地铁车站建筑结构设计计算书

1、地铁车站建筑结构设计 摘 要 地铁是地下铁道的简称。它是一种独立的轨道交通系统，不受地面道路情况的影响，能够按照设计的能力正常运行，从而快速、安全、舒适地运送乘客。地铁效率高，无污染，能够实现大运量的要求，具有良好的社会效益。而地铁车站是地下铁道的重要组成部分，它要解决客流的集散、换乘，同时也要解决整条线路行驶中的就技术设备、信息控制、运行管理，以保证交通的顺畅、快捷、准时、安全。车站设计本着“以人为本”的观念，坚持适用性、安全性、识别性、舒适性、经济性的原则。 本设计主要是针对青岛地铁进行设计。所设计为汇泉广场车站，其设计内容为： 结构设计，防水设计和施工设计三部分。 车站结构设计主要内容有

2、：荷载确定、采用弹性支承链杆模型，通过有限元处理软件(sap84)进行应力分析、中间支撑系统的设定、二次衬砌计算与配筋计算。 防水设计时根据规范和运营要求，系统的讲述了结构防水材料的选择和施工方法。关键词 地铁车站，二次衬砌，有限元，结构设计A CONSTRURT STRUCTUREDE DESIGN OF QINGDAO HUIQUAN SQUARE STATION ABSTRACTThe subway is the brief name of the underground railway. It is a kind of independence track transportation

3、 system, being free from the influence of road circumstance of ground, can according to design of normal movement of ability, thus fast, safety, deliver the passenger comfortably.The subway efficiency is high, free from pollution, can carry out the request of the big carrying capacity, have good soc

4、ial performance.The subway station is one of the most important parts of the subway. It not only solves passengers collecting and distributing，transferring , but also deals with whole process of circuit controlling , technical equipment , message, so as to ensure smoothness , swiftness, punctuality

5、and security of the traffic. The principle of this design is to follow human spirit, and to observe suitability, security, clearness, comfortableness, economy. This design is mainly about the huiquan square station of Qingdao subway.The main parts of this design are: structure design, waterproof des

6、ign and construction design.Key parts of structural design of the station are as follows: confirming load, adopting the elastically supported linking model, carrying on structural analysis, Prop up the enactment of the system in the center，reinforcement distribution calculation and inner linings cal

7、culation, which are all carried out by the software through finite element method (for example s).According to the norm and operation, the waterproof design systematically discusses the selection of waterproof material of the structure and construction method.KEY WORDS:Subway station，Inner linings，

8、FEM (finite element method)，Structural design 目 录前 言1第1章 概 述21.1 工程概况21.2 工程地质与水文地质条件31.2.1 地层岩性31.2.2 岩土物理力学指标41.2.3 场地土类型、场地复杂程度及场地类别41.2.4 地震基本烈度51.2.5壤冻结深度51.2.6水文地质特征51.2.7气候特征51.2.8不良地质作用51.2.9 特殊岩土工程地质51.3 工程环境控制6第2章 车站建筑设计72.1 车站结构方案比选72.2 设计原则及标准72.2.1 设计原则72.2.2 设计标准82.3 出入口及风道设计92.3.1 出入口

9、通道结构设计92.3.2风道结构设计102.4 防水设计102.4.1变形缝、施工缝、穿墙管的防水处理11第3章 车站结构设计123.1 结构框架拟定123.1.1 结构尺寸拟订的原则123.1.2 主要结构的尺寸的拟定123.2 荷载组成及荷载图示123.2.1 地面车辆荷载极其冲击力133.2.2 与计算简图相对应的荷载计算与荷载组合133.2.3 不平衡水土压力143.2.4 结构自重153.2.5 列车荷载及其冲击力153.2.6 车站上方和破坏棱体内的设施和建筑物压力163.2.7 人群荷载和道床重163.3 计算模型的确定163.4 结构计算163.5 配筋计算193.5.1顶板计

10、算263.5.2 中板计算31 3.5.3 底板计算373.5.4车站侧墙的配筋计算433.6. 梁的计算463.6.1顶纵梁计算473.6.2中纵梁计算543.6.3底纵梁计算623.6.4中柱的配筋计算69第4章 地铁车站施工组织方法714.1、地铁车站施工的一般方法：714.2施工方法的选择714.3、明挖车站施工的主要步骤：72参考文献94结束语95致 谢96外文资料翻译97 前 言一.选题背景及意义（1）背景 我国地铁建设事业起步较晚, 其发展经历了一个相当曲折的过程。20世纪50年代 起步阶段。我国开始筹备北京地铁网络建设,于1969年10月建成北京地铁 1号线,全长 23.6km

