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地铁车站主体结构计算书.docx

地铁车站主体结构计算书

 

XX市城市轨道交通XX线工程

 

XXX站主体结构施工图设计

专业:

结构

 

计算书

 

 

中铁XX工程集团有限责任公司

2011年2月

XX市城市轨道交通XX线工程

 

XXX站主体结构施工图设计

专业:

结构

 

计算书

 

 

 

中铁XX工程集团有限责任公司

2011年2月

一.工程概况

XXX站位于XX路与XX路交叉的十字路口北侧,顺XX路呈南北向偏东布置。

XX路规划宽43m,道路现已形成,路面车流量大,交通繁忙。

十字路口东北象限为海雅百货、世博广场;东南象限为夏威夷阁住宅小区;西南象限为中惠华庭住宅小区、中国移动;西北象限为华润万家购物广场和XX老饭店。

车站四周商业建筑多,较繁华,客流量大。

二.设计依据及采用规范

1、《XX市城市快速轨道交通XX线工程详细勘察阶段XXX站岩土工程勘察报告》,中铁XX工程集团有限责任公司,2010年1月

2、业主、总体组及其它相关部门提供的基础资料

3、设计采用的规范、规程和标准

《地铁设计规范》(GB50157-2003)

《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)(2003年版)

《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)

《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)

《轨道交通工程人民防空设计规范》(RFJ02-2009)

《人民防空工程设计规范》(GB50225-2005)(2006版)

《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)

《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2008)

《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2004)

国家及广东省、XX市的其它现行相关规范、规程。

三.计算原则及计算标准

1、车站主体结构安全等级为一级;结构按设计使用年限100年的要求进行耐久性设计;结构重要性系数1.1。

2、车站主体结构可按底板支承在弹性地基上的平面框架进行内力分析,计算时宜考虑所有构件的弯曲、剪切和压缩变形的影响。

3、车站主体结构裂缝控制:

最大裂缝宽度允许值背土面为0.3mm、迎土面为0.2mm。

4、车站人防设计按6级抗力,并严格按《轨道交通工程人民防空设计规范》(RFJ02-2009)的规定进行设计。

5、车站结构按7度抗震设防烈度进行抗震验算,抗震等级为三级。

进行抗震设计时,应根据设防要求、场地条件、结构类型和埋深等因素选用能较好反映其地震工作性状的分析方法,并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。

当围岩中包含有可液化土层时,必须采取可靠对策,提高地层的抗液化能力,保证地震作用下结构的安全性。

6、结构设计应按最不利情况进行抗浮验算,抗浮设计水位按100年一遇洪水位设计。

在不考虑侧壁摩阻力时,抗浮安全系数不得小于1.05,当计侧壁摩阻力时,抗浮安全系数不得小于1.15。

当结构抗浮不能满足要求时,应采取相应的抗浮措施,但不宜采用消浮或底板锚杆的措施。

四.荷载及组合

4.1荷载分类

荷载分类表表4.1

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

覆土重

土容重按18~20kN/m3

侧水、土压力

施工阶段按主动侧土压力计算,使用阶段按静止侧土压力计

水浮力

地下水位按取至地面计算

设备重量

设备区荷载按8kPa计,当设备荷载大于8kPa时按实际荷载计

地基下沉影响力

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

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

施工荷载

一般施工荷载按5kPa计,盾构施工荷载按70kPa计,其余按相关规定执行

偶然荷载

地震荷载

地震荷载按7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。

③施工荷载包括:

设备运输及吊装荷载、施工机具及人群荷载、施工堆载、相邻隧道施工的影响、盾构法的千斤顶顶力及压浆荷载等荷载。

4.2荷载组合

荷载组合根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)、《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,组合类型如下:

(1)永久荷载的组合

(2)永久荷载+可变荷载组合

(3)永久荷载+人防荷载组合

(4)永久荷载+可变荷载+地震荷载组合

荷载组合系数见表4.2。

荷载组合及分项系数表表4.2

荷载种类

组合

永久荷载

(静荷载+水土压力)

可变荷载

人防荷载

地震荷载

备注

1

1.35

1.4

0

0

结构强度计算(基本组合)

2

1.0

1.0

0

0

抗裂、变形验算(标准组合)

3

1.2

0

1.0

0

结构强度计算(人防组合)

4

1.2

0.6

0

1.3

结构强度计算(地震组合)

