城市轨道交通地铁车站主体结构计算书.docx
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城市轨道交通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
XX工程集团有限责任公司
20年月
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
XX工程集团有限责任公司
20年月
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。
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、迎土面为。
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,当计侧壁摩阻力时,抗浮安全系数不得小于。
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
荷载分类
荷载分类表表
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
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
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
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。
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。
荷载组合及分项系数表表
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
0
0
结构强度计算(基本组合)
2
0
0
抗裂、变形验算(标准组合)
3
0
0
结构强度计算(人防组合)
4
0
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
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,耐蚀系数不小于
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,耐蚀系数不小于
车站主体结构柱砼:
C50;垫层砼:
C20;钢筋:
HRB335、HPB235;钢材:
Q235
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
地质参数
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
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。
图计算模型简图
八.主体结构计算
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。
断面结构计算
顶板覆土,建议抗浮设计水位高程。
荷载标准值计算如下:
竖向土压力:
;地面活载:
20kpa;底板水压力:
145kpa;
中板装修荷载*24=,设备荷载:
8kpa,人群荷载:
4kpa;
侧向水土压力:
56~216kpa线性分布。
基本组合计算结果
弯矩图
剪力图
轴力图
标准组合计算结果
弯矩图
剪力图
轴力图
主要构件配筋计算
9.人防组合验算
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。
断面计算内力图
弯矩图
剪力图
轴力图
配筋验算(仅验算强度)
根据规范:
混凝土强度分项系数取,钢筋分项系数取。
十.人防门框计算
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:
,人防门面积:
mm2,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。
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=*=933KN
2)门框边缘总长
=4100+4100+4550+4550=17300mm=
3)门框边缘等效线荷载
=933/=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:
下门框集中荷载作用力臂:
左侧门框集中荷载作用力臂:
右侧门框集中荷载作用力臂:
6)弯矩值
上门框弯矩:
60*=下门框弯矩:
60*=
左门框弯矩:
60*=
右门框弯矩:
60*=
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
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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