一個(gè)地鐵車(chē)站工程的計(jì)算例子

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)計(jì)算荷載、計(jì)算模型及計(jì)算內(nèi)容1.1計(jì)算荷載結(jié)構(gòu)自重：按結(jié)構(gòu)的實(shí)際重量計(jì)，鋼筋混凝土容重取25kN/m3，裝修層容重取22kN/m3；在進(jìn)行荷載基本組合時(shí)作為恒荷載考慮；頂板覆土荷載：覆土厚度按實(shí)計(jì)算，根據(jù)路面標(biāo)高情況分3.8m和3.5m兩種厚度，容重取20kN/m3，在進(jìn)行荷載基本組合時(shí)作為恒荷載考慮；頂板地面超載20kN/m，盾構(gòu)吊出段30kN/m；在進(jìn)行荷載基本組合時(shí)作為活荷載考慮并考慮超載引起的附加土壓力；公共區(qū)活載標(biāo)準(zhǔn)值按4kPa計(jì)，樓梯活載標(biāo)準(zhǔn)值按4kPa計(jì)，

2、設(shè)備區(qū)恒載按8kPa計(jì)；側(cè)向水壓力具體的計(jì)算方法及數(shù)值見(jiàn)各個(gè)斷面的計(jì)算簡(jiǎn)圖；在進(jìn)行荷載基本組合時(shí)作為恒荷載考慮；側(cè)向土壓力作用在地下連續(xù)墻上，具體的計(jì)算方法及數(shù)值見(jiàn)各個(gè)斷面的計(jì)算簡(jiǎn)圖；在進(jìn)行荷載基本組合時(shí)作為恒荷載考慮；底板水壓力荷載，具體的計(jì)算方法及數(shù)值見(jiàn)各個(gè)斷面的計(jì)算簡(jiǎn)圖；在進(jìn)行荷載基本組合時(shí)作為恒荷載考慮；由于底板上的其他行人荷載對(duì)底板受力有利，同時(shí)這些荷載不起主要作用，因此不予考慮。人防荷載及地震荷載：按規(guī)范要求取。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2012）、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2010）、軌道交通工程人民防空設(shè)計(jì)規(guī)范（RFJ02-2009）和地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范（

3、GB 50157-2003）的規(guī)定，按結(jié)構(gòu)在施工階段和使用階段可能出現(xiàn)的最不利情況進(jìn)行荷載組合。各種荷載組合及分項(xiàng)系數(shù)見(jiàn)下表。表5.1-1 荷載組合表組合類(lèi)型永久荷載可變荷載人防荷載地震荷載1基本組合1.351.4x0.7（0）002準(zhǔn)永久組合1.00.7（0）003人防組合1.201.004地震組合1.2001.3注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為抗浮工況在對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力驗(yàn)算時(shí)，采用基本組合結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算；對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行裂縫驗(yàn)算時(shí)，采用準(zhǔn)永久組合進(jìn)行驗(yàn)算。1.2計(jì)算模型本計(jì)算書(shū)采用通用空間有限元分析軟件MIDAS進(jìn)行計(jì)算分析。沿車(chē)站縱向取一米，按平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，荷載作用于框架構(gòu)件軸線(xiàn)；考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體

4、結(jié)構(gòu)的共同作用，兩者之間用只承受壓力的連桿相連，當(dāng)連桿受拉則自動(dòng)失效；按實(shí)際情況考慮施工階段與正常使用階段兩種工況。施工階段中，底板設(shè)置泄水孔而無(wú)水壓力，側(cè)向水土壓力作于圍護(hù)結(jié)構(gòu)，然后傳至主體結(jié)構(gòu)；正常使用階段底板泄水孔封閉而產(chǎn)生水壓力，側(cè)向水壓力作于主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻，土壓力作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于盾構(gòu)端，除考慮正常使用工況外，按實(shí)際情況考慮盾構(gòu)吊出階段工況，盾構(gòu)吊出階段底板未封閉，側(cè)向水壓力壓力均作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)。采用地層彈簧模擬地層反力，彈簧剛度=基床系數(shù)分段長(zhǎng)度。1.3計(jì)算內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容包括各斷面的內(nèi)力計(jì)算、配筋驗(yàn)算，梁、柱、板的內(nèi)力計(jì)算、配筋驗(yàn)算，抗浮驗(yàn)算等。本計(jì)算書(shū)將對(duì)3個(gè)斷面進(jìn)行計(jì)算，包括標(biāo)準(zhǔn)