11、。随后建设了天津地铁 (7.1 km, 现已拆除重建 )、 哈尔滨人防隧道等工程。该阶段地铁建设以人防功能为指导思想。 20世纪 80年代:发展阶段。我国仅有北京、 上海、 广州等几个大城市规划建设地铁。该阶段地铁建设开始真正以城市交通为目的。20世纪90年代:政府调控阶段。进入90年代,一批省会城市开始筹划建设地铁。由于项目多且造价高, 1995年12月国务院发布国办60号文, 暂停了地铁项目的审批。同时,国家计委开始研究制定地铁交通设备国产化政策。该阶段为政府通过研究制定相关政策来指导地铁的规划和建设。1999年以后:建设高潮阶段。在这段时期, 国家的政策逐步鼓励大中城市发展地铁交通, 全

12、国已建有地铁的城市达10个,新申请立项准备建设的城市有 23个。 实习期间有感：我于3月25日开始校外实习，到青岛地铁三号线中铁十六，中铁十七，中铁二十五等项目部进行实地学习。而实习中，我了解到地铁车站的浅挖暗埋法，爆破法，明挖法等地铁施工的方法。我对此非常感兴趣，因为我把中铁十七局的汇泉广场车站项目部当成了我毕业设计的雏形。因而也可以把我的实习所得能表现出来。 理论意义：该建筑独具匠心的外形彰显了地铁这个作为新世纪发展的鲜明个性和独特魅力，同时也标志着新的技术能在不断的提升发展。我们得倡导新事物，新方法的发展。 现实意义：此毕业设计对我个人意义来说是对青岛生产实习的一个总结，是非常珍贵的财富

13、。因为我觉得一个由自己设计总结出来的的项目是非常难能可贵的。也是代表我在一个生产实习是否有成长有收获的一个重要标志！这一整套的毕业设计对我对地铁的了解逐步得到了了解，也为我以后的地铁建设工作提供了重要的认识来源，因此我觉得是对我以后的工作也是受益匪浅的。 第1章 概 述1.1 工程概况 图11汇泉广场车站地理位置 本站位于文登路与延安路交汇路口东侧，文登路正下方。车站周边较空旷，适合 明挖法施工。车站总长203.5m，标准段总宽18.5。车站有效站台中心里程为K2+866.059，车站起点里程K2+792.809，车站终点里程K2+996.809。有效站台长128米，宽10米。结构净高根据隧道

14、建筑限界、梁下有效高度、车站功能及设备安装要求等确定，站厅层结构净高为4.65m，站台层结构净高为5.86m。车站采用岛式站台，为地下二层二跨矩形断面,车站底板基本位于强风化岩层，局部位于粘性土层。本站设3个出入口，2座风道，1座消防通道。1.2 工程地质与水文地质条件1.2.1 地层岩性青岛地区所处大地构造位置为华北地台，“青岛海阳”断块凸起的级构造单元的南部。自太古代元古代以来一直处在一个长期、缓慢、稳定的上升隆起状态，缺失华北型地层沉积。自中生代燕山晚期以来，区域性构造活动强烈，发生大规模、区域性酸性岩浆侵入，形成稳固的花岗岩岩基，以深成相似斑状中粗粒黑云母花岗岩为主要组成岩石。随后受华

15、夏式构造体系影响，形成NE向为主的压扭性断裂构造。其后，酸性中基性岩浆沿岩基内薄弱面入侵，形成煌斑岩、细晶岩和辉绿岩等浅成相岩脉，与花岗岩岩基组成复合岩体，形成充填型构造。它们之间虽然岩性不同，但属于同源异相的岩浆岩类硬质岩石，是坚硬稳固的地质体，一般无后期沉积夹层、溶洞等不良地质作用。 在漫长的地壳抬升、风化、剥蚀、夷平作用的反复改造下，使燕山晚期稳固的花岗岩体，以岩基形式分布于地表或地下一定深度内，并在长期风化作用下形成了一定厚度的风化带，其上沉积了厚度不一的第四纪松散堆积物。表1-1 地层岩性特征及土层分布规律表分层序号及土 层 名 称厚度平均值（m）岩 土 特 性 及 分 布 规 律

