容重根据详勘报告提供资料取值
侧水、土压力
主、被动土压力按朗金土压力公式计算
静水压力及水反力
按地质资料提供的稳定水位计算（稳定水位
在地表以下时，按水位与地表齐平考虑）
混凝土收缩及徐变影响力
混凝土收缩的影响按降低温度的方法计算，
对于整体浇注的钢筋混凝土结构相当于降低温度15℃。
设备荷载
按8kPa考虑，如设备重量较大，按实际重量计算。
邻近建筑物作用
根据实际情况按最不利组合计算
可
变
荷
载
基本可
变荷载
地面超载
20kPa均匀活载
地面超载引起的侧向土压力
地面超载乘以侧压力系数
人群荷载
公共区人群荷载按4kPa计
地铁车辆荷载及其动力作用
列车荷载按列车满载条件确定
其他可
变荷载
温度变化影响
使用阶段温度变化按长沙地区实际情况考虑施工期间按混凝土内部峰值温度考虑
施工荷载
一般施工荷载按20kPa计，其余按相关规定执行
偶然荷载
地震荷载
地震荷载按6度地震基本烈度考虑
人防荷载
人防按6级人防抗力考虑
注：
①设计中要求考虑的其它荷载，可根据其性质分别列入上述三类荷载中。
②表中所列荷载本节未加说明者，可按国家有关规范或根据实际情况确定。
4.2荷载组合
荷载组合根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）、《轨道交通工程人民防空设计规范》（RFJ02-2009）的规定及可能出现的最不利情况确定，荷载组合类型及荷载组合系数见表4.2.1。
表4.2.1荷载组合及分项系数表
种类
组合
自重
荷载
覆土
荷载
侧向水土压力
水浮力
可变
荷载
地震
作用
人防
作用
备注
1（基本）
1.35
1.35
1.35
1.35
1.40
0.00
0.00
恒载控制
2（基本）
1.2
1.2
1.2
1.2
1.40
0.00
0.00
活载控制
3（准永久）
1.00
1.00
1.00
1.00
0.50
0.00
0.00
4（人防）
1.20
1.20
1.20
1.20
0.00
0.00
1.00
5（地震）
1.20
1.20
1.20
1.20
0.60
1.30
0.00
注：
基本组合系数考虑结构重要性系数1.1。
5计算方法及计算程序
车站结构按作用在弹性地基上的平面结构进行内力分析，采用荷载－结构模型，取纵向1米进行结构内力计算；当结构处于地下水位以下时，施工阶段砂土采用水土分算，粘性土采用水土合算，使用阶段均采用水土分算。
结构分析软件使用midasGen。
6主要工程材料及保护层厚度
6.1主要材料
（1）混凝土强度等级
顶板、顶梁、底板、底梁、内衬墙：
C35、P8防水混凝土；
底板下垫层：
C20素混凝土；
（2）钢筋：
HRB400级、HPB300级，材质必须符合现行国家标准和行业标准的规定，梁、柱受力主筋采用HRB400E级；
（3）钢材：
一般为Q235钢。
6.2钢筋混凝土构件钢筋净保护层厚度
钢筋混凝土构件钢筋最小净保护层厚度按下表取值：
主要构件受力钢筋混凝土等级表
结构类别
中柱
主梁
楼板
顶板（梁）
底板（梁）
侧墙
外侧
内侧
外侧
内侧
保护层厚度
40
40
30
45
35
45
35
注：
①混凝土结构中受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径。
②车站内的楼梯及站台板等内部构件主筋的保护层可采用30mm。
③箍筋、分布筋和构造筋的混凝土保护层厚度不得小于20mm。
混凝土结构最大计算裂缝宽度不得小于下表的规定。
对于处于一般环境中的结构，钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算，同时按下表中的最大计算裂缝宽度允许值数值进行控制；对处于侵蚀环境的不利条件下的结构，其最大计算裂缝宽度允许值应根据具体情况另行确定，从严控制。
最大计算裂缝宽度允许值表
结构部位
环境类别
裂缝控制宽度
车
站
结
构
顶板（梁）
迎土/水面
二a
0.2
背土/水面
一
0.3
底板（梁）
迎土/水面
二a
0.2
背土/水面
一
0.3
内衬墙
迎土/水面
二a
0.2
背土/水面
一
0.3
中板（梁）
一
0.3
柱
一
0.3
站台板等内部结构
一
0.3
6.3钢筋的连接、锚固与搭接
结构构件受力钢筋的连接可以采用焊接或机械连接,当采用焊接连接时，接头形式、焊接工艺、试验方法、质量要求及质量验收等应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》、《钢筋焊接及验收规程》等现行国家有关规范的要求，焊接前应根据施工条件进行试焊，合格后方可施焊。
受力钢筋采用机械连接时，应满足《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107－2016）的规定。
对于梁板中的架立筋或分布筋当直径小于25mm时，可采用绑扎搭接接头；同一连接区段，受拉钢筋搭接接头面积百分率不大50％，绑扎搭接长度为48d.