5、斷面（5軸，覆土厚度3.8m）、標(biāo)準(zhǔn)斷面（22軸，覆土厚度3.5m），端頭井?dāng)嗝妫?軸，覆土厚度3.8m），其中標(biāo)準(zhǔn)斷面計(jì)算全水頭工況、抗浮工況、施工工況；盾構(gòu)井計(jì)算盾構(gòu)吊出階段與正常使用階段工況。單柱雙跨標(biāo)準(zhǔn)段（軸5）計(jì)算（覆土厚度3.8m）2.1計(jì)算模型取5軸處標(biāo)準(zhǔn)斷面縱向1m長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，頂、底板及側(cè)墻用實(shí)際厚度，中柱不連續(xù)采用剛度等效的墻簡(jiǎn)化計(jì)算（柱子截面bxh=1.3mx0.7m，標(biāo)準(zhǔn)柱跨L=9.8m，），其厚度滿(mǎn)足：，故，=0.357m。式中分別為簡(jiǎn)化前后中柱抗彎模量。圖2.1-1 標(biāo)準(zhǔn)段框架簡(jiǎn)圖地質(zhì)參數(shù)取自*工程勘察報(bào)告（2013年8月）。地質(zhì)鉆孔取有代表性且較為不利的MZSZ3

6、-KD-16及MZSZ3-KD-17，巖土層頂面標(biāo)高、埋深及厚度取上述鉆孔土層厚度平均值，用該厚度對(duì)土層厚度、靜止土壓力力系數(shù)求加權(quán)平均，簡(jiǎn)化為均勻土層計(jì)算土側(cè)壓力。計(jì)算如下表2.1-1：表2.1-1 土層參數(shù)簡(jiǎn)化表巖土分層巖土分層天然密度（g/cm3）基坑以上平均層厚m豎向基床系數(shù)(MPa/m)靜止土壓力系數(shù) eq oac(,1)1人工填土1.92.60.724-2A淤泥1.461.50.84N-1軟塑粘性土1.842.20.554N-2可塑粘性土1.832.40.53-2中粗砂層1.92.40.35H-1可塑狀粘性土1.882.80.485H-2硬塑狀粘性土1.92.69210.45加權(quán)平

7、均1.839210.53計(jì)算水位：使用階段按設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高取值；施工工況按水位-2.0m（至地面距離）考慮，施工工況底板泄水孔未封閉，故底板未有水浮力。標(biāo)準(zhǔn)段主體結(jié)構(gòu)頂板距離地表按路面標(biāo)高分為3.8及3.5mm。覆土厚度3.8m斷面結(jié)構(gòu)外荷載計(jì)算如下表2.1-23：表2.1-2 使用階段外荷載表序號(hào)荷載荷載值單位備注1頂板覆土荷載76kN/mq=20*3.8=762頂板處土側(cè)壓力（3.8+0.4）18.7kN/mq=8.39*4.2*0.53=18.73底板處土側(cè)壓力（3.8+0.4+12.56+0.45）76.5kN/mq=8.39*17.21*0.53=76.54頂板處水側(cè)壓力（3.8+0.

8、4）42kN/mq=10*4.2=425底板處水側(cè)壓力（3.8+0.4+12.56+0.45）172.1kN/mq=10*17.21=172.16底板水浮力（3.8+0.4+12.56+0.45）172.1kN/mq=10*17.21=172.17頂板超載20kN/m抗浮工況時(shí)取08側(cè)墻超載10.6kN/mq=20*0.53=10.69中板恒載8kN/m10中板活載4kN/m抗浮工況時(shí)取0表2.1-3 施工工況外荷載表序號(hào)荷載荷載值單位備注1頂板覆土荷載76kN/mq=20*3.8=762頂板處土側(cè)壓力（3.8+0.4）18.7kN/mq=8.39*4.2*0.53=18.73底板處土側(cè)壓力（

9、3.8+0.4+12.56+0.45）76.5kN/mq=8.39*17.21*0.53=76.54頂板處水側(cè)壓力22kN/mq=10*2.2=225底板處水側(cè)壓力152.1kN/mq=10*15.21=152.16底板水浮力0kN/m7頂板超載20kN/m8側(cè)墻超載10.6kN/mq=20*0.53=10.69中板恒載8kN/m10中板活載0kN/m結(jié)構(gòu)基底主要落在5H-2硬塑狀粘性土層，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，土層豎向地基系數(shù)Kv=21MPa/m，水平向地基系數(shù)Kh=21MPa/m。則底板豎向每1m取一根豎向彈簧，則彈簧剛度系數(shù)k=21MPa/m。地下連續(xù)墻在主體結(jié)構(gòu)以下部分采用文克爾彈性地基梁模型

10、進(jìn)行計(jì)算，水平彈簧m值取21MPa/m。標(biāo)準(zhǔn)斷面計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖2.2：圖2.1-1 標(biāo)準(zhǔn)段使用階段外部荷載圖(示意)圖2.1-2 標(biāo)準(zhǔn)段抗浮工況外部荷載圖(示意)圖2.1-3 標(biāo)準(zhǔn)段施工工況外部荷載圖(示意)2.2計(jì)算結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斷面抗浮工況、全水頭、施工工況進(jìn)行計(jì)算分析，各工況的荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖2.2-1圖2.2-9。取控制工況結(jié)果分析結(jié)構(gòu)的安全性。 圖2.2-4 全水頭基本組合彎矩圖(單位:kN.m) 圖2.2-2 全水頭基本組合剪力圖(單位:kN)圖2.2-3 全水頭基本組合軸力圖(單位:kN) 圖2.2-4 抗浮工況基本組合彎矩圖(單位:kN.m)圖2.2-5 抗浮工況基本組合