16、描 述1素 填 土1.5灰黄黄褐色，软塑，以粘性土为主，结构稍松，可塑及软塑状态，土质较匀。普遍分布。2粉质粘土5棕黄色，软塑状态，土质不均，具氧化铁3强风化岩12具有压实性能好、压缩性低、裂缝自愈能力强表1-2 围岩分类、土石可挖性分级及承载力基本值f0土层序号及名称承载力基本值f0(kPa)围岩分类土、石可挖性分 级1素 填 土702粉质粘土1003强风化岩2401.2.2 岩土物理力学指标各土层的物理力学指标见表1-3.表1-3 物理力学性质统计表土层序号及名称天然含水量(%)天然孔隙比e0液限L(%)塑限P(%)液性指数IL塑性指数IP天然重度(kN/m3)饱和重度sat(kN/m3)

17、粘聚力C(kPa)内摩擦角(。)1素填土28.60.76231.519.60.7511.819.419.416.519.62粉质粘土27.90.74730.218.40.8111.819.719.713.58.13强风化岩00.24024.019.00.605.020.520.710.829.91.2.3 场地土类型、场地复杂程度及场地类别该区段场地土类型为中软场地土；场地类别为类；属于中等复杂场地。1.2.4 地震基本烈度 根据中华人民共和国地震局颁布的中国地震烈度区划图(1990)及中国地震动参数区划图（GB18306-2001）和建筑抗震设计规范（2008年版）（GB 50011-200

18、1），本区间的地震动峰值加速度为0.05g（抗震设防烈度6度），地震动反应谱特征周期为0.40s。1.2.5壤冻结深度 青岛地区最大冻土深度0.50米。1.2.6水文地质特征 青岛地区河流属沿海近缘水系，注入胶州湾中。所有河流流量明显受降水制，季节性变化明显。主要河流有白沙河、张村河、李村河及大村河。李村河发源于崂山，自东向西流入胶州湾。全长14.5km，流域面积127.8km2，河流比降0.713%。张村河发源于崂山，在曲格庄汇入李村河，全长约21km，勘察期间线路通过区仅主河道有少量流水，水深约12m，河床杂草丛生。1.2.7气候特征青岛属华北暖温带沿海季风区，大陆性气候。受海洋影响，空气

19、湿润、气候温和，雨量较多，四季分明，具有春迟、夏凉、秋爽、冬长的气候特征。1.2.8不良地质作用本站场区未见岩溶、滑坡、泥石流等不良地质作用，场区见有人工填土和软土特殊性岩土。1.2.9 特殊岩土工程地质本车站特殊性岩土主要为人工填土层及第海相层的层状粘性土，工程地质性质差。其中人工填土由于成分复杂，物理力学性质较差。而第海相层中的粘性土表现为抗剪强度低；压缩性高等特性，软土层对隧道工程施工及洞室的稳定与安全影响较大。1.3 工程环境控制环境控制的目标是为乘客往返于地面至列车创造一个过渡性的舒适环境。地下线通风及空调系统分车站和区间两部分，车站的环控系统包括大系统（用于车站站厅层、站台层、各出

20、入口空调通风系统）和小系统（设备管理房间通风空调系统）。 大系统采用站送、站排的横向式通风系统，远期预留空调系统；气流组织新建车站站台层采用上送下排均匀送、排风形式，站厅层采用上送上排的均匀送、排风形式。既有站车站高度允许的条件下采用车站顶部空间设置送风道均匀送风，站台板下空间作为回/排风道，均匀排风，构成站送、站排的通风形式。无条件设置顶部送风道的车站，在车站有效站台的端部进行集中送风，站台板下空间作为回/排风道，均匀排风，构成站送、站排的通风形式，远期空调时采用风机盘管加新风的形式。 控制方式采用就地控制、车站综控室距离控制及控制中心远程集中控制三种方式。 第2章 车站建筑设计2.1 车站

21、结构方案比选汇泉广场车站位于文登路上,车站位置是一个T字型交叉路口,本站位于文登路与延安路交汇路口东侧，文登路正下方。明挖法【open cut method】指的是先将隧道部位的岩(土)体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再进行回填的施工方法根据本线客流和建筑设计型式，地下车站标准段主体结构型式均采用单柱双跨双层矩形框架结构，设备段采用双柱两跨跨双层矩形框架结构。明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，车站周边较空旷，适合明挖法施工。结构净宽度根据有效站台宽度、隧道建筑限界、车站功能及施工工艺要求等确定，本站为地下双层岛式站台车站，站台宽10m，标准断面结构净宽18.5m；结构净高根据隧道建筑

