成都地铁车站主体结构计算书Word下载.docx

1、4）结构按 7度地震烈度进行抗震验算，并在结构设计时采用相应的构造措施，以提高结构的整体抗震性能；（构造措施采用三级框架结构抗震构造）5）结构设计按六级人防的抗力标准进行验算，并在规定的设防位置采取相应的构造措施；6）结构抗浮验算按最不利情况采用，当不考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数应大于 1.05；（考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数应大于 1.2）7）结构构件的设计应按承载力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合，并取各自的最不利组合进行设计；8）结构设计应符合结构的实际工作（受力）条件，并反映结构与周围地层的相互作用。四、计算模型四、计算模型 因车站主体是一个狭长的建筑物，纵向很长

2、，横向相对尺寸较小。主体计算取延米结构，作为平面应变问题来近似处理，考虑地层与结构的共同作用，采用荷载结构模型平面杆系有限元单元法。计算模型为支承在弹性地基上对称的平面框架结构，框架结构底板下用土弹簧模拟土体抗力，车站结构考虑水平及竖向荷载。按荷载情况、施工方法，模拟开挖、回筑和使用阶段不同的受力状况，按最不利内力进行计算。中柱根据等效 EA原则换算墙厚。本站围护桩与主体结构之间设置柔性防水层，按重合墙考虑，即围护结构与内衬墙之间只传递径向压力而不传递切向剪力，SAP 计算时，采用二力杆单元来模拟围护桩与内衬墙的这种作用。车站断面的计算模型如图 2-1-1 所示。图 2-1-1 车站断面计算模

3、型 五、五、荷载组合与分项系数荷载组合与分项系数 5.1、荷载分类、荷载分类 荷载类型 荷载名称 永久荷载 结构自重 地层压力 隧道上部和破坏棱体范围的设施及建筑物压力 静水压力及浮力 预加应力 混凝土的收缩和徐变 设备重量 地层抗力 可变荷载 基本可变荷载 地面车辆荷载及其动力作用 地面车辆荷载引起的侧向土压力 地铁车辆荷载及其动力作用 人群荷载 其他可变荷载 温度变化影响 施工荷载 偶然荷载 地震荷载 沉船、抛锚或河道疏浚产生的冲击力等灾害性荷载 人防荷载 5.2、荷载组合、荷载组合 根据建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）（2006修订版）、建筑抗震设计规范（GB 50011-

4、2010）、人民防空地下室设计规范（GB 50038-94）和地铁设计规范（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,由于本站属于盾构过站，根据工期情况，盾构过站时顶板施工荷载及自重直接作用于中板上，计算中考虑施工荷载。各种荷载组合及分项系数见下表2-3-1。荷载组合表 表 2-3-1 荷载种类 组合 永久荷载 可变荷载 人防荷载 地震荷载 基本组合：永久荷载+基本可变荷载 1.35（1.0）1.4 准永久组合：永久荷载+基本可变荷载 1.0 0.5 偶然组合：永久荷载+地震荷载 1.2（1.0）1.3 偶然组合：永久荷载+人防荷载 1.2

5、（1.0）1.0 施工阶段组合 1.2 1.4 注：结构重要性系数 1.1。施工阶段重要性系数取 0.9.六六 车站结构断面计算车站结构断面计算 6.1 结构主要尺寸结构主要尺寸 断面 1车站标准横断面 断面 2西端头横断面 断面 3东端头横断面 6.2断面 1 标准段断面计算 6.2.1 计算的钻孔资料 计算采用钻孔 M4Z3-SLL-013。相应土层的地质参数如下：地层编号 岩土名称 天然密度 干密度 天然重度 土的侧压力系数 基床系数 承载力特征值 膨胀力 d Kv Kx fak Pe g/cm3 g/cm3 KN/m3 MPa/m MPa/m KPa Kpa 人工填筑土 1.90 粘土

6、 2.00 1.95 20.0 0.50 56 47 220 75 粉质粘土 1.95 1.90 19.5 0.50 32 30 200 粉土 1.90 1.85 19.0 0.48 12 10 110 细砂 1.80 1.70 18.0 0.40 100 中砂 1.85 1.80 18.5 0.35 70 50 110 卵石土（松散）1.90 1.80 19.0 0.30 75 42 250 卵石土（稍密）2.00 1.90 20.0 0.30 90 50 350 卵石土（中密）2.20 2.10 22.0 0.25 110 70 800 卵石土（密实）2.25 2.15 22.5 0.20