11、剪力圖(單位:kN)圖2.2-6 抗浮工況基本組合軸力圖(單位:kN) 圖2.2-7 施工工況基本組合彎矩圖(單位:kN.m)圖2.2-8 施工工況基本組合剪力圖(單位:kN)圖2.2-9 施工工況基本組合軸力圖(單位:kN)圖2.2-10 準(zhǔn)永久組合彎矩圖(單位:kN.m)圖2.2-11 準(zhǔn)永久組合剪力圖(單位:kN)圖2.2-12 準(zhǔn)永久組合軸力圖(單位:kN)圖2.2-13 抗浮工況準(zhǔn)永久組合彎矩圖(單位:kN.m)圖2.2-14 抗浮工況準(zhǔn)永久組合剪力圖(單位:kN)圖2.2-15 抗浮工況準(zhǔn)永久組合軸力圖(單位:kN)圖2.2-13 全水頭工況基本組合反力圖(單位:kN)圖2.2-1

12、3 抗浮工況基本組合反力圖(單位:kN)圖2.2-14 施工工況基本組合反力圖(單位:kN)計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表一準(zhǔn)永久組合工況比較準(zhǔn)永久組合彎矩準(zhǔn)永久組合剪力準(zhǔn)永久組合軸力位置全水頭工況抗浮工況全水頭工況抗浮工況全水頭工況抗浮工況頂板支座10141047582535329289頂板跨中526445-329289頂板端頭566391490401329289中板支座16917310294847872中板跨中8070847872中板端頭16611610182847872底板支座108884773469110771076底板跨中71374710771076底板端頭109212247657681077107

13、6側(cè)壁上端566391329289506482側(cè)壁下端加腋10921224857953811768側(cè)壁下端681765771868811768側(cè)壁中間支座333323364357706663側(cè)壁跨中266253759715計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表二基本組合工況比較彎矩剪力軸力位置全水頭工況抗浮工況施工工況全水頭工況抗浮工況施工工況全水頭工況抗浮工況施工工況頂板支座137414131327789723758445391445頂板跨中714601731445391445頂板端頭768528785665541671445391445中板支座228234192138126111114211771133中板跨中1

14、099594114211771133中板端頭225157197137111119114211771133底板支座147511441450994932878145414521454底板跨中9621008845145414521454底板端頭14741653116410351037840145414521454側(cè)壁上端768528785445391393687651687側(cè)壁下端加腋14741653116411571287878109910371099側(cè)壁下端919103272010421171878109910371099側(cè)壁中間支座449436270491481319957895957側(cè)壁跨中

15、35934120610289661028注：由表中數(shù)據(jù)的包絡(luò)值可知，全水頭工況起控制作用，抗浮工況僅在底板端頭與側(cè)壁下端位置起明顯控制作用。故其他斷面僅計(jì)算全水頭工況，對(duì)底板端頭（側(cè)壁下端）采用抗浮工況的數(shù)值。2.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋計(jì)算以下所有受力計(jì)算中，在計(jì)算時(shí)彎矩、剪力（軸力）的配筋時(shí)均采用設(shè)計(jì)值（荷載基本組合下計(jì)算內(nèi)力），并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.10；在裂縫計(jì)算時(shí)，均采用準(zhǔn)永久組合值（荷載準(zhǔn)永久組合下計(jì)算內(nèi)力）。裂縫控制為背土面0.3mm，迎土面0.2mm。在裂縫驗(yàn)算時(shí)，保護(hù)層厚度大于30mm的取30mm。頂板支座處（取大跨段）配筋驗(yàn)算彎矩設(shè)計(jì)值：M=1374 kNm 考慮支座寬度（柱寬）影

16、響，削峰后彎矩設(shè)計(jì)值（不小于原始值的85%）M1=1374-6440.7/2=11490.0033，取cu=0.00330按混凝土規(guī)范公式(6.2.7-1)(2)單筋計(jì)算基本公式，按混凝土規(guī)范公式(6.2.10-1)(3)求截面抵抗矩系數(shù)sh0=h-as=800-65=735mm(4)求相對(duì)受壓區(qū)高度(5)求受拉鋼筋面積AsAs=1fcbh0/fy=0.1391.0016.701000735/360=4739mm2按簡(jiǎn)化公式計(jì)算：As=0M1/(0.9fyh0)=1.11168106/(0.9360735)=5395mm2(6)配筋率驗(yàn)算受拉鋼筋配筋率=As/(bh)=5395/(100080