22、限界、梁下有效高度、车站功能及设备安装要求等确定，站厅层结构净高为4.65m，站台层结构净高为5.86m，根据建筑功能和建筑效果要求，以及以往地铁车站的设计经验，车站标准断面采用单柱双层双跨矩形钢筋混凝土框架结构。 2.2 设计原则及标准2.2.1 设计原则1结构设计应满足城市规划、运营、施工、防水、防迷流、抗震及人防等要求。保证结构在施工及运营期间有足够的强度、刚度和耐久性。2结构的净空尺寸除满足建筑限界和建筑设计要求外，尚应考虑施工误差、测量误差、结构变形、沉降等因素予以确定，其值可根据地质条件、埋设深度、荷载、结构类型、施工方法等条件并参照类似工程的实测值加以确定。3结构设计应根据工程地

23、质、水文地质、地面建筑和地下埋设物状况，结合结构防水的要求，通过技术、经济、环境影响和使用效果等综合比较，选择合适的结构类型和施工方法。4根据车站结构的类型和施工方法，应分别按照有关的设计规范对其在施工阶段和正常使用阶段进行强度计算，必要时还应进行刚度和稳定性计算。同时尚应按照混凝土结构规范进行抗裂和裂缝宽度验算。5结构设计时应与车站邻近的建筑物统一协调，同步规划与设计，并应考虑施工期间对车站结构的影响。6深基坑工程设计应根据环境条件和基坑深度等确定合理的基坑保护等级，基坑支护结构及其构件应满足强度和稳定、变形的要求。当采用降水措施时，应严格控制地表沉降量，以确保邻近建筑物和重要管线的正常使用

24、，并根据安全等级提出监测要求。截水帷幕应控制不致因渗漏而引起水土流失。7结构计算模式的确定，应符合结构在施工和使用阶段的实际工作条件，并反映结构与周围地层的相互作用。8结构设计应采取防止杂散电流对结构腐蚀的措施。钢结构及钢连接件应进行防锈处理。9结构应根据施工环境类别，按设计使用年限为100年的要求进行耐久性设计。10地下车站在结构、地基、基础或荷载发生显著变化的部位，或因抗震要求必须设置变形缝时，应采取可靠的工程技术措施，确保变形缝两侧的结构不产生影响正常行车的差异沉降和轨道的曲率变化。11地下工程的防、排水应遵循“以防为主，刚柔结合，多道防线、因地制宜，综合治理”的原则。根据现行的地铁设计

25、规范和地下工程防水技术规范的有关规定，确定合理的防水等级和防、排水措施。2.2.2 设计标准1地下结构工程的安全等级为一级。2车站的基坑安全等级为一级、出入口、风道基坑安全等级为二级。3结构设计应按最不利情况进行抗浮稳定验算。在不考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.05。当适当考虑侧壁磨阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.15。当结构抗浮不能满足要求时，应采取相应的工程措施。4一般环境中的地下车站普通钢筋混凝土结构，按荷载的标准组合并考虑长期作用影响时，最大裂缝宽度允许值为：水中环境、土中缺氧环境、洞内干燥环境或洞内潮湿环境0.3mm；迎土面地表附近干湿交替环境0.2mm。5当地下结构位

26、于有侵蚀性地段时，应采取抗侵蚀措施，混凝土抗侵蚀系数不得低于0.8。6地下结构应满足防（火）灾要求，结构的耐火等级为一级。7车站结构抗震设防烈度为6度，车站设防分类为乙类，即按6度采取抗震构造措施，抗震等级定为二级，以提高结构和接头处的整体抗震能力。8地下车站必须具有战时防护功能，在规定的设防部位进行结构设计时应按六级人防的抗力标准进行验算，并设置相应的防护措施。9地下车站及地下人行通道，防水等级为一级，不允许渗水，结构表面无湿渍；风道、风井结构防水等级为二级，顶部不允许滴漏，其他部位不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000；任意100m2防水面积上的湿渍不超

27、过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m2。2.3 出入口及风道设计2.3.1 出入口通道结构设计车站共设4个出入口（其中有一个为消防出入口），根据建筑功能要求，3、4号出入口平段通道宽度为5m，2号出入口平段通道宽度为6.4m，2、3、4号出入口平段通道结构净高分别为3.55、3.25、3.30m，各出入口通道内设有人防段。出入口通道结构均采用矩形框架结构，结构厚度由工程类比和计算确定。 客流预测预测单向高峰小时客流量：初期26800人次/小时，近期42800人次/小时，远期48800人次/小时。自动梯和楼梯台数及宽度的计算方法如下：自动梯台数的计算：其中，预测下客量（上行+下行）（人/小时