7、 120 95 900 强风化泥岩 2.10 2.00 0.35 60 30 250 中等风化泥岩 2.35 2.20 0.30 140 80 1000 6.2.2 计算过程 设计中考虑地震和人防等荷载偶然组合，并按照承载力极限状态和正常使用极限状态两种工况验算结构在施工阶段和使用阶段的结构受力。根据以往的设计计算经验，对于设防烈度为 7 度的地下车站，地震荷载不起控制作用；对于按 6级人防设防的地下车站，人防荷载不控制作用，控制配筋设计的是施工阶段的强度和运营阶段的裂缝。本站为盾构过站，补充计算中板完全承担顶板施工荷载的工况。1、车站标准段为双层三跨框架结构，结构顶板最大覆土取 3.5m，结

8、构使用期间的地下水位取 4.5m，附加荷载根据车站两边实际情况取值。2、荷载计算 顶板上土荷载及超载标准值：FRCST=20 3.570kN/m2；中板人群及设备荷载：FMS8 kN/m2；人防荷载：顶板 70kN/m2；底板 60kN/m2；侧墙 30kN/m2；底板水压力：FBS10（17.03-4.5）125.3kN/m2；侧墙上部水压力：FCQS0kN/m2；FCQX10（17.03-4.5）125.3kN/m2；桩承受土压力：FCT10.5 7035kN/m2；FCT20.4（170.3+45）86.1kN/m2；中板板面承受顶板传来的施工荷载：25kN/m2 3、构件厚度分别为：顶

9、板 0.8m，中板 0.4m，底板 0.8m，侧墙 0.6m，柱子0.8 0.8m（等刚度转化为墙为 0.36m），桩径 1.2m2.2m（等刚度转化为墙为0.82m）。4、荷载信息录入完成后，通过对模型附截面及荷载后，进行程序计算，计算所得内力图如下。准永久组合弯矩图（kN.m）承载力极限状态弯矩图（kN）承载力极限状态剪力图（kN）承载力极限状态轴力图（kN）人防荷载状态弯矩图（kN）中板承担顶板施工荷载时基本组合下弯矩图 中板承担顶板施工荷载时准永久组合下弯矩图 中板承担顶板施工荷载时基本组合下剪力图 中板承担顶板施工荷载时基本组合下轴力图 6.2.3 计算结果及配筋 分别取各个构件的不

10、同工况的内力包络进行配筋计算，表中弯矩值为正常使用极限状态的弯矩值，剪力及轴力均为承载能力极限状态的内力值，内力表及根据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）进行的配筋计算结果见下表。内力表及配筋 构件名称 结构部位 结构尺寸（mm）弯矩（KN.m）剪力（KN）轴力（kN）配筋 配筋率（）裂缝宽度（mm）备注 人防组合 基本组合 准永久组合 顶板 跨中 800 604 552 377 62 258 25150 0.43 0.13 柱支座 435 439 294 560 258 25150 0.43 0.07 侧墙支座 314 297 198 529 258 25150 0.43 0.

11、05 中板 跨中 400 19 147 96 25 1171 22150 0.69 0.05 支座 83 288 189 229 1171 22150 0.69 0.30 底板 跨中 800 772 720 485 76 1500 25150 0.43 0.28 柱支座 565 537 361 761 1500 28150 0.55 0.08 侧墙支座 827 845 569 823 1500 28150+22150 0.87 0.13 侧墙 跨中 600 279 361 229 5 890 22150 0.45 0.15 顶板384 340 241 257 599 22150 1.45 0.

12、17 支座 底板支座 718 746 502 856 944 22150+28150 1.17 0.2 注：1、表中配筋按照裂缝控制；2、底板与侧墙外侧钢筋互相伸入参与对方受力。2、中板的弯矩、剪力、轴力设计值及标准值为施工阶段组合控制值 6.3断面 2 西端盾构井横断面计算 6.3.1 计算的钻孔资料 计算采用钻孔 M4Z3-SLL-003。地层编号 岩土名称 天然密度 干密度 天然重度 土的侧压力系数 基床系数 承载力特征值 膨胀力 d Kv Kx fak Pe g/cm3 g/cm3 KN/m3 MPa/m MPa/m KPa Kpa 人工填筑土 1.90 粘土 2.00 1.95 20

13、.0 0.50 56 47 220 75 粉质粘土 1.95 1.90 19.5 0.50 32 30 200 粉土 1.90 1.85 19.0 0.48 12 10 110 细砂 1.80 1.70 18.0 0.40 100 中砂 1.85 1.80 18.5 0.35 70 50 110 卵石土（松散）1.90 1.80 19.0 0.30 75 42 250 卵石土（稍密）2.00 1.90 20.0 0.30 90 50 350 卵石土（中密）2.20 2.10 22.0 0.25 110 70 800 卵石土（密实）2.25 2.15 22.5 0.20 120 95 900 强