17、0)=0.67% smin=max0.0020,0.45ft/fy=0.451.57/360=0.0020=0.0020配筋率滿(mǎn)足要求實(shí)配25150+32150 As=8635mm25395mm2 滿(mǎn)足要求（裂縫控制）。3 裂縫驗(yàn)算(1)截面有效高度:(2)受拉鋼筋應(yīng)力計(jì)算, 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.4-3:(3)按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率, 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.2-4:(4)裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù), 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.2-2:受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑deq:根據(jù)混凝土規(guī)范表7.1.2-1 構(gòu)件受力特征系數(shù) cr = 1.9:(5)最大裂縫寬度計(jì)算,

18、根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.2-1: s = sq (2)驗(yàn)算最大裂縫寬度：0.165(mm)max=0.200(mm), 滿(mǎn)足。4 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算頂板支座處加腋根部剪力設(shè)計(jì)值V=789kN，非加腋端最大剪力V=644kN4.1 計(jì)算條件1) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)o1.12) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30，fc16.7N/mm，ft1.57/mm，縱筋合力點(diǎn)至近邊邊緣的距離as65mm3) 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fyv 300N/mm4) 由剪力設(shè)計(jì)值 V 求箍筋面積Asv，5) 截面尺寸加腋位置： bh 10001100mm， hoh-as1100-651035mm非加腋端：bh 1000800m

19、m， hoh-as800735mm4.2 計(jì)算結(jié)果(1)截面驗(yàn)算，按混凝土規(guī)范公式(6.3.1)V=0.25cfcbh0=0.251.00016.701000735=N=3068.63kNV=1.1789kN=868kN截面尺寸滿(mǎn)足要求。(2)配筋計(jì)算加腋根部1) 0.7ftbho0.70.937157011.0351066kN oV868kN非加腋端2) 0.7ftbho0.71.0157010.735808kN o644708kN按構(gòu)造配筋即可。實(shí)配：梅花布置。 10450450側(cè)壁下端斜截面抗剪驗(yàn)算非加腋端最大剪力值V=1059kN（抗浮工況下數(shù)值）4.1 計(jì)算條件1) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性

20、系數(shù)o1.12) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30，fc16.7N/mm，ft1.57/mm，縱筋合力點(diǎn)至近邊邊緣的距離as65mm3) 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fyv 360N/mm4) 由剪力設(shè)計(jì)值 V 求箍筋面積Asv，5) 非加腋端：bh 1000700mm， hoh-as700635mm4.2 計(jì)算結(jié)果(1)截面驗(yàn)算，按混凝土規(guī)范公式(6.3.1)V=0.25cfcbh0=0.251.00016.701000635=2651kN V=1.11059kN=1165kN截面尺寸滿(mǎn)足要求。(2)配筋計(jì)算V cvftbh0+fyv(Asv/s)h0Asv/s = (V-cvftbh0)/(fyvh0) =

21、 (1165.00103-0.701.571000635)/(360635) = 2.04346mm2/mm=2043.59mm2/m實(shí)配：，梅花布置12300300 Asv/S=2513 mm2/m其余截面驗(yàn)算過(guò)程均按上述過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)算，具體結(jié)果見(jiàn)表2.3-1。 *站各結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋及裂縫寬度計(jì)算計(jì)算位置厚度(mm)準(zhǔn)永久組合值設(shè)計(jì)值鋼筋抗拉強(qiáng)度構(gòu)造配筋(mm2/m)配筋計(jì)算(重要性系數(shù)1.1)實(shí)配鋼筋面積實(shí)配/計(jì)算配筋率(%)拉通鋼筋另加鋼筋另加鋼筋鋼筋間距裂縫寬度（mm)控制裂縫是否滿(mǎn)足要求保護(hù)層厚度(mm)MqVq加腋根部Vq1Nq修正MqMV加腋根部V1N修正M單柱單跨標(biāo)準(zhǔn)段(軸5)頂板

22、支座8001014475582329861.91374.0644.0789.0445.01167.9360.01600.05394.78635 1.60 1.1725321500.16450.2滿(mǎn)足50頂板跨中800526329678.1714.0445.0920.1360.01600.04250.14909 1.16 0.66251000.24640.3滿(mǎn)足40頂板端頭800566383490329481.1768.0520.0665.0445.0652.8360.01600.03015.46546 2.17 0.8825251500.06650.2滿(mǎn)足50中板支座4001698110284

23、7143.65228.0110.0138.01142.0193.8360.0800.01853.43037 1.64 0.8916161500.10360.3滿(mǎn)足30中板跨中40080847105.35109.01142.0143.2360.0800.01369.51697 1.24 0.50181500.14920.3滿(mǎn)足30中板端頭40016681101847141.1225.0110.0137.01142.0191.3360.0800.01829.02681 1.47 0.7916161500.11700.3滿(mǎn)足30底板支座90010885887341077924.81475.0795.