28、）；超高峰系数，取1.11.4；每小时输送能力9600/h/m(自动梯性能为梯宽1m,梯速为0.65m/s，利用率，选用0.8。楼梯宽度计算：预测上客量（上行+下行）（人/小时，）；超高峰系数，取1.11.4；楼梯双向混行通过能力3200人/h/m；利用率，选用0.7。2.3.2风道结构设计车站设两个风道，风道一侧通过风井出地面，另一侧与车站主体相接。风道结构采用矩形框架结构。标准断面净宽25.85m，净高4.65，结构厚度由工程类比和计算确定,本设计从略。2.4 防水设计结构自防水结构自身防水是地铁车站结构防水成败的关键。最主要的是混凝土密致不裂或把裂缝宽度控制在一定范围内，达到不渗不漏。为

29、此本设计采用外加剂防水混凝土，防水混凝土的抗渗指标不小于0.8Mpa；另外，严格控制钢筋混凝土构件的裂缝宽度，采用适当的增加保护层厚度、纵向主筋应细而密，在混凝土施工期间设混凝土后浇带，减少混凝土因伸缩、水化热等物理化学引起的裂缝。为此本车站应采取以下工程技术措施：1）降低水泥用量，避免采用高水化热水泥，混凝土优先采用双掺技术（掺高效减水剂加优质粉煤灰或磨细矿渣）。车站顶、底板、侧墙采用高性能补偿收缩防水混凝土。C30高性能混凝土配合比的单位水泥用量一般不大于320kg/m3，但胶体用量不小于250 kg/m3 。2）严格控制水胶比，水胶比控制在0.45以内。3）砂应采用中砂，含泥量不应大于3

30、%；石子最大粒径不宜大于40mm，含泥量不应大于1%，吸水率不应大于1.5%。4）用于防水的商品混凝土入模坍落度宜控制在12020mm，入模前坍落度损失每小时应小于30mm，坍落度总损失值每小时不应大于60mm。5）应采取有效措施降低混凝土入模温度，严格控制入模温度28；6）严格按照规范施工，做好混凝土的浇注、捣固和养护措施，养护时间不得小于14d，要有防晒、遮水措施。7）模板平整，以钢模板为宜，拼缝严密不漏浆。附加层防水防水板材料符合一级防水技术要求，耐火性好，操作方便，无污染，并要求具有一定的耐久性，选择合适的缓冲层材料。 2.4.1变形缝、施工缝、穿墙管的防水处理变形缝变形缝应满足密封防

31、水，适应变形、施工方便、检查容易等要求。变形缝的宽度设计一般考虑2030mm，采用的材料必须可靠耐久，满足变形缝伸缩要求。变形缝采取多道防线，选用橡胶止水带、双组份聚硫橡胶、聚氨脂涂料、聚合物砂浆，并设置辅助排水设施接水槽，将渗漏水引入结构排水沟。施工缝施工缝分纵向施工缝和环向施工缝，环向缝设置间距一般为812m，纵向施工缝24道，设在受力较小的部位。应有可靠的防水措施，在搭接面凿毛清洗干净待干燥后，在断面中间设置缓膨胀型遇水膨胀橡胶条和遇水膨胀止水条。穿墙管穿墙管的主管在浇注混凝土前埋设在混凝土内，其构造有两类：止水环和遇水膨胀橡胶条、遇水膨胀止水条。 第3章 车站结构设计3.1 结构框架拟

32、定3.1.1 结构尺寸拟订的原则（1）结构尺寸应满足车站使用功能的要求；（2）结构尺寸应满足结构各种状态下承载、变形要求；（3）结构尺寸应满足施工工艺的要求。3.1.2 主要结构的尺寸的拟定青岛汇泉广场车站为双层两跨结构，本设计设计的是主要的截面即标准断面的截面，其结构尺寸如下图所示：3.2 荷载组成及荷载图示本设计采用的是明挖法法施工，在施工工程中其荷载的情况有不同的变化，在设计时其主体结构按照使用时候的荷载情况计算，其荷载的图示如下图所示，其施工中的荷载变化将在后面的施工设计中作出说明3.2.1 地面车辆荷载极其冲击力 在道路下方的明挖车站结构，地面车辆荷载可按20kp的均布荷载取值，不考

33、虑冲击力的影响。3.2.2 与计算简图相对应的荷载计算与荷载组合1)荷载计算(土压力、水压力、水浮力、地面超载、活荷载、施工荷载、结构自重、楼板做法及吊钩荷载、重型设备在楼面上的布置、人防荷载、地震作用、其他结构产生的附加荷载、荷载系数及动力系数等)(2)顶板上覆土重：h(-土容重；h-地面至计算点竖直距离)(3)侧土压力：Kh(K-土侧压力系数)(4)水压力、水浮力：10h(h-设防水位至计算点竖直距离)表31荷载组合系数表序号 荷载组合工况永久荷载可变荷载人防荷载1基本组合构件强度计算1.351.42标准组合构件裂缝宽度验算1.01.03构件变形计算1.01.04人防荷载作用下构件强度验算