14、风化泥岩 2.10 2.00 0.35 60 30 250 中等风化泥岩 2.35 2.20 0.30 140 80 1000 6.3.2 计算过程 设计中考虑地震和人防等荷载偶然组合，并按照承载力极限状态和正常使用极限状态两种工况验算结构在施工阶段和使用阶段的结构受力。1、车站西端为双层三跨框架结构与 4号出入口共用一道侧墙，主体与 1号风道间未设变形缝，顶板最大覆土取 3.5m，结构使用期间的地下水位取 4.5m，附加荷载根据车站两边实际情况取值。FBS10（17.34-4.5）128.4kN/m2；FCQX10（17.34-4.5）128.4kN/m2；中板处侧墙水压力：10（9.15-

15、4.5）46.5kN/m2；FCT20.4（173.4+45）87.36kN/m2；FCT20.4（91.5+45）55kN/m2；板板面承受顶板传来的施工荷载：30kN/m2 3、构件厚度分别为：顶板 0.8m，中板 0.4m，底板 0.8m，侧墙 0.7m，柱子0.8 0.8m（等刚度转化为墙为 0.36m），桩径 1.2m2.0m（等刚度转化为墙为0.85m），4号出入口与主体共用侧墙处顶、底板厚 0.8m、0.7m，侧墙厚 0.6m，1 号风道顶、底板厚 0.8m、0.7m，侧墙厚 0.6m。准永久组合弯矩图（kN.m）承载力极限状态弯矩图（kN）承载力极限状态剪力图（kN）承载力极限

16、状态轴力图（kN）人防荷载状态弯矩图（kN）6.3.3 计算结果及配筋 分别取各个构件的不同工况的内力包络进行配筋计算，表中弯矩值为正常使用极限状态的弯矩值，剪力及轴力均为承载能力极限状态的内力值，内力表及根据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）进行的配筋计算结果见下表。内力表及配筋 构件名称 结构部位 结构尺寸（mm）弯矩（KN.m）剪力（KN）轴力（kN）配筋 配筋率（）裂缝宽度（mm）备注 人防组合 基本组合 准永久组合 顶板 跨中 800 893 943 627 0 452 32150 0.71 0.23 柱支座 516 89 67 544 452 32150 0.71 0

17、.01 侧墙支座 1314 1261 1125 900 452 32150+25150 1.19 0.20 中板 跨中 400 52 122 92 0 662 中板配筋由施工工况控制，此处配筋按断面三中板执行。支座 93 306 201 67 662 底板 跨中 800 957 930 621 0 1323 32150 0.71 0.23 柱支座 974 1339 887 843 1323 32150+25150 1.15 0.19 侧墙支座 885 332 237 966 1323 32150+25150 1.15 0.20 侧墙 跨中 700 272 385 258 0 1339 2215

18、0 1.15 0.13 顶板支座 131 364 238 156 1816 25150 0.49 0.06 底板支座 802 425 237 293 1452 25150 0.49 0.08 4号跨中 800 660 546 366 0 295 28150 0.54 0.10 出入口顶板 支座 1126 1223 813 751 295 32100 1.04 0.19 4号出入口底板 跨中 700 40 352 235 0 25 28150 0.62 0.05 支座 385 369 246 822 25 28150 0.62 0.06 4号出入口侧墙 跨中 600 27 63 14 0 644

19、 22150 0.45 0.01 支座 483 311 265 514 680 25150 0.58 0.13 1号风道顶板 跨中 800 416 284 192 0 347 28150 0.54 0.04 支座 935 1066 708 649 347 32100 1.04 0.15 1号风道底板 跨中 700 297 304 197 0 25 28150 0.62 0.04 支座 232 195 131 327 25 28150 0.62 0.03 1号风道侧墙 跨中 600 94 52 36 0 330 22150 0.45 0.01 支座 411 365 225 358 590 221

20、50 0.58 0.13 注：2、中板的弯矩、剪力、轴力设计值及标准值为施工阶段组合控制值 6.4断面 3 东端盾构井段断面计算 6.4.1 计算的钻孔资料 计算采用钻孔 M4Z3-SLL-013。地层编号 岩土名称 天然密度 干密度 天然重度 土的侧压力系数 基床系数 承载力特征值 膨胀力 d Kv Kx fak Pe g/cm3 g/cm3 KN/m3 MPa/m MPa/m KPa Kpa 人工填筑土 1.90 粘土 2.00 1.95 20.0 0.50 56 47 220 75 粉质粘土 1.95 1.90 19.5 0.50 32 30 200 粉土 1.90 1.85 19.0

21、0.48 12 10 110 细砂 1.80 1.70 18.0 0.40 100 中砂 1.85 1.80 18.5 0.35 70 50 110 卵石土（松散）1.90 1.80 19.0 0.30 75 42 250 卵石土（稍密）2.00 1.90 20.0 0.30 90 50 350 卵石土（中密）2.20 2.10 22.0 0.25 110 70 800 卵石土（密实）2.25 2.15 22.5 0.20 120 95 900 强风化泥岩 2.10 2.00 0.35 60 30 250 中等风化泥岩 2.35 2.20 0.30 140 80 1000 6.4.2 计算过程