24、0994.01454.01253.8360.01800.05097.78211 1.61 0.9828281500.15740.2滿(mǎn)足50底板跨中9007131077876.2962.01454.01183.3360.01800.04811.06158 1.28 0.73281000.22730.3滿(mǎn)足40底板端頭900122462276810761040.41653.0840.01037.01452.01405.1360.01800.05712.98211 1.44 0.9828281500.19380.2滿(mǎn)足50側(cè)壁上端700566269329506481.1768.0366.0445.0

25、687.0652.8360.01400.03490.26546 1.88 1.0225251500.10880.2滿(mǎn)足50側(cè)壁下端加腋100012248689537681040.41653.01171.01287.01037.01405.1360.02000.05101.97378 0.7828251500.17920.2滿(mǎn)足50側(cè)壁下端700681868768681919.01171.01037.0919.0360.01400.04913.57378 1.1528251500.17390.2滿(mǎn)足50側(cè)壁中間支座700333259364706283.05449.0350.0491.0957.0

26、381.7360.01400.02040.53273 0.51251500.07640.2滿(mǎn)足50側(cè)壁跨中700266759368.15359.01028.0496.9360.01400.02656.43273 0.51251500.18920.3滿(mǎn)足40單柱雙跨標(biāo)準(zhǔn)段（軸22）計(jì)算(覆土厚度3.5m)取22軸處標(biāo)準(zhǔn)斷面縱向1m長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，頂、底板及側(cè)墻用實(shí)際厚度，中柱不連續(xù)采用剛度等效的墻簡(jiǎn)化計(jì)算（柱子截面bxh=1.3mx0.7m，標(biāo)準(zhǔn)柱跨L=9.0m，），其厚度滿(mǎn)足：，故，=0.367m。式中分別為簡(jiǎn)化前后中柱抗彎模量。圖3.1-1 標(biāo)準(zhǔn)段框架簡(jiǎn)圖計(jì)算水位：使用階段按設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高取值；

27、施工工況按水位-2.0m（至地面距離）考慮，施工工況底板泄水孔未封閉，故底板未有水浮力。標(biāo)準(zhǔn)段主體結(jié)構(gòu)頂板距離地表均取為3.5m。結(jié)構(gòu)外荷載計(jì)算如下表3.1-23：表6.1-2 使用階段外荷載表序號(hào)荷載荷載值單位備注1頂板覆土荷載70kN/mq=20*3.5=702頂板處土側(cè)壓力（3.5+0.4）17.3kN/mq=8.39*3.9 *0.53=17.33底板處土側(cè)壓力（3.9+12.56+0.45）75.2kN/mq=8.39*16.91*0.53=75.24頂板處水側(cè)壓力（3.5+0.4）39kN/mq=10*3.9=395底板處水側(cè)壓力（3.9+12.56+0.45）169.1kN/mq

28、=10*16.91=169.16底板水浮力169.1kN/mq=10*16.91=169.17頂板超載20kN/m抗浮工況時(shí)取08側(cè)墻超載12.8kN/mq=20*0.53=10.69中板恒載8kN/m10中板活載4kN/m抗浮工況時(shí)取0表3.1-3 施工工況外荷載表序號(hào)荷載荷載值單位備注1頂板覆土荷載70kN/mq=20*3.5=702頂板處土側(cè)壓力（3.5+0.4）17.3kN/mq=8.39*3.9 *0.53=17.33底板處土側(cè)壓力（3.9+12.56+0.45）75.2kN/mq=8.39*16.91*0.53=75.24頂板處水側(cè)壓力19kN/mq=10*1.9=195底板處水側(cè)

29、壓力149.1kN/mq=10*14.91=149.16底板水浮力0kN/m7頂板超載20kN/m8側(cè)墻超載12.8kN/mq=20*0.53=10.69中板恒載8kN/m10中板活載0kN/m結(jié)構(gòu)基底主要落在5H-2硬塑狀粘性土層，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，土層豎向地基系數(shù)Kv=21MPa/m，水平向地基系數(shù)Kh=21MPa/m。則底板豎向每1m取一根豎向彈簧，則彈簧剛度系數(shù)k=21MPa/m。地下連續(xù)墻在主體結(jié)構(gòu)以下部分采用文克爾彈性地基梁模型進(jìn)行計(jì)算，水平彈簧m值取21MPa/m。標(biāo)準(zhǔn)斷面計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖3.2：圖3.1-1 標(biāo)準(zhǔn)段使用階段外部荷載圖(示意)圖3.1-2 標(biāo)準(zhǔn)段抗浮工況外部荷載圖(示意