无特殊注明时钢筋接头位置：
顶板及其梁、过轨通道上方与底板连续的板，上铁在跨中连接，下铁在支座连接。
底板及其梁，上铁在支座连接，下铁在跨中连接。
侧墙外侧钢筋在跨中连接，内侧钢筋在支座连接。
接头位置：
受力钢筋的接头位置应相互错开35d且不小于500mm。
同一截面接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率：
焊接、机械连接接头应不大于50%；绑扎连接接头按构件采取相应数值。
柱纵筋接头位置、框架的外圈贯通筋及侧墙、隔墙及端墙的立筋受力钢筋接头位置可参见图集16G101-1中的有关规定。
7计算断面及计算荷载
7.1参数选取
结构计算需要的地质参数由《长沙市轨道交通3号线一期工程KC-2标段四方坪站（原三一大道站）附属结构详细勘察阶段岩土工程勘察报告》选取。
岩土分层
岩土名称
时代与成因
天然密度
土的
侧压力系数
泊松比
基床系数
渗透系数
承载力特征值
桩的极限端阻力标准值
桩的极限侧阻力标准值
锚固体极限摩阻力标准值
基桩抗拔系数
垂直
水平
水下
钻孔桩（L>15m）
人工
挖孔桩（L>15m）
水下
钻孔桩
人工
挖孔桩
ρ
ξ/K0
μ
Kv
Kh
K
fak
qpk
qpk
qsik
qsik
qsik
λ
g/cm3
MPa/m
MPa/m
m/d
kPa
kPa
kPa
kPa
kPa
kPa
1-2-1
杂填土
Q4ml
1.90
0.50
0.35
10
8
3
70
15
20
18
0.7
1-2-2
素填土
1.90
0.50
0.35
10
8
2
70
15
20
18
0.7
1-4-2
淤泥质粉质
黏土
1.80
0.40
0.40
4
3
0.002
50
12
18
15
0.7
2-1
粉质
黏土
Q3al
2.00
0.40
0.35
40
35
0.006
240
60
65
60
0.75
2-8
圆砾
2.30
0.30
0.25
35
30
30
320
2400
3000
110
120
120
0.6
2-9
卵石
2.30
0.30
0.25
50
40
40
350
3000
4000
125
130
160
0.6
5-1
残积粉质
黏土
Qel
2.00
0.34
0.35
35
30
0.009
240
1200
1500
65
70
65
0.75
13-1-2
强风化
板岩
Pt
2.30
0.25
160
130
0.05
500
3000
3500
120
160
160
13-1-3
中风化
板岩
2.70
0.22
200
160
0.04
1500
6000
7000
250
300
300
13-1-4
微风化
板岩
2.80
0.20
400
200
0.02
3000
7000
8000
300
400
500
7.2结构尺寸
取3号出入口、2号出入口与2号风亭各取多个断面进行计算，根据车站结构断面特征，3号口选取2-2剖面进行整理以下典型控制断面进行计算。
结构横断面各部位尺寸
结构尺寸
位置
顶板
（mm）
底板
（mm）
侧墙
（mm）
覆土厚
3号出入口
600
600
600
5.1
2号出入口
700
700
700
4.7
2号风亭
700
700
700
5.11
7.3计算模型
计算模型
7.4计算荷载
7.4.13号出入口标准断面（取钻孔Jz2-Ⅲ12-SYZ17）基底位于卵石层
其余断面不逐一罗列，计算数据可查看计算表
1、永久荷载
（1）结构自重
车站为钢筋混凝土结构，取材料容重
=25kn/m3。
（2）地层土压力
按照5.1m覆土、地下水位按38m取至地面进行考虑，取土体容重
=20kn/m3。
结构范围内土
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