地铁车站毕业设计 - 图文

合计 15.02 kN/m2 底纵梁b×h=1200mm×2100mm 结构层 抹灰层:10厚水泥砂浆 合计

4.梁自重 结构层 抹灰层 10厚水泥砂浆抹灰层 合计 顶层柱自重 底层柱自重

5.柱自重 b×h=800mm×800mm

25kN/m3×0.8m×0.8m=16 kN/m2 0.010m×0.8m×4×17 kN/m3=0.54 kN/m2 16.54 kN/m2 16.54 kN/m2×4.9m=81.05 kN 16.54 kN/m2×4.1m=67.81 kN 25kN/m3×1.2m×(2.1m-0.8m)=39 kN/m2 0.01m×(2.1m-0.8m) ×2×17kN/m =0.44 kN/m2 39.44 kN/m2 顶层外墙(b×h=600mm×6100mm) 结构层 抹灰层:水泥粉刷内墙面 合计 6.墙自重

25kN/m3×0.6m×6.1m=91.5 kN/m2 0.36kN/m2×6.1m=2.20 kN/m2 93.70 kN/m2 底层外墙(b×h=600mm×5100mm) ·

结构层 抹灰层:水泥粉刷内墙面 合计

4.5.2 结构荷载计算

25kN/m3×0.6m×5.1m=76.5 kN/m2 0.36kN/m2×5.1m=1.84 kN/m2 79.34 kN/m2 在纵向取长度为1m计算。采用基本荷载组合计算,其中分项系数永久荷载取1.35,可变荷载取1.4。车站主体结构的安全等级为一级,在进行承载力计算时,构件的重要性系数取1.1。

1.顶板荷载 (1)覆土压力:

q土??rhiii=18.8?0.5?(18.8?10)?0.5?(19.9?10)?1.9?53.4kN/m

q1?20kN/m(2)水压力:qw??h?hw?10?(3.1?0.5)?26kN/m (3)地面荷载:(4)顶板自重:

q自重?19.67kN/m正常使用状态下标准组合:

q顶=q土+q水+q自重+q1 =53.4+26+19.67+20=119.07kN/m

极限状态效应下基本组合: 2. 站厅层楼板荷载 (1)人群荷载:(2)设备荷载:(3)中板自重:

q2?4kN/mq3?8kN/mq顶?1.1?1.35?119.07?176.82kN/m

q自重?10.77kN/m正常使用状态下标准组合:极限状态效应下基本组合:3.站台板压力 人群荷载:

q2?4kN/mq中=4+8+10.77=22.77kN/mq中=1.1?(1.35?8+1.4?4+1.4?10.77)=143.28kN/m

q站=4kN/m正常使用状态下标准组合:极限状态效应下基本组合:4.侧墙所受土侧压力

·

q站=1.1?1.4?4=6.16kN/m

顶板处受土侧压力为:e顶(土)?K0???i?hi?0.51?53.4?27.23kN/m

i中板处受土侧压力为:

e中(土)=K0???i?hii

?0.51?[q土?3.3?(19.9?10)?2?(20.1?10)?1?(19.9?10)]?58.09kN/m 底板处受土侧压力为:

e底(土)=K0???i?hii

?0.50?[q土?3.3?(19.9?10)?2?(20.1?10)?1?(19.9?10)?(18.7?10)?2.2

?(20.1?10)?4.4?(19.6?10)?2?(19.8?10)?0.7]?102.91kN/m5. 侧墙所受静水压力

顶板处受静水侧压力为: e顶(水)???w?h?0.7?10?0.5?3.5kPa

(9-0.5)?85kPa 中板处受静水侧压力为:e中(水)???w?h?1?10?(18.5-0.5)?180kPa 底板处受静水侧压力为: e底(水)???w?h?1?10??—折减系数,其值依土壤的透水性来确定:砂土取1,黏土取0.7。 6. 底板浮力

底板处水压强: P???h?10?(9.2?0.5)?97kPa

图4-2 车站主体结构荷载图

4.5.3 车站结构计算模型

·

根据地铁设计规范计算各种荷载和进行荷载组合,并按照竣工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度的地铁车站,地震荷载不起控制作用;对于按6级人防设防的地铁车站,人防荷载不起控制作用,故针对天津地区的特性,可以不计算地震和人防荷载,控制配筋设计的是施工阶段的强度和运营阶段的裂缝。为简单起见,可仅取荷载标准组合和荷载基本组合进行计算。

本车站结构设计计算方法主要以“弯矩分配法”和“荷载—结构法”计算为主。因车站主体是一个狭长的建筑物,纵向很长,横向相对尺寸较小。车站纵向取每米范围内的结构作为计算单元,作为平面应变问题来近似处理,考虑地层和结构的共同作用,采用荷载—结构模型进行分析。计算模型为支护在弹性地基上对称的平面框架结构,框架结构底板下用弹簧模拟土体抗力,车站结构考虑水平及竖向荷载。立柱按有效面积相等的原则换算为沿线路方向设置的矩形截面墙予以考虑。根据荷载情况、施工方法、模拟开挖、回筑和使用阶段不同的受力情况,按最不利内力组合进行计算。围护结构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压力而不传递剪力及弯距。计算模型可模拟为:分别用水平弹簧和竖向弹簧模拟坑底地层土对墙体水平位移、墙趾及底板垂直位移的约束作用。围护结构和内衬墙之间由两端铰接链杆连接。计算程序采用SAP2000进行计算,建立平面框架单元模拟主体结构梁、板、柱构件及围护墙,最终把同一种荷载组合下的两种工况计算出来的的内力结果进行包络取值,然后根据各控制内力按照混凝土结构设计规范对主体结构进行配筋计算。 4.5.4弯矩分配法手算结构弯矩

竖向最不利荷载组合作用下的框架内力分析

弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。在分层法中,用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时,任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。

所以本框架设计采用弯矩分配法计算框架内力,传递系数为1/2。各节点分配两次即可。

梁的固端弯矩依据以下公式

根据梁端弯矩和所受的均布荷载可以按下列公式得到梁跨中弯矩

11M中?ql2?(M左?M右)

82·

Mab??121ql; Mba?ql2 1212

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