地鐵車站結構設計

1、地鐵車站結構設計車站是旅客上、下車的集散地，也是列車始發(fā)和折返的場所， 是地下鐵道路網中的重要建筑。在使用方面，車站供旅客乘降，是旅客集中處所，故應保證使 用方便、安全、迅速進出車站。為此，要求車站有良好的通風、照明、 衛(wèi)生設備，以提供旅客正常的清潔衛(wèi)生環(huán)境。地下鐵道車站又是一種宏偉的建筑物，它是城市建筑藝術整體 的一個有機部分，一條線路中各站在結構或建筑藝術上都應有獨特 的特點。車站設計時，首先要確定車站在現(xiàn)有城市路網中的確切位置， 這涉及到城市規(guī)范和現(xiàn)有地面建筑狀況，地下鐵道車站不比地面建 筑，一但修建要改移位置則比較困難，因此確定車站的位置時，必須 詳細調查研究，作經濟技術比較。車站位置

2、確定后，進行選型，然后 根據客流及其特點確定車站規(guī)模，平面位置，斷面結構形式等。然后 進行車站構造設計，內力計算，配筋計算等等。一 工程概況：長沙市五一廣場站設計為兩層三跨島式車站，車站全長，寬度為,上層為站廳層，下層為站臺層。車站底板埋深16m采用明挖法施工, 用地下連續(xù)墻圍護。二、設計依據：地鐵設計規(guī)范（GB50157-2003;地鐵施工技術規(guī)范。三、地鐵車站結構設計設計選用矩形框架結構。設計為島式車站，采用兩層三跨結構。地鐵車站采用明挖法。車 站其矩形框架由底板、側墻、頂板和樓板、梁、柱組合而成。頂板和 樓板采用單向板，底板按受力和功能要求，采用以縱梁和側墻為支承的梁式板結構。 采用地

3、下連續(xù)墻和鉆孔樁護壁，采用鋼管和鋼板樁作基坑的臨時支護。 臨時 立柱采用鋼管混凝土，柱下基礎采用樁基，樁基采用灌注樁。車站開挖圍護結構地鐵車站圍護結構采用0.8m厚、30m深地下連續(xù)墻，入土深度比為二,其中基坑開挖深度H為16m入土深度D為14m。四、側壓力計算:土分層及土的鉆孔柱狀圖如圖:LTZ1r=L3.2kN/M7？ r=19£kNm仁(rc=0z3 ” 中。產二 2&7kNm 匚二口elz4z5r=27,0kN.m c=0 金町圖土分層及土的鉆孔柱狀圖（單位， m）計算主動土壓力：2cv其中 a主動土壓力a主動土壓力系數沙土的容重Z土層的深度c土的黏聚力各層土壓力系數

4、:*1.a tg2 452520.41230*2.a tg450.332a tg245320.31*3.2a tg2 45 0.262OOa tg 45 0.22各層土壓力:2% a 0=x x = kpax x = kpax x + x = kpact a 3 x x + x = kpad ： d上a 3 X x + x + x 9)= kpad下a 4 0-26 x x + x + x 9)= kpae ：e上4 0.26 x x + x + X 9 + x = kpax 9 + x = kpaXX + x + x + x + 27 x = kpa由于黏聚力C = 0 ,所以臨界深度為0。

5、其主動土壓力（水土和算）分布圖如圖所示:154.7kpc圖土壓力分布圖（單位，R）簡化計算：沙土層 c 的平均直如下:23.4213.2 6.5 19.8 2.0 26.7 9 26.5 1.2 27 11.330kpaihi 13.2 25 19.8 30 26.7 32 26.5 34 27 36032 hi30二 tg2 45 萬 0.31Ip 0.55二 tg2 45 萬 3.251； 1.80五、車站結構分析計算：車站框架設計車站站臺建筑設計長度為134600mm ,車站寬度21800 mm站臺層凈高4200 mm 站廳層凈高5600 mm ,站臺至軌道凈高2000 mm頂板厚800