30、)圖3.1-3 標(biāo)準(zhǔn)段施工工況外部荷載圖(示意)3.2計(jì)算結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斷面全水頭、施工工況進(jìn)行計(jì)算分析，各工況的荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖3.2-1圖3.2-9。取控制工況結(jié)果分析結(jié)構(gòu)的安全性。 圖3.2-1 全水頭基本組合彎矩圖(單位:kN.m)圖3.2-2 全水頭基本組合剪力圖(單位:kN)圖3.2-3 全水頭基本組合軸力圖(單位:kN)圖3.2-4 抗浮工況基本組合彎矩圖(單位:kN.m)圖3.2-5 抗浮工況基本組合剪力圖(單位:kN)圖3.2-6 抗浮工況基本組合軸力圖(單位:kN)圖3.2-7 準(zhǔn)永久組合彎矩圖(單位:kN.m)圖3.2-8 準(zhǔn)永久組合剪力圖(單位:kN)圖3.2-9

31、 準(zhǔn)永久組合軸力圖(單位:kN)圖3.2-10 抗浮工況準(zhǔn)永久組合彎矩圖(單位:kN.m)圖3.2-11 抗浮工況準(zhǔn)永久組合剪力圖(單位:kN)圖3.2-12 抗浮工況準(zhǔn)永久組合軸力圖(單位:kN)圖3.2-13 全水頭工況基本組合反力圖(單位:kN)圖3.2-14 抗浮工況工況基本組合反力圖(單位:kN)3.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋計(jì)算以下所有受力計(jì)算中，在計(jì)算時(shí)彎矩、剪力（軸力）的配筋時(shí)均采用設(shè)計(jì)值（荷載基本組合下計(jì)算內(nèi)力），并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.10；在裂縫計(jì)算時(shí)，均采用準(zhǔn)永久組合值（荷載準(zhǔn)永久組合下計(jì)算內(nèi)力）。裂縫控制為背土面0.3mm，迎土面0.2mm。在裂縫驗(yàn)算時(shí)，保護(hù)層厚度大于30mm的

32、取30mm。頂板支座處（取大跨段）配筋驗(yàn)算彎矩設(shè)計(jì)值：M=1319kNm 考慮支座寬度（柱寬）影響，削峰后彎矩設(shè)計(jì)值（不小于原始值的85%）M1=1319-6120.7/2=11050.0033，取cu=0.00330按混凝土規(guī)范公式(6.2.7-1)(2)單筋計(jì)算基本公式，按混凝土規(guī)范公式(6.2.10-1)(3)求截面抵抗矩系數(shù)sh0=h-as=800-65=735mm(4)求相對(duì)受壓區(qū)高度(5)求受拉鋼筋面積AsAs=1fcbh0/fy=0.1331.0016.701000735/360=4535mm2按簡(jiǎn)化公式計(jì)算：As=0M1/(0.9fyh0)=1.11121106/(0.9360

33、735)=5178mm2(6)配筋率驗(yàn)算受拉鋼筋配筋率=As/(bh)=5178/(1000800)=0.65% smin=max0.0020,0.45ft/fy=0.451.57/360=0.0020=0.0020配筋率滿(mǎn)足要求實(shí)配25150+28150 As=7378mm25178mm2 滿(mǎn)足要求（裂縫控制）。3 裂縫驗(yàn)算(1)截面有效高度:(2)受拉鋼筋應(yīng)力計(jì)算, 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.4-3:(3)按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率, 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.2-4:(4)裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù), 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.2-2:受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑deq

34、:根據(jù)混凝土規(guī)范表7.1.2-1 構(gòu)件受力特征系數(shù) cr = 1.9:(5)最大裂縫寬度計(jì)算, 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.2-1: s = sq (2)驗(yàn)算最大裂縫寬度：0.189(mm)max=0.200(mm), 滿(mǎn)足。4 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算頂板支座處加腋根部剪力設(shè)計(jì)值V=750kN，非加腋端最大剪力V=612kN4.1 計(jì)算條件1) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)o1.12) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30，fc16.7N/mm，ft1.57/mm，縱筋合力點(diǎn)至近邊邊緣的距離as65mm3) 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fyv 300N/mm4) 由剪力設(shè)計(jì)值 V 求箍筋面積Asv，5) 截面尺寸加腋位置： bh

35、 10001100mm， hoh-as1100-651035mm非加腋端：bh 1000800mm， hoh-as800735mm4.2 計(jì)算結(jié)果(1)截面驗(yàn)算，按混凝土規(guī)范公式(6.3.1)V=0.25cfcbh0=0.251.00016.701000735=N=3068.63kNV=1.1750kN=825kN截面尺寸滿(mǎn)足要求。(2)配筋計(jì)算加腋根部1) 0.7ftbho0.70.937157011.0351066kN oV825kN非加腋端2) 0.7ftbho0.71.0157010.735808kN o612673kN按構(gòu)造配筋即可。實(shí)配：梅花布置。 10450450側(cè)壁下端斜截面抗