34、1.21.0 荷载组合计算过程结构设计所考虑的荷载按如下方法计算：(1)永久荷载a结构自重按实际重量计算，混凝土容重为25kN/m3；b覆土压力按实际覆土深度、物理力学参数及地下水位情况计算；c浮力按设防水位进行计算；d设备区楼面荷载按8kPa计算，超过8kPa按设备实际重量及其运输路线计算。(2)可变荷载a路面车辆荷载按汽-超20计算，在顶板以上覆土较薄处按实际荷载及其分布计算，并考虑荷载冲击作用；覆土较厚时按20kPa均布荷载计算，并不计动力作用的影响；b人群荷载按4kPa计算；c楼板施工荷载按10kPa计算，超过10kPa按实际荷载计算。(3) 偶然荷载a地震荷载按设防烈度6度计；b人防

35、抗力等级为六级。3.2.3 不平衡水土压力有地下水时侧压力的计算有两种方法第一种方法，对于砂性土可采用水压力与土压力分开计算，然后叠加 （3-1）式中 计算点处的侧压力；计算点处的土的侧压力系数；计算点处地下水位的高度；水的侧压力系数，一般取为1；水的容重，一般；各层的围岩容重，地下水位以上的土体，采用天然容重及对应的侧压力系数，地下水位以下的土采用有效容重及对应的侧压力系数计算土压力其中土的有效容重为第二种方法，对于粘性土，土中的水大多为结合水，此时将水压力视为土压力的一部分与土压力一起计算 （3-2）式中各符号的含义同前。表32土层参数表土 层编 号土层厚度土层性质天然容重（kN/m3）粘

36、聚力(kPa)内摩擦角( )饱和容重（kN/m3）侧压系数（静止土压力）11.5素 填 土19.416.519.619.40.360825粉质粘土19.713.58.119.70.5819312强风化岩22.010.829.920.70.6512明挖法多以钻孔灌注桩或地下连续墙作为基坑的支护，成桩（墙）过程中对地层极少扰动，又以顶、楼板代替横撑，基坑开挖引起的墙体变形较小，与一般放坡开挖或用顺作法的地下结构相比，当地层较稳定时，施工期间的作用在坑底以上场面的土压力更接近于静止土压力。一般在没有确定的数据时，静止土压力系数用如下的公式进行计算：砂性土 （是有效内摩擦角, ）（3-3）黏性土 （3

37、-4）超固结黏土 （3-5）3.2.4 结构自重本设计使用sap84软件进行分析，分析的时候定义材料的几何特性和材料特性，软件自动考虑结构自重。3.2.5 列车荷载及其冲击力 采用工程类比的方法，本设计考虑列车荷载为20kPa。3.2.6 车站上方和破坏棱体内的设施和建筑物压力在计算这部分荷载时，应考虑建筑物簌簌的现状和以后的变化，凡规划明确的，应以其设计的基地应力和基地距隧道结构的距离计算；凡不明确的，应在设计要求中作出规定，本设计取20kPa。3.2.7 人群荷载和道床重 根据地铁设计规范，车站站台、楼板和楼梯等部位的人群均步荷载的标准值应采用4.0kp.3.3 计算模型的确定地下结构是建

38、筑在地层中的封闭式结构，就其结构本身是超静定问题，考虑结构与围岩的相互作用，由结构的变位才能确定被动荷载的范围和大小。而结构的变位又在主动荷载和被动荷载共同作用下发生的，所以，求解过程式一个非线性问题。采用计算抗力的模型，将抗力作用范围围岩对衬砌的连续约束，离散为有限个作用在衬砌节点上的弹性支承，而弹性支承的弹性特性即为所代表地层范围内围岩的弹性特性，根据结构变形计算被动抗力作用范围和大小。地铁车站一般为长通道结构，横向尺寸远小于纵向尺寸，故可以简化为平面问题求解。本设计采用弹性支承链杆模型来反映地层与结构的相互作用及土体的非线性特性，因该车站采用明挖法施工，回填土与车站主体结构之间的侧向约束