6、 mm 中板厚400 mm 車站基礎厚1000 mm,車站總高 12000 mm車站框架設計圖如圖所示:3 UUQk圖車站框架設計圖（單位:mm受力分析: 頂板荷載計算線荷載:20mm厚水泥沙漿面層:X20 = KN/ m2上部填土荷載（從地下4m開始開挖）：4 XKN/ m2總荷載:KN/線恒荷載設計值（取1m寬度）:地面活荷載:q = 20 KN/地面活荷載設計值（取1m寬度）:m2g = 1 xx：m2q = 20 x =28 m總的線荷載：中板荷載計算恒載：20mm400mm20 mm+ 28 = m厚水泥沙漿面層:鋼筋混凝土板：厚沙漿抹灰：X20 = KN/ m2X25 = 10 K

7、N/ m2X17 = KN/ m2線恒荷載設計值（取1m寬度）：g = x x 1 = m樓面荷載：KN/m2線活荷載設計值（取1m寬度）：1X X 10 = 14 KN/ m2線活荷載總設計值：g + q = 27 m車站橫向荷載為土壓力，取1m寬度進行計算，受力分析如圖所示：圖 車站框架受力簡圖（單位：m1等效簡化荷載:q3 s46 221.7 33.85 m)43 69.169.1 m)等效簡化荷載受力分析如圖說示:q=L10kN/i*i,85kH/nT圖車站框架等效簡化后受力圖（單位:m)六、橫向框架內力計算:計算簡圖如圖所示:q2=27kN/n圖豎向均布荷載作用下的橫向框架計算簡圖第

8、一層桿件計算圖站廳層半結構受力簡圖BAAB1 277qil1212110.248 7.262483.0KN /m12CBABAD 0.5BABEBC0.21212,-q1l2_ .-q 1I 241.5 /m 6 110.248 3.632=/m33注：較支座傳遞系數為；固定端傳遞系數為，滑動支座傳遞系數為，假定材料均勻，線剛度與桿件成反比,u為分配系數由力矩分配法計算結果如圖:用工以271-68543#T227720.7182,6135,831-6£Lfi5AB圖站廳層半結構計算結果第二層桿件計算同取半結構進行分析計算如圖:EDEHHEEB圖站臺層半結構受力計算簡圖1212_deq

9、2l2277.262 118.60 ?m/m121212'12c-q2l2273.632118.60 ?m/m331, 2q2l59.30 ?m/m6ED EG 4 13eh=1 13DA計算結果如圖所示A3.75B-14,357.43I7,43-14,851前編L7560.1-o-d.75T4S5圖站臺層半結構受力計算結果（單位：kN ?m ）由站廳層和站臺層受力圖畫彎矩圖，豎向均布荷載作用下的橫向 框架彎矩圖如圖所示:543.4圖豎向均布荷載作用下的橫向框架彎矩圖（單位：kN?m）豎向均布荷載（土壓力等效簡化后）作用下的橫向框架計算；同樣的取半結構計算，計算簡圖如圖所示：ADEF7

10、0.5 ?m/m1233.85 5212二c 112q3lCACE12q4l212269.1 6.842269.4?m/mEC123q4l538.8?m/mACAB 0.5BA0.25 cdCADBDCDA0.2BD 0.25BG 0.5DH0.4計算結果如圖所示70,5L21.04.6-4.6158.01Lj6-gO 31.1°S38.§圖 橫向均布荷載作用下的橫向半框架計算結果（單位：kN ?m ）將豎向荷載和橫向荷載作用下的彎矩疊加，彎矩圖如圖所示:543.47圖豎向荷載和橫向荷載作用下的彎矩疊加的彎矩圖（單位：kN ?m ）七、車站配筋計算：站廳層頂板配筋計算765

