基于BIM技術(shù)的地鐵車站設(shè)計與施工設(shè)計

③裂縫寬度驗算ρ鋼筋混凝土構(gòu)件受拉區(qū)縱向鋼筋的應(yīng)力σ裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)φ=1.1-最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離C=50mm受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑d所以最大裂縫寬度ωmax裂縫滿足要求標(biāo)準(zhǔn)段截面配算頂縱梁上緣頂縱梁下緣中縱梁上緣中縱梁下緣底縱梁上緣底縱梁下緣彎矩設(shè)計值5584.94148.61205.3895.37519.95586.2尺寸b×h1000×16001000×16001000×10001000×10001000×18001000×1800鋼筋數(shù)量及截面尺寸9C508C368C286C2520C3216C32實際鋼筋截面面積176768143492629451608412864剪力設(shè)計值4028.94028.9869.5869.55425.15425.1箍筋B12@100B12@100B12@100B12@100B12@100B12@100彎矩標(biāo)準(zhǔn)值4105.93050.1889.56660.8165008.93720.9裂縫寬度0.1470.1480.1590.1730.1850.175裂縫是否滿足要求滿足滿足滿足滿足滿足滿足4.11樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計4.11.1設(shè)計示意圖4.11.2幾何參數(shù)樓梯類型：梁式C型樓梯約束條件：兩端簡支梯段凈跨：Ln=4800mm樓梯高度：H=5100mm 樓梯寬度：W=1800mm樓梯級數(shù)：n=34（級）平臺板厚：C1=70mm面層厚度：C2=30mm4.11.3荷載參數(shù)樓梯混凝土容重：γ樓梯面層容重：c樓梯頂棚抹灰容重：c樓梯欄桿自重：q樓梯設(shè)計可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=2.5KN/m可變荷載組合值系數(shù)：φ=0.7可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)：q=0.54.11.4材料參數(shù)混凝土強度等級：C30混凝土抗壓強度設(shè)計值：f混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值：f混凝土抗拉強度設(shè)計值：f混凝土彈性模量：E主筋強度等級：HPB300f主筋彈性模量：E受拉縱筋合力點到梯梁底邊的距離：a4.11.5荷載計算過程（1）樓梯幾何參數(shù)梯段板與水平方向夾角余弦值：cosα梯段板的計算跨度：B梯段板的平均厚度：d=(h+c/（2）荷載設(shè)計值1、均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值：三角形踏板=1.88KN/m混凝土斜板=5.59KN/m水磨石面層=0.98KN/m水泥砂漿=0.38KN/m恒載總計：1.88+5.59+0.98+0.38=8.83KN/m活載取4KN/m總荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk=1.0×8.83+1.0×4=12.83KN/m總荷載設(shè)計值：P=1.3×8.83+1.5×4=17.47KN/m4.11.6內(nèi)力計算混凝土取C30fc=14.3，ft=1.43，鋼筋HR335，fy=300N/mmM=0.1Pln2=0.1×17.47×Mk=0.1pkln2=41.924.11.7樓梯配筋h0=200-20=180mmαs=MAs=Mrsfyh0=781.46選配Φ14@100,As=1539mm4.11.7裂縫寬度驗算σsk=ρte=φ=1.1-0.65ftkpteσC=25mm，dwmax=0.0724.11.8平臺板荷載計算平臺自重：25×0.1=2.5kN/m水磨石層：0.65×1=0.65kN/m板底抹灰：0.02×17=0.34kN/m總計：2.5+0.65+0.34=3.49kN/m活載取4kN/m總荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk=1.0×3.49+1.0×4.12=7.49kN/m總荷載設(shè)計值：P=1.3×3.49×1.5×4=10.54kN/m4.11.9內(nèi)力計算M=0.1Pln2=0.1×10.54×1.6Mk=0.1Pln2=0.1×7.49×1.6V=0.5plo=8.34<0.7ftbh0=80.08kN/m4.11.10配筋計算h0=100-20=80mmαs=ξ=1-1-2αγs=1-0.5ξAs=Mf選配Φ8@200,As=2510mσsk=ρte=φ＝1.1－0.65ftkC=25mm，dwmax=2.11×0.2×107.9200000車站圍護結(jié)構(gòu)5.1圍護結(jié)構(gòu)方案5.1.1基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)本車站明挖基坑寬度為20.5m，深度為17m，根據(jù)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》(YB9258-97)和《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ129-99），本基坑圍護等級為一級：基坑水平位移≤0.2.1%H，且≤35mm，地面最大沉降量≤0.15.6%H，即28mm。