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1、成都地铁1号线小天竺站主体结构平面计算说明书计算人：_复核：_目 录第1章 计算书总说明1第2章 车站横断面计算12.1小天竺站典型断面图12.2 计算原则22.2.1 计算图式与荷载22.2.2 计算方法22.2.3 地下水位22.3 截面特性22.4 荷载计算32.5 计算结果42.5.1 标准断面42.5.2 扩大断面10第3章 车站纵梁受力分析13.1 计算说明13.2 截面特性13.3 荷载计算13.4 计算结果23.4.1 基本组合23.4.2 标准组合63.4.3 设计说明10第4章 车站主体结构抗浮验算14.1 不考虑侧壁摩阻力14.2 考虑侧壁摩阻力1第5章 小天竺站主体结构
2、配筋计算375.1 板配筋计算375.2墙配筋计算395.3梁配筋计算405.4柱配筋计算385.5电梯井计算41第1章 计算书总说明小天竺站为地下二层岛式车站，考虑车辆限界及建筑设计要求，车站主体结构标准断面采用单柱双跨箱形框架结构。车站结构具体尺寸参照建筑施工图，顶底板均采用厚板结构，柱网结合建筑布局条件设置。本次计算选取基本组合、标准组合和频遇组合三种工况，前两种分别用来计算承载能力极限状态和验算正常使用极限状态，频遇组合作为检算工况。结构分析包括车站横断面计算及纵梁计算两种模型，并对主体结构的抗浮进行验算。其中横断面计算由于结构和围岩地质的复杂性，借鉴桐梓林三维分析的应力分布规律，认为
3、选取中间标准断面和两端扩大断面两个断面作为控制断面进行计算是合理的，围岩均以最不利处计算。纵梁的计算按双跨箱形框架计算。本次计算采用“荷载-结构”模式，借助于美国ANSYS公司编制的大型有限元结构计算程序ANSYS8.0进行计算分析。荷载严格按建筑结构荷载规范 GB50009-2001和桐梓林站-岩土工程勘察报告（详勘）以及人防通用图计算；结构形式和尺寸以我们的相关施工图为准。具体计算时，由于各种输入、输出数据因其数量十分庞大，故在各章节中没有详细罗列，而是以图示的形式形象地表示所需要的相关信息。结构配筋先按承载力要求进行初次配筋，再以裂缝控制进行检算，根据检算结果调整配筋（结果显示配筋由裂缝
4、要求控制）。对于纵梁配筋，由于纵梁的上翻下翻变化，基于安全考虑，按照矩形梁配筋（不能按照T形梁考虑，因为当翼板受拉是，混凝土退出工作，根本不能提高承载力）。更多未尽细节请参看各章节。第2章 车站横断面计算2.1小天竺站典型断面图图2-1 中间标准断面图 单位mm图2-2 两端扩大断面图 单位mm2.2 计算原则 计算图式与荷载1、标准段主体结构为单柱双跨箱形框架结构。主体结构围护桩与内衬墙间设有防水隔离层，为重合墙模式围护结构，围护桩与内衬墙间由两端铰接链杆模拟，只传递压力，产生拉力时链杆不起作用。地层对桩、墙、底板的抗力也均由链杆LINK10（compression only）模拟。2、结构
5、计算采用“荷载-结构”模式，借助于美国ANSYS公司编制的大型有限元结构计算程序ANSYS9.0进行计算分析。在使用阶段考虑水压力由内衬墙承担，土压力由桩、内衬墙共同承担，从而形成重合墙模式。通过模拟在主体与围护之间的刚性链杆（只能承受压力的二力杆）传力给主体结构 。3、本计算取三种工况，根据相关规范选取荷载“基本组合”和“标准组合”两种情况进行受力分析，以频遇组合检算。.基本组合：覆土荷载+地面超载+侧向水土压力+结构自重+楼层设备荷载+楼层人群荷载+底板水压力.标准组合：覆土荷载+地面超载+侧向水土压力+结构自重+楼层设备荷载+楼层人群荷载+底板水压力.频遇组合：覆土荷载+侧向水土压力+结
6、构自重+楼层设备荷载+底板水压力+人防荷载4、主要计算参数第i层土的天然重度i，见小天竺站-岩土工程勘察报告（详勘）。地面超载20kN/m2土弹簧（链杆）刚度依据不同土层其值不同，计算公式为Ki=kilib。其中，ki为第i号弹簧所代表范围内的地层弹性反力系数，li为弹簧所代表的反力作用范围的长度，b为纵向的计算宽度，此处取为1m。土的侧压力系数根据结构受力特点，取为各土层的静止侧压力系数。 计算方法侧向土压力按静止土压力计算，计算竖向土压力时，不透水的粘土采用水土合算，其余土层采用水土分算。围护、主体结构荷载分配原则：侧向土压力按桩和侧墙的刚度比进行分配，水压力全部作用在侧墙上。 地下水位根
7、据地质报告，地下水位取地面以下2.0 m处。2.3 截面特性计算宽度沿纵向取1米，即B=1米1.顶板（用beam3来模拟）： C30砼 B=1m D=0.8m2.中板（用beam3来模拟）： C30砼 B=1m D=0.4m3.底板（用beam3模拟）： C30砼 B=1m D=0.8m4.负一层侧墙（用beam3）： C30砼 B=1m D= 0.6m5.负二层侧墙（用beam3）： C30砼 B=1m D=0.7m6.围护（用beam3模拟）： C30砼 B=1m D=0.756m（等效刚度计算得）7.柱（用link10模拟）： C40砼 800mm1000mm结构和围岩的相互作用用lin