11、mm （按單1483 ?m,197.2 ?m,fc 14.3 /mm2 ,取 b=1000mm , ho 800 35排布筋考慮），由圖知：站廳層頂板的邊跨跨中彎矩 中間跨支座彎 2 543.47 ?m ,中間跨跨中彎矩 3 站廳層頂板配筋計算如下表7-1示：表7-1站廳層頂板配筋計算:截面位置邊跨跨中中間跨支座中間跨跨中M482M s fcbh21.s 2 7 2 sAs上 sh0fy21702452870實配鋼筋(mm2 )5_2520024545 25 20024543 20 200942200 I配 0Q2QQ口23200 n 一i 翻 caac。圖站廳層頂板配筋圖站臺層中板配筋計算f

12、c 14.3 /mm2 b=1000mmh0 400 35 365mm ,由圖知：中板的邊跨跨中彎矩 1 70.5 ?m ,中間跨支座 2 121.0 ?m , 中間跨跨中彎矩 3 64.7 ?m ,站臺層中板配筋計算表如表 7-2 所示：表7-2站臺層中板配筋計算表截面位置邊跨跨中中間跨支座中間跨跨中MM s2fcbh21,S 2 1 V1 2 sAs ?sh0f y6561143602實配鋼筋(mm2 )2 22 2007604 22 20015202 22 200760nw1n22 0200褪ZQ28中22回防0力如<©20。 i i ri >輅 W0 r 中曼mo

13、n)本弓費颯。1廠 -1|-而r 臉28圖站臺層頂板配筋圖站廳層頂板次、主梁配筋計算(1)站廳層次梁配筋計算:l=7260mm次梁截面尺寸b x h= 600 x 1200mrrnm2荷載計算恒載由板傳來：x = KN/m次梁自重：2X25XX KN/m次梁抹灰：17 x x X 2= KN/m總恒荷載：g = m活荷載：q=28 X =70 KN/m總荷載： g + q = KN/m內力計算主梁尺寸：b x h=800mm 1600計算跨度：邊跨l01 7106mm中間跨l02 7260 mm由跨度差 7260 7160 1.37 % < 10 %7260故可按等跨連續(xù)梁計算。次梁計算

14、簡圖如圖所示： ppm門。Eg= 302.7kN/g圖站廳層頂板次梁計算簡圖（單位:mm）連續(xù)次梁彎矩計算如下表7-3所示：表7-3站廳層頂板次梁彎矩計算截面位置彎矩系數2M pl0(kN m)邊跨跨中11112302.7 7.262 1 450.411B支座11112一 302.7 7.261450.411中間跨跨中11612302.7 7,26997.216次梁的剪力計算如表7-4表7-4站廳層頂板次梁剪力計算截面位置彎矩系數Vpl0（kN）邊支座x X =879B支座（左）X X =B支座（右）X X =中間C支座X X =站廳層頂板次梁正截面承載力計算次梁跨中截面按T型截面計算，其翼緣

15、寬度為：邊跨：b'f1 71602442mm bsn60072603020mm33中跨：b'f1 72602420mm bsn60072603020mm33h=1200mm,','h ffcbfhf h02h° =1200mm-35mm=1165mmhf 800nmi8002211,9 3020 800116521990/m2 >m22故次梁跨中截面均按第一類 T型截面計算。fc=Nmm2fy 300 Nmm2站廳層頂板次梁正截面配筋計算如表7-5 :表7-5站廳層頂板次梁正截面配筋計算截面位置M(kN ?m )bfMs2fcbh21 J 2 s

16、fcbhosf1 y實配鋼筋(mm2 )邊6 32跨302042574826中B60045206 32支座4826中4 32間30202792跨3217中C5 32支60038824021座其中 均小于，符合塑性內力重分布的情況。3217600 12000.45%= min>% 及 0.45fL 0.45 127 0.19%fy300所以截面合適！站廳層頂板次梁斜截面受剪承載力計算b 600mm, h0 1165mm ,，。二%1m2， = %)6，fy 300 N 2 ,hw h 400 0.67 4025 cfcbh00.25 11.9 600 1165 2079.5 V截面合適ym