36、剪驗(yàn)算非加腋端最大剪力值V=1072kN4.1 計(jì)算條件1) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)o1.12) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30，fc16.7N/mm，ft1.57/mm，縱筋合力點(diǎn)至近邊邊緣的距離as65mm3) 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fyv 360N/mm4) 由剪力設(shè)計(jì)值 V 求箍筋面積Asv，5) 非加腋端：bh 1000700mm， hoh-as700635mm4.2 計(jì)算結(jié)果(1)截面驗(yàn)算，按混凝土規(guī)范公式(6.3.1)V=0.25cfcbh0=0.251.00016.701000635=2651kN V=1.11072kN=1179kN截面尺寸滿(mǎn)足要求。(2)配筋計(jì)算V 0.0033，取cu

37、=0.00330按混凝土規(guī)范公式(6.2.7-1)(2)單筋計(jì)算基本公式，按混凝土規(guī)范公式(6.2.10-1)(3)求截面抵抗矩系數(shù)sh0=h-as=1000-65=935mm(4)求相對(duì)受壓區(qū)高度(5)求受拉鋼筋面積AsAs=1fcbh0/fy=0.1581.0016.701000935/360=6853mm2按簡(jiǎn)化公式計(jì)算：As=0M1/(0.9fyh0)=1.12053/(0.9360935)=7455mm2(6)配筋率驗(yàn)算受拉鋼筋配筋率=As/(bh)=7455/(10001000)=0.75% smin=max0.0020,0.45ft/fy=0.451.57/360=0.0020=

38、0.0020配筋率滿(mǎn)足要求實(shí)配32150+32150 As=10725mm27455mm2 滿(mǎn)足要求（裂縫控制）。3 裂縫驗(yàn)算(1)截面有效高度:(2)受拉鋼筋應(yīng)力計(jì)算, 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.4-3:(3)按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率, 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.2-4:(4)裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù), 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.2-2:受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑deq:根據(jù)混凝土規(guī)范表7.1.2-1 構(gòu)件受力特征系數(shù) cr = 1.9:(5)最大裂縫寬度計(jì)算, 根據(jù)混凝土規(guī)范式7.1.2-1: s = sq (2)驗(yàn)算最大裂縫寬度：0.198(mm)max=0.20

39、0(mm), 滿(mǎn)足。4 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算頂板支座處加腋根部剪力設(shè)計(jì)值V=1092kN，非加腋端最大剪力V=943kN4.1 計(jì)算條件1) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)o1.12) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30，fc16.7N/mm，ft1.57/mm，縱筋合力點(diǎn)至近邊邊緣的距離as65mm3) 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fyv 300N/mm4) 由剪力設(shè)計(jì)值 V 求箍筋面積Asv，5) 截面尺寸加腋位置： bh 10001300mm， hoh-as1300-651235mm非加腋端：bh 10001000mm， hoh-as935mm圖4.2-9 盾構(gòu)段頂板雙向板剪力計(jì)算凈面積 (單位:kN)4.2 計(jì)算結(jié)

40、果(1)截面驗(yàn)算，按混凝土規(guī)范公式(6.3.1)V=0.25cfcbh0=0.251.00016.7010001000=4175kN oV =1201kN截面尺寸滿(mǎn)足要求。(2)配筋計(jì)算（支座承受剪力按面積分?jǐn)偡ǎ┘右父?) 0.7ftbho0.70.897157011.2351217kN oV（44/74）1.110920.6=714kN非加腋端2) 0.7ftbho0.70.961157010.935987kN oV（44/74）1.19430.6=622kN3)雙向板整體抗沖切驗(yàn)算:面積：148m2，設(shè)計(jì)荷載：161kPa；總沖切荷載：148161=23828kNFl=0.7ftumh

41、o=0.70.9830.61.5748.99351000=29418kN23828 kN實(shí)配：梅花布置。 10300300側(cè)壁下端斜截面抗剪驗(yàn)算非加腋端最大剪力值V=1500kN4.1 計(jì)算條件1) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)o1.12) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30，fc16.7N/mm，ft1.57/mm，縱筋合力點(diǎn)至近邊邊緣的距離as65mm3) 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fyv 360N/mm，箍筋間距s450mm4) 由剪力設(shè)計(jì)值 V 求箍筋面積Asv，5) 非加腋端：bh 1000700mm， hoh-as700635mm4.2 計(jì)算結(jié)果(1)截面驗(yàn)算，按混凝土規(guī)范公式(6.3.1)V=0.25cf

42、cbh0=0.251.00016.701000635=2651kN V=1.11592kN=1751kN截面尺寸滿(mǎn)足要求。(2)配筋計(jì)算V cvftbh0+fyv(Asv/s)h0Asv/s = (V-cvftbh0)/(fyvh0) = (1650.00103-0.701.571000635)/(360635) = 4.16507mm2/mm=4165.07mm2/m實(shí)配：梅花布置16300300 Asv/S=4469mm2/m，滿(mǎn)足要求表4.3-1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面驗(yàn)算結(jié)果表 *站各結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋及裂縫寬度計(jì)算計(jì)算位置厚度(mm)準(zhǔn)永久組合值設(shè)計(jì)值鋼筋抗拉強(qiáng)度構(gòu)造配筋(mm2/m)配筋計(jì)算(重要