五.计算方法

车站计算采用荷载-结构模型,取车站纵向每延米为计算单元。

六.主要工程材料及保护层厚度

6.1主要材料

车站主体结构顶板及地下一、二层墙砼:

C40(P8),抗渗等级不小于0.8Mpa,耐蚀系数不小于0.8

车站中板及内部钢筋混凝土结构砼:

C35

车站主体结构底板砼:

C40(P8),抗渗等级不小于0.8Mpa,耐蚀系数不小于0.8

车站主体结构柱砼:

C50;垫层砼:

C20;钢筋:

HRB335、HPB235;钢材:

Q235

6.2钢筋混凝土主筋保护层厚度

顶板、底板及侧墙:

外侧50mm,内侧40mm;中板、梁均为30mm;立柱为40mm

内部楼梯、站台板及钢筋混凝土墙主筋保护层厚度采用30mm

箍筋、分布钢筋及构造筋的保护层厚度不小于20mm

七.计算断面及计算荷载

7.1地质参数

7.2结构尺寸

结构横断面各部位尺寸见下表。

车站结构尺寸表

结构尺寸

位置

顶板(mm)

底板(mm)

侧墙(mm)

中板(mm)

中柱(mm)

备注

700

800

700

400

700×800

700×900

7.3计算荷载

结构上作用的荷载值及不同组合时的分项系数见表4.2。

图7.3.1计算模型简图

八.主体结构计算

8.1断面选择

选取车站中心里程处标准断面作为代表断面进行人防检算。

其他断面同理。

8.2断面结构计算

顶板覆土3.7m,建议抗浮设计水位高程13.25m。

荷载标准值计算如下:

竖向土压力:

70.3kpa;地面活载:

20kpa;底板水压力:

145kpa;

中板装修荷载0.15*24=3.6kpa,设备荷载:

8kpa,人群荷载:

4kpa;

侧向水土压力:

56~216kpa线性分布。

8.2.1基本组合计算结果

弯矩图

剪力图

轴力图

8.2.2标准组合计算结果

弯矩图

剪力图

轴力图

8.3主要构件配筋计算

9.人防组合验算

9.1荷载计算

根据《轨道交通工程人民防空设计规范》,针对本站实际情况,经计算人防荷载分别为顶板70kpa,侧墙50kpa,底板60kpa。

其余荷载计算详见第八节。

9.2断面计算内力图

弯矩图

剪力图

轴力图

9.3配筋验算(仅验算强度)

根据规范:

混凝土强度分项系数取1.5,钢筋分项系数取1.35。

十.人防门框计算

10.1基本参数

车站端头人防门属于两相邻防护单元之间的人防隔断门,人防等效静荷载值:

0.05Mpa,人防门面积:

18653458mm2,门框上缘长度:

4100mm,门框下缘长度:

4100mm,门框左缘长度:

4550,门框右缘长度:

4550。

10.2计算过程

1)人防荷载作用在门框上的力

=人防等效静荷载值*人防门面积=0.05*18653458=933KN

2)门框边缘总长

=4100+4100+4550+4550=17300mm=17.3m

3)门框边缘等效线荷载

=933/17.3=60kn/mm

4)上门框承受集中荷载值(1m宽板带):

60*1=60kn

下门框承受集中荷载值(1m宽板带):

60*1=60kn

左侧门框承受集中荷载值(1m宽板带):

60*1=60kn

右侧门框承受集中荷载值(1m宽板带):

60*1=60kn

5)上门框集中荷载作用力臂:

1.08m

下门框集中荷载作用力臂:

1.55m

左侧门框集中荷载作用力臂:

1.4m

右侧门框集中荷载作用力臂:

1.4m

6)弯矩值

上门框弯矩:

60*1.08=64.8kn.m

下门框弯矩:

60*1.55=93kn.m

左门框弯矩:

60*1.4=84kn.m

右门框弯矩:

60*1.4=84kn.m

7)剪力值

上门框剪力:

60kn

下门框剪力:

60kn

左门框剪力:

60kn

右门框剪力:

60kn

10.3结论

经计算,人防门框现有配筋满足结构受力要求。

十一.结论

经过几个工况的计算和配筋比较,本站主体结构截面和配筋设计采用基本组合和标准组合的计算结果,地震和人防组合不起控制作用;人防门框配筋满足受力要求。

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