5.1.2圍護結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)板底標(biāo)高約為20.4m，位于承壓水處，該層土質(zhì)為圓礫層。加隔水層。用鉆孔灌注樁。5.1.3內(nèi)支撐系統(tǒng)內(nèi)部須設(shè)置多道水平支撐。本車站主體基坑尺寸157m×20.5m窄而長，采用內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)支撐。采用φ600，t=12mm，水平間距3m左右。5.1.4基坑圍護方案主體結(jié)構(gòu)基坑采用C800@1400mm鉆孔灌注樁加內(nèi)部鋼支撐作為基坑圍護結(jié)構(gòu)5.2圍護結(jié)構(gòu)計算計算是以“增量法”為原則，借助“理正深基坑軟件”的幫助來進行建模和受力分析，得出較準(zhǔn)確的計算結(jié)果，再排樁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和配筋的計算。5.2.1支護方案排樁支護5.2.2土壓力模型及系數(shù)調(diào)整5.3結(jié)構(gòu)設(shè)計5.3.1冠梁配筋5.4樁截面計算5.5整體穩(wěn)定驗算我們?nèi)⊥翖l的寬度為0.40m。圖5-7整體穩(wěn)定驗算簡圖滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=0.433圓弧半徑(m)R=20.335，圓心坐標(biāo)X(m)X=-4.464，圓心坐標(biāo)Y(m)Y=13.6945.6抗傾覆穩(wěn)定驗算抗傾覆安全系數(shù): 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內(nèi)撐 0.000 2 內(nèi)撐 0.000 3 內(nèi)撐 0.000 Ks=2.418>=1.250,滿足規(guī)范要求。 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內(nèi)撐 177.778 2 內(nèi)撐 0.000 3 內(nèi)撐 0.000 Ks=2.624>=1.250,滿足規(guī)范要求。 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內(nèi)撐 177.778 2 內(nèi)撐 0.000 3 內(nèi)撐 0.000 Ks=1.138>1.250,滿足規(guī)范要求! 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內(nèi)撐 177.778 2 內(nèi)撐 177.778 3 內(nèi)撐 0.000 Ks=1.288>=1.250,滿足規(guī)范要求。 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內(nèi)撐 177.778 2 內(nèi)撐 177.778 3 內(nèi)撐 0.000 Ks=1.491>1.250,滿足規(guī)范要求! 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內(nèi)撐 177.778 2 內(nèi)撐 177.778 3 內(nèi)撐 177.778 Ks=1.592>1.250,滿足規(guī)范要求! 序號 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 內(nèi)撐 177.778 2 內(nèi)撐 177.778 3 內(nèi)撐 177.778 Ks=1.526>1.250,滿足規(guī)范要求! 最小安全Ks=1.491>1.250,滿足規(guī)范要求!5.7抗隆起驗算圖5-8a抗隆起驗算簡圖圖5-8b抗隆起驗算簡圖1)從支護底部開始，逐層驗算抗隆起穩(wěn)定性，結(jié)果如下： Ks=2.546>1.800，抗隆起穩(wěn)定性滿足。2) Ks=2.553>2.200，坑底抗隆起穩(wěn)定性滿足。5.8嵌固深度驗算嵌固深度計算過程：按交互的最大土層厚度，嵌固深度計算值h0=52.000m嵌固深度采用值ld=6.000m嵌固深度取為6.800 Ps=885.674≤Ep=8514.013，土反力滿足要求。 Ps=903.964≤Ep=8514.013，土反力滿足要求。 Ps=2342.595≤Ep=4010.601，土反力滿足要求。 Ps=2342.595≤Ep=4010.601，土反力滿足要求。 