39、较小，故计算时不考虑它们之间的弹性支承作用。用竖向弹性链杆模拟地层对底板垂直位移的约束作用。弹性链杆只能受压，所有受拉应力作用的弹性链杆在计算中应予以拆除,直至弹簧单元全部受压。输入边界条件、单元几何特性、材料特性,然后利用有限元计算软件(sap84)进行结构计算。 3.4 结构计算3.4.1荷载组合分配及计算基本荷载组合(单位：KN/m)+本计算取四个工况下内力组合的最大值。组合a(近期使用阶段)顶板：顶板结构自重、土压力、地面超载中板：中板结构自重、施工荷载10kPa底板：底板结构自重侧墙：侧墙结构自重、土压力组合b(远期使用阶段)顶板：顶板结构自重、土压力、水压力、地面超载中板：中板结构

40、自重、装修荷载3kPa、人群荷载4kPa底板：底板结构自重、水压力侧墙：侧墙结构自重、土压力、水压力组合c(远期使用阶段，不包括活荷载)顶板：顶板结构自重、土压力、水压力中板：中板结构自重、装修荷载3kPa底板：底板结构自重、水压力侧墙：侧墙结构自重、土压力、水压力组合d：人防工况人防6级荷载加恒载a恒载+活载(近期使用阶段)顶板荷载q顶1.519.41.351.519.71.35201.4107.12KN侧墙荷载q0(1.519.41.351.519.71.35201.4)0.3638.56KNq1上(1.519.41.519.719.73.5)1.35201.40.3672.10KNq1下

41、(1.519.41.519.719.73.5)1.35201.40.58116.15KNq2上(1.519.41.519.719.73.5+22.09.5)1.35201.40.58279.72KNb恒载+活载+水(远期使用阶段1)c恒载+水(远期使用阶段2)顶板荷载q顶1.519.41.351.519.71.35201.4107.12KN侧墙荷载q0(1.519.41.351.519.71.35201.40.3638.56KNq1上(19.61.0+14.40.5+14.65)1.35201.40.3658.49KNq1下(19.61.0+14.40.5+14.65)1.35201.40.5

42、894.42KNq2上(19.61.0+14.40.5+14.65+159.5)1.35201.40.58168.52KN d恒载+人防荷载核武器爆炸作用下的结构荷载计算：首先根据人民防空工程设计规范(GB50225-2005)中的相关规定计算可得：顶盖均布等效静荷载标准值：q95KN外墙均布等效静荷载标准值：q240KN底板均布等效静荷载标准值：q355KN再进行荷载组合计算：顶板荷载q顶3201.2951.0167KN侧墙荷载q侧顶3201.20.36401.065.92KNq侧中上(1.5+5)201.20.36401.096.16KNq侧中下(1.5+5)201.20.58401.01

43、30.48KNq侧底15.86201.20.58401.0260.77KN底板荷载q底(15.86-2.0)101.2+551.0221.32KN上面所有的荷载为水土不平衡水土压力和其增量和地面车辆荷载、施工荷载产生的侧向压力3.5 配筋计算经sap84软件进行有限元分析所得到的结构的内力图如下所示内力与变形的计算结果 （1）近期使用阶段基本组合内力图a弯矩图(单位：KNm)b剪力图(单位：KN)c轴力图(单位：KN)近期使用阶段标准组合内力图a 弯矩图(单位：KNm)b剪力图(单位：KN)c轴力图(单位：KN)远期使用阶段1基本组合内力图a 弯矩图(单位：KNm)b剪力图(单位：KN)c轴力

44、图(单位：KN)近期使用标准组合内力图a弯矩图(单位：KNm)b剪力图(单位：KN)c轴力图(单位：KN)远期使用阶段2基本组合内力图（不包括活荷载）a 弯矩图(单位：KNm)b剪力图(单位：KN)c轴力图(单位：KN) 3.5.1顶板计算1.顶板边支座配筋已知：M基=981*1.1=11080.09KN.m，V基=1109*1.1=1219.9KN，M标=659KN.m，V标=727.4KN ，Nk=334.3KN，B=1000mm，H=900mm， h0=H-50-0.5d，混凝土等级,采用级钢筋(，)。 1.矩形截面正截面受弯承载力验算支座弯矩削峰：M1=M-1/3(Vb)=1080.0

45、9-1/3(1219.90.75)=775KN.mh0=900-14-50=836mm 满足要求 配筋满足要求所以选用628 3695 2.矩形截面偏压裂缝宽度验算M1=M-1/3(Vb)=659-1/3(7270.75)=477.15KN.mh0=900-14-50=836mm 配筋满足要求裂缝宽度验算（2）顶板中支座配筋已知：M基=2265*1.1=2491.5KN.m，V基=1398*1.1=1537.8KN，M标=1085KN.m，V标=817.8KN ，Nk=334.3KN，B=1000mm，H=900mm， h0=H-50-0.5d，混凝土等级,采用级钢筋(，)。1.矩形截面正截面