17、mb 6000.7ftbho0.7 1.27 600 1165 621.4kN斜截面配筋計算如表7-6:表7-6站廳層頂板次梁斜截面配筋計算截面位置V(kN)、，nA sv ,Vcs 0.7ftbh0 1.25fv-sv h0 csiuyus(kN)實配鋼筋(mm2)邊支座A8796 200621.4 308 2 1237.46 200B支座(左6200621.4 308 2 1237.46200B支座(右)6200621.4 308 2 1237.46200中間C支座6200621.4 308 2 1237.46200(2)站廳層頂板主梁配筋計算截面尺寸：b x h = 800mmX 160

18、0mml=7500mm主梁按彈性理論計算：33主梁線剛度：ib也”上0.036m312112 7.5柱線剛度：i。絲30.6 0.63 0.0098m121012 1.1主梁的實際剛度為單獨梁的2倍.所以lb/102 0.0360.00987.35故主梁視為較支在柱頂上的連續(xù)梁，其計算簡圖如圖所示G=EU9,4kN7500 , ,75007500圖站廳層頂板主梁配筋計算簡圖（單位:mm）荷載計算恒載:由次梁傳來：主梁自重 ：25 XX = =20KN主梁側抹灰：恒載標準值 ：+20+=恒載設計值：G= X =活荷載標準值 ：70 X =525KN活荷載設計值：Q=525 X =內力計算計算邊跨

19、：1nl 7500400 3007600mm中間跨：1n2 7500 mm由跨度差 叱城 7600 7500 1.3 % <10% ,可按等跨連續(xù)梁計算1nl7600所以，站廳層主梁彎矩和剪力計算結果如表7-7所示：表7-7站廳層頂板主梁彎矩和剪力計算項次荷載簡圖彎矩(kN ?m)剪力(kN)邊跨跨中B支座中間跨跨中A支座B支座kM1kM2km3kM4km5k vAkVb左kVb右i. 1 4, 1 I 1a111c1 y2464-4244106510651554: 亡藍書30工114990=jt 3E 5KN/I13出 1)894834g鴕f2-5 而 E件iE門1- 丸S870內+3

20、752145力不+利組+19352016合+21581935站廳層頂板主梁彎矩包絡圖如圖所示:5377.5kri/m圖站廳層頂板主梁彎矩包絡圖站廳層頂板主梁配筋1)正截面承載力計算主梁跨中截面按T型截面計算，其翼緣寬度為:,'1.bf7500 2500 hf 800mm h 1600mm h0 1560mm3.(，hf800fcbfhf h011.9 2500 800 1560276083579.3KN22判別T型截面類型,按第一類T型截面試算，跨內截面asmaxfcbf h20.08(11 2as) 0.083 hf/h。800/1560 0.511站廳層頂板主梁正截面配筋計算結果如

21、表7-8所示:表7-8站廳層主梁正截面配筋計算截面位置M(kN m )bfMs, , 2fcbh01 <1 2 sfbh0As 0 sfy實配鋼筋(mm2 )邊跨中250016 3212868B支座8006 _J24826中 間 跨 跨 中25001284016 _2128682）主梁斜截面受剪承載力計算300N 2 mmb=800mm , h0 1560mm,f c 11.9 N/ 2 ,f t mm乂 乂 800X 1560=> ,截面合適0.7ftbh0 0.7 1.27 800 1560 1109.5kN站廳層頂板主梁斜截面受剪承載力配筋計算如表7-9:表7-9站廳層主梁斜

22、截面受剪承載力配筋計算截面位置V(kN)nA., Vcs 0.7%b為 1.25fy-Asvh0s實配鋼筋（mm2 ）邊支座A214582001109.5 1468.4 2577.98200251B支座81508 200（左）1109.5 2613 3722.5251B支座8 2008200（右）1109.5 1468.4 2577.9251站臺層次、主梁配筋計算1）站臺層次梁配筋計算：荷載計算截面尺寸：b x h=600mm 800mm , l=7500mm站臺層頂板次梁計算簡圖如圖所示139.38kN/mr、盧K1 .< . 、J-i_lz J" jT廠 7湫產 了fi 產