22、 设计中考虑地震和人防等荷载偶然组合，并按照承载力极限状态和正常使用极限状态两种工况验算结构在施工阶段和使用阶段的结构受力。1、车站东端盾构井段为双层三跨框架结构，结构顶板最大覆土取 3.5m，结构使用期间的地下水位取 4.5m，附加荷载根据车站两边实际情况取值。准永久弯矩图（kN.m）承载力极限状态弯矩图（kN）承载力极限状态剪力图（kN）承载力极限状态轴力图（kN）人防荷载状态弯矩图（kN）中板承担顶板施工荷载时基本组合下弯矩图 中板承担顶板施工荷载时标准组合下弯矩图 中板承担顶板施工荷载时基本组合下剪力图 中板承担顶板施工荷载时基本组合下轴力图 6.4.3计算结果及配筋 分别取各个构件的

23、不同工况的内力包络进行配筋计算，表中弯矩值为正常使用极限状态的弯矩值，剪力及轴力均为承载能力极限状态的内力值，内力表及根据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）进行的配筋计算结果见下表。内力表及配筋 构件名称 结构部位 结构尺寸（mm）弯矩（KN.m）剪力（KN）轴力（kN）配筋 配筋率（）裂缝宽度（mm）备注 人防组合 基本组合 准永久组合 顶板 跨中 800 1224 1137 761 0 322 32150 0.70 0.30 柱支座 1746 1221 817 749 322 32150+25150 1.3 0.16 侧墙支座 239 222 148 639 322 3215

24、0 0.70 0.02 中板 跨中 400 45 251 160 0 750 25150 0.89 0.16 支座 321 400 250 332 750 25150 0.89 0.30 底板 跨中 800 1213 1062 714 0 1583 32150 0.70 0.28 柱支座 1407 1281 860 724 1583 32150+25150 1.3 0.18 侧墙支座 2019 2057 1104（折）1132 1583 32150+25150 0.87 0.20 侧墙 跨中 700 637 717 482 0 1118 22150 0.45 0.30 顶板支座 453 422

25、 282 449 710 25150 0.5 0.10 底板支座 1908 1916 968（折）138 1210 25150+32150 0.79 0.10 注：2、中板的弯矩、剪力、轴力设计值及标准值为施工阶段组合控制值 七、主体结构中柱、纵梁计算 7.1 概述 顶梁截面尺寸 b h=1000mm 1800（2200）mm，中梁截面尺寸b h=1000mm 800mm，底梁截面尺寸 b h=1000mm 2000（2500）mm，中柱b h=800mm 800mm，FBZ截面尺寸 b h=800mm 1000mm.7.2 计算模型 采用荷载结构模型平面杆系有限元单元法，取梁柱体系整体计算。

26、7.3 荷载计算 7.3.1 顶纵梁荷载计算（1）盾构井段：覆土厚度 3.5m，水位取地下 4.5m，顶梁上作用有所属板带传来的覆土荷载、顶板自重及超载。盾构井段板带宽 6.77m.板带土荷载：3.5*20*6.77=473.9KN/m 板带超载：20*6.77=135.4KN/m 板带自重：0.8*25*6.77=135.4KN/m（2）标准段：标准段板带宽 5.85m.板带土荷载：3.5*20*5.85=410.9KN/m 板带超载：20*5.85=117KN/m 板带自重：0.8*25*5.85=117KN/m 7.3.2 中纵梁荷载计算（1）盾构井段：中纵梁上作用有所属板带传来的设备自

27、重、中板自重（含装修层自重）。盾构井段板带宽 6.77m.板带设备载：8*6.77=54.16KN/m 板带自重：（0.4*25+0.15*20）*6.77=88.01KN/m 板带传来施工阶段荷载：25*6.77=169.25KN/m（2）标准段：盾构井段板带宽 5.85m.板带设备载：8*5.85=46.8KN/m 板带自重：（0.4*25+0.15*20）*5.85=76.05KN/m 板带传来施工阶段荷载：25*5.85=146.25KN/m 7.3.2 底纵梁荷载计算（1）盾构井段：底纵梁上作用有所属板带传来的水荷载、底板自重。盾构井段板带宽 6.77m.板带自重：0.8*25*6.77=135.4KN/m 板带水荷载：（12.83*10）*6.77=868.59KN/m（2）标准段：底纵梁上作用有所属板带传来的底板自重及水荷载。盾构井段板带宽 5.85m.板带水荷载：（12.53*10）*5.85=733KN/m 板带自重：0.8*25*5.85=117KN/m 7.3.4护壁柱的荷载：端墙考虑护壁柱参与承受侧墙荷载。取板带长度 5.2m。顶板处承受水荷载：0KN/m 顶板处承受的土荷载：28*5.2=146KN/m