46、受弯承载力验算支座弯矩削峰：M1=M-1/3(Vb)=2491.5-1/3(11537.80.75)=1978.9KN.mh0=900-14-50=836mm配筋满足条件所以选用1232 96462. 矩形截面偏压裂缝宽度验算支座弯矩削峰：M1=M-1/3(Vb)=1085-1/3(8170.75)=995KN.mh0=900-14-50=836mm满足要求 裂缝宽度验算顶板跨中配筋已知：M基=1070KN.m，M标=683KN.m，Nk=334.3KN，B=1000mm，H=900mm， h0=H-50-0.5d，C30混凝土1.矩形截面正截面受弯承载力验算h0=900-14-50=846m

47、m配筋满足要求所以选用628 3695矩形截面偏压裂缝宽度验算裂缝宽度满足要求3.5.2 中板计算1.中板边支座配筋已知：M基=170*1.1=187KN.m，V基=84.46*1.1=92.9KN，M标=165KN.m，V标=82.67KN ，Nk=983KN，B=1000mm，H=450mm， h0=H-40-0.5d，混凝土等级,采用级钢筋(，)。1.矩形截面正截面受弯承载力验算支座弯矩削峰：M1=M-1/3(Vb)=187-1/3(192.90.75)=163.77KN.mh0=450-14-40=397.5m配筋满足要求 所以选用425 19622.矩形截面裂缝宽度验算支座弯矩削峰：

48、M1=M-1/3(Vb)=165-1/3(82.670.75)=144.33KN.mh0=450-14-40=397.5mm裂缝满足要求中板中支座配筋已知：M基=147*1.1=161.7KN.m，V基=67*1.1=73.7KN，M标=98.43KN.m，V标=44.78KN ，Nk=914.5KN，B=1000mm，H=450mm， h0=H-40-0.5d，混凝土等级,采用级钢筋(，)。1.矩形截面正截面受弯承载力验算h0=450-14-40=397.5mm 配筋满足要求所以选用425 1962矩形截面裂缝宽度验算所以裂缝宽度满足要求中板跨中配筋计算已知：M基=85.1*1.1=93.6

49、KN.m，M标=56.93KN.m，Nk=914.5KN，B=1000mm，H=450mm， h0=H-40-0.5d，C30混凝土1.矩形截面正截面受弯承载力验算h0=450-14-40=397.5mm配筋满足要求所以选用614 923矩形截面裂缝宽度验算裂缝宽度满足要求3.5.3 底板配筋计算底板边支座配筋计算已知：M基=1438*1.1=1573KN.m，V基=851.1*1.1=936.21KN，M标=1145KN.m，V标=523.4KN ，Nk=1244KN，B=1000mm，H=1000mm， h0=H-5-0.5d，混凝土等级,采用级钢筋(，)。1.矩形截面正截面受弯承载力验算

50、支座弯矩削峰：M1=M-1/3(Vb)=1573-1/3(11450.75)=1307.74KN.mh0=1000-14-50=936mm 配筋满足要求所以选用1025 4906.252.矩形截面裂缝宽度验算支座弯矩削峰：M1=M-1/3(Vb)=1145-1/3(523.40.9)=988KN.mh0=1000-14-50=936mm底板中支座配筋计算已知：M基=2111*1.1=2322KN.m，V基=1005*1.1=1105KN，M标=1171KN.m，V标=570.5KN ，Nk=841.8KN，B=1000mm，H=1000mm， h0=H-50-0.5d，混凝土等级,采用级钢筋(

51、，)。矩形截面正截面受弯承载力验算支座弯矩削峰：M1=M-1/3(Vb)=2322-1/3(11051)=1953.7KN.mh0=1000-14-50=936mm配筋满足要求所以选用1032 8038.42.矩形截面裂缝宽度验算支座弯矩削峰：M1=M-1/3(Vb)=1171-1/3(570.51)=980.8KN.mh0=1000-14-50=936mm所以裂缝宽度满足要求底板跨中配筋计算已知：M基=1248*1.1=1372KN.m，M标=593KN.m ，Nk=841.8KN，B=1000mm，H=1000mm， h0=H-50-0.5d，混凝土等级,采用级钢筋(，)。矩形截面正截面受弯承载力验算h0=H-50-0.5d=1000-50-14=936mm配筋满足要求所以选用1026 5306.62.矩形截面裂缝宽度验算h0=1000-14-50=936mm3.5.4车站侧墙的配筋计算截面尺寸计算长度：上面和下面的高