43、性系數(shù)1.1)實(shí)配鋼筋面積實(shí)配/計(jì)算配筋率(%)拉通鋼筋另加鋼筋另加鋼筋鋼筋間距裂縫寬度（mm)控制裂縫是否滿(mǎn)足要求保護(hù)層厚度(mm)MqVq加腋根部Vq1Nq修正MqMV加腋根部V1N修正M盾構(gòu)井段頂板支座1000188269780735914672535.0943.01092.0488.02053.0360.02000.07454.610725 1.44 1.1432321500.19820.2滿(mǎn)足50頂板跨中10009473591229.31287.0488.01667.3360.02000.06053.98044 1.33 0.86321000.23730.3滿(mǎn)足40頂板端頭10007

44、19510619359611.15984.0693.0842.0488.0836.4360.02000.03037.05362 1.77 0.57321500.07870.3滿(mǎn)足50中板支座400270109129949231.85365.0148.0175.01279.0313.2360.0800.02995.34629 1.55 1.3622201500.14370.3滿(mǎn)足30中板跨中400130949170.5176.01279.0230.8360.0800.02206.82545 1.15 0.75181000.20410.3滿(mǎn)足30中板端頭400270109129949231.853

45、68.0148.0175.01279.0316.2360.0800.03024.04629 1.53 1.3622201500.14370.3滿(mǎn)足30底板支座11001891851102212981607.352576.01152.01356.01752.02189.6360.02200.07182.410725 1.49 1.0332321500.19630.2滿(mǎn)足50底板跨中1100127212981364.851714.01752.02100.4360.02200.06889.88044 1.17 0.77321000.23700.3滿(mǎn)足40底板端頭1100186786810201298

46、1586.952520.01172.01377.01752.02142.0360.02200.07026.310725 1.53 1.0332321500.19220.3滿(mǎn)足50側(cè)壁上端700719314359636611.15984.0427.0488.0864.0836.4360.01400.04471.99468 2.12 1.4828321500.10500.2滿(mǎn)足50側(cè)壁下端加腋100018671260134310201474.932520.01701.01813.01377.02142.0360.02000.07777.810725 1.38 1.1432321500.1999 0

47、.2滿(mǎn)足50側(cè)壁下端70010161260102010161487.01701.01377.01487.0360.01400.07950.310725 1.35 1.6832321500.18950.2滿(mǎn)足50側(cè)壁中間支座700462345441963392.7624.0466.0595.01278.0530.4360.01400.02835.84106 1.45 0.64281500.16150.2滿(mǎn)足50側(cè)壁跨中700384942549.9520.01278.0743.1360.01400.03972.84909 1.24 0.77251000.22300.3滿(mǎn)足40環(huán)框梁計(jì)算5.1盾構(gòu)孔

48、邊頂板環(huán)框梁計(jì)算5.1.1根據(jù)表6.1-1 土層參數(shù)簡(jiǎn)化表，天然密度取=18.5 kN/m3，側(cè)壓力系數(shù)取0.53，水位算到地面，頂板環(huán)框梁分?jǐn)倐?cè)墻的范圍為L(zhǎng)=4.97m，頂板環(huán)框梁中心線(xiàn)到地面的高度H=4.3m，采用水土合算。環(huán)框梁P水土壓力=4.3*18.5*0.53*4.97=211kN/m，盾構(gòu)吊裝地面超載在側(cè)墻附加土壓力P土壓力=30*0.53*4.97=79 kN/m，環(huán)框梁所受合力為P=290kN/m采用civil有限元進(jìn)行計(jì)算頂板環(huán)框梁計(jì)算簡(jiǎn)圖5.1.2、計(jì)算結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)組合彎矩圖 標(biāo)準(zhǔn)組合剪力圖標(biāo)準(zhǔn)組合軸力圖5.1.3、配筋計(jì)算環(huán)框梁軸力較大，裂縫驗(yàn)算構(gòu)件按壓彎考慮。梁1：寬1000mm*高1550 mm由于支座很寬，考慮支座彎矩折減0.25，彎矩標(biāo)準(zhǔn)值M=4244kN.m，折減后的彎矩為Mk=3183kN.m，軸力N=2056kN?？缰凶畲髲澗豈=1193kN. m。裂縫驗(yàn)算實(shí)配上縱實(shí)配: 13E32 11/2 11E32 13E32 11/2 下縱實(shí)配: 13E32 13E32 13E32箍筋實(shí)配: 6d14100 6d14200 6d14100腰筋實(shí)配: 6d22 6d22 6d22裂