23、 7口白。力圖7 . 6站臺層頂板次梁計算簡圖（單位：mg由板傳來 ： x = KN/m次梁自重： x X25 = KN/m梁側抹灰:17 xx XX 2= KN/mg = KN/m活荷載p = 27 KNq =x + x = KN/m內力計算（只對次梁正截面內力計算和配筋，斜截面內力計算和 配筋省略，方法跟步驟同頂板次梁計算和配筋）。站臺層頂板次梁內力計算及配筋如表7-10所示：表7-10站臺層頂板次梁內力計算及配筋計算截面位置邊跨中離端第二支座中間跨中中間支座l(m)m1iii iii16i14Mmql2(kN ?m/m)b ( bf) (mm)25007002500700M s fcbh

24、21Ji 2 sfcbh0As fy實配鋼筋2 mm4 _2824634 _824633 _818473 _818472）站臺層頂板主梁配筋計算主梁尺寸：600mm 1000mm, l 7200mm按彈性理論計算：33主梁線剛度：ib 空 0.6 1.60,0273m12lb12 7.533柱線剛度：io空絲_”_ 0,0072m212lg 12 1.25考慮現(xiàn)澆樓板的作用，主梁的實際剛度為單獨梁的 2倍。所以：卜 2 0.0273 7.58100.0072故主梁視為錢支在拄頂上的連續(xù)梁。站臺層頂板主梁計算簡圖如圖所示:L JLAs.圖 站臺層頂板主梁計算簡圖計算荷載恒載:由次梁傳X = KN

25、主梁自重25xx x = KN6.5kN主梁側抹灰KN恒載標準值:恒載設計值:G=x = KN144 KNQ 144 1.3 187.2kN活載標準值:活載設計值:內力計算計算跨度:邊跨 ln1 7300mm中間跨ln2 7200mm跨度差=7300 72000.13% 10%7200故按等連續(xù)梁計算站臺層頂板主梁彎矩和剪力計算結果如表 7-11所示:表7-11站臺層頂板主梁彎矩和剪力計算項次荷載簡圖彎矩（kN ?m ）剪力（kN）邊跨跨中B支座中間跨跨中A支座B支座k m1k m7k M7k M7k M5k VAkVb左kVb右3j重a" 上2 cUQ=I CT. 2 kNI：0&

26、#165;Al 方34£00r.i rZkJU1V I |J J V V k18 *B MC DJ牡1的.21dJ14J LILI“I?DQ=1BT水HJ / 1 J” 2L3J W 04C D續(xù)表7-11內 力 不 利 組 合+804+-1707站臺層頂板主梁彎矩包絡圖如圖所示:2018.6KN站臺層頂板主梁彎矩包絡圖站臺層頂板主梁配筋主梁跨中截面按T型截面計算，其翼緣寬度為： ''bf 2500mmhf 800mm h 1000mm 儲 960mmhf800fcb fhf h0 一 11,9 2500 800 1000 80014280KN 1246KN22主梁跨

27、中截面均按第一類T型截面計算。站臺層頂板主梁正截面配筋計算如表7-12所示:表7-12站臺層頂板主梁正截面配筋計算截面位置M(kN?m )bfM s2fcbh；1 %，1 2 sAsfcbh0 fy實配鋼筋(mm2 )邊25012,28跨中07390B14 _28支800座7390中間2506 _28跨03695中站臺層頂板斜截面配筋(斜截面箍筋采用_§200略，計算方法 和步驟同站廳層頂板相同。柱子配筋計算(1)站廳層柱子配筋計算柱子設計為圓形柱子，尺寸d=800mm ,混凝土 C30lo. d 11.9 0.8 14.921）柱子的設計參數N=混凝土保護層厚度 25mm, dcor 800mm 2 25 750mm（核心尺寸）cord2d cor44156.2mm設縱筋為6 32 s 4826 mm2fc 14.3N/mm2 , 縱筋 HPB335 fy 300N / mm2 , 箍筋 235fy 210N/mm22）計算螺旋箍筋N 0.9 f