8、k10来实现，考虑到土体受力特性（不能受拉），将link10的option选项设置为compression only。2.4 荷载计算1.顶板荷载：(1) 超载：q1=20kN/m （2）人防等效静荷载：qe1=67 kN/m(3) 上覆水土压力：q2=47kN/m2.中板：(1) 人群荷载：q3=4kN/m(2) 设备荷载：q4=8kN/m3.底板：(1)竖直向上水压力荷载：q5=140kN/m （2）人防等效静荷载：qe1=62 kN/m4.围护结构上的荷载：(1) 顶板高度处侧向土压力：e1=7.30kN/m(2) 底板高度处侧向土压力：e2=12.42kN/m(3) 整个桩高度范围内，
9、侧向土压力分段成正梯形分布5.侧墙上的荷载：(1) 顶板处侧向水压力：e3=6.00kN/m，侧向土压力：e4=17.04kN/m(2) 底板处侧向水压力：e5=140.0kN/m，侧向土压力：e6=28.99kN/m(3) 整个侧墙高度范围内，侧向水土压力亦分段成正梯形分布,人防荷载按45 kN/m均布作用。6.荷载组合：(a为荷载基本组合，b为荷载标准组合, c为频遇组合)组合 超载 上覆水土压 自重 侧向水土压力 人群 设备 底板水压力 人防荷载a 1.4 1.35 1.35 1.35 1.4 1.35 1.35 0.0b 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.0c
10、 0.0 1.2 1.2 1.2 0.0 1.2 1.2 1.0图2-3 标准断面单元网格划分 图2-4 扩大断面单元网格划分图2-5 标准断面荷载计算图 图2-6 扩大断面荷载计算图2.5 计算结果 标准断面1、基本组合： 图2-7 标准断面结构变形图（基本组合）图2-8 标准断面结构轴力图（基本组合）图2-9 标准断面结构剪力图（基本组合）图2-10 标准断面结构弯矩图（基本组合）2、标准组合:图2-11 标准断面结构变形图（标准组合）图2-12 标准断面结构轴力图（标准组合）图2-13 标准断面结构剪力图（标准组合）图2-14 标准断面结构弯矩图（标准组合）3、频遇组合 图2-15 标准
11、断面结构变形图(频遇组合)图2-16 标准断面结构轴力图(频遇组合)图2-17 标准断面结构剪力图(频遇组合)图2-18 标准断面结构弯矩图(频遇组合) 扩大断面1、基本组合：图2-19 扩大断面结构变形图（基本组合）图2-20 扩大断面结构轴力图（基本组合）图2-21 扩大断面结构剪力图（基本组合）图2-22 扩大断面结构弯矩图（基本组合）2、标准组合：图2-23 扩大断面结构变形图（标准组合）图2-24 扩大断面结构轴力图（标准组合）图2-25 扩大断面结构剪力图（标准组合）图2-26 扩大断面结构弯矩图（标准组合）3、频遇组合图2-27 扩大断面结构变形图(频遇组合)图2-28 扩大断面
12、结构轴力图(频遇组合)图2-29 扩大断面结构剪力图(频遇组合)图2-30 扩大断面结构弯矩图(频遇组合)对计算结果数据的一些说明：利用计算所得内力对结构进行配筋时，先用基本组合的结果进行初次配筋，再用标准组合检算裂缝，如果裂缝不满足，则进行配筋调整。尽管频遇组合所产生的结构内力最大，但是该组合在正常使用阶段出现的几率非常低，故结构的抵抗能力要乘以一个较大的提高系数，在本次设计中并非控制工况。第3章 车站纵梁受力分析3.1 计算说明纵梁平面计算取纵向全部跨度进行建模计算。结构计算采用“荷载-结构”模式，采用ANSYS程序进行计算分析。根据结构形式，纵梁受力模式为多跨连续梁，底纵梁与地基的接触用
13、link10（compression only）模拟。结构采用压顶梁抗浮，故在两端墙处，顶纵梁与柱交点位置，约束其向上的竖向位移。3.2 截面特性a.顶纵梁（用beam3模拟）： C30砼 b=1.2m h=1.8mb.中纵梁（用beam3模拟）： C30砼 b=0.9m h=1.0mc.底纵梁（用beam3模拟）： C30砼 b=1.2m h=2.1md.边柱（用link10模拟）： C40砼 b=0.8m h=1.0me.中间柱（用link10模拟）： C40砼 b=0.8m h=1.0m3.3 荷载计算荷载计算单元在标准断面位置取结构中轴线（纵梁中轴线）左右两端各4.5m；在车站北端（1轴那端）扩大断面位置取结构中轴线（纵梁中轴线）左右两端各5.425m；在南端（23轴那端）扩大断面位置取结构中轴线（纵梁中轴线）左端5.425m，右端（含风道一端）5.75m。经计算得，荷载值见表 3-1。计算采用三种荷载组合：(a为荷载基本组合，b为荷载标准组合，c为频遇组合)组合 超载 上覆水土压 自重 侧向水土压力 人群 设备 底板水压力 人