Ps=715.795≤Ep=992.704，土反力滿足要求。 Ps=715.795≤Ep=992.704，土反力滿足要求。 Ps=490.591≤Ep=543.808，土反力滿足要求。Ps為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的基坑內(nèi)側(cè)土反力合力（kN）；Ep為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的被動土壓力合力（kN）。第6章車站結(jié)構(gòu)防水設(shè)計6.1防水原則與標(biāo)準(zhǔn)6.1.1一般原則1、“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防水、因地制宜、綜合制理”的原則。2、以結(jié)構(gòu)自防水為根本，施工縫、變形縫等接縫防水為重點，輔以附加防水層加強防水。3、結(jié)構(gòu)防水層材料，選用耐老化，耐腐蝕，易操作且焊接時無毒，適宜在潮濕基面上施工的材料。6.1.2防水標(biāo)準(zhǔn)1、按一級防水等級要求設(shè)計，不允許出現(xiàn)滲水部位，結(jié)構(gòu)表面不得有濕漬。2、風(fēng)道、風(fēng)井等部位按二級防水等級要求設(shè)計，總濕漬面積不應(yīng)大于總防水面積的7/1000，單個不大于0.24m。3、砼耐蝕系數(shù)不應(yīng)小于0.8。6.1.3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、防水砼的抗?jié)B等級為P8，并鋪設(shè)柔性防水層。2、在板墻結(jié)構(gòu)的外側(cè)設(shè)防水層。3、混凝土強度為C15，厚度150。6.2結(jié)構(gòu)附加防水層措施板、墻采用防水混凝土，抗?jié)B等級P8。為C35抗?jié)B混凝土。防水層采用ECB防水板.6.3細部構(gòu)造防水措施變形縫采用中埋式橡膠止水帶和變形縫內(nèi)嵌縫膠嵌縫的處理方法，同時在結(jié)構(gòu)變形縫的外側(cè)增設(shè)外貼式止水帶。6.3.1施工縫防水灌筑下一段混凝土前，刷兩道素水泥漿。止水條槽采用木條預(yù)留.鋼板止水帶放在迎水面一側(cè)，并彎折180度后直線段不小于102mm。6.3.2變形縫防水變形縫寬度為22mm，用油標(biāo)明位置，變形縫處止水帶采用302mm寬的橡膠止水帶。第7章施工組織設(shè)計7.1施工方法方案比選表7-1車站施工方法比較表7.3施工降水7.3.1降水要求基坑有膨脹土，選擇合理而高效的工程降水方案是地下工程設(shè)計的重要內(nèi)容之一，必須引起足夠的重視。7.3.2降水目的通過降水及時疏干開挖范圍內(nèi)土層的地下水開挖施工及時降低圍護樁內(nèi)基坑中的地下水位。7.3.3降水方案選擇坑內(nèi)降水方案、坑外降水方案、堵水方案可供選擇；堵水方案是采用坑外降水和坑內(nèi)降水方案均不能完全達到基坑降水要求時的輔助措施，在石家莊地區(qū)基本不采用?？油饨邓桨概c坑內(nèi)降水方案相比主要有以下優(yōu)點：施工降水采用坑外布井，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工沒有影響，有利于加快施工進度，結(jié)構(gòu)底板不需開洞，結(jié)構(gòu)整體性好，抵御降水過程中的斷電、設(shè)備故障的能力較強。所有的降水井均采用降水井用濾料回填。降水工作一經(jīng)運轉(zhuǎn)，抽出的大量地下水應(yīng)安全排放，使其不再滲流入基坑及附近范圍內(nèi)，亦不能影響城市道路交通和市容環(huán)境。7.4環(huán)境保護措施1、環(huán)境保護必須遵守國家現(xiàn)行的有關(guān)環(huán)境保護的方針、政策，并符合石家莊市環(huán)保部門的有關(guān)規(guī)定。2、做好土方調(diào)配，避免亂取亂棄，破壞自然環(huán)境。3、棄土運輸應(yīng)進行遮蓋，以防污染環(huán)境。4、樹木及綠化的保護措施（1）施工結(jié)束后，對臨時堆放場、施工便道應(yīng)及時恢復(fù)植被，按園林部門的要求進行綠化。（2）保持城市景觀的統(tǒng)一性。（3）施工降水引起基坑周邊地下水位的下降會對行道樹和綠化帶的成活產(chǎn)生不利影響.7.5施工監(jiān)測7.6工程量統(tǒng)計本設(shè)計方案車站主體寬度為20.7m，長度為181.2m，高度為12.8m，覆土層厚度為3.8m，基坑開挖深度為17.7m。經(jīng)過初步設(shè)計，對該工程的土方量、鋼筋用量、混凝土用量等進行簡單的預(yù)算。技術(shù)經(jīng)濟分析8.1預(yù)測帶來的經(jīng)濟效益使用者的經(jīng)濟效益分析，將積水潭商圈全體的交通利用者所涉及的交通便利性的變化作為測量標(biāo)準(zhǔn)，以積水潭商圈的人流量為對象，發(fā)現(xiàn)，隨著地鐵車站的建設(shè)，交通便利性的滿足度（所需時間、運費、換乘便利性的提高、鐵路對定時性的信賴感等）大大提升。同時地鐵車站的建設(shè)也改善了局部環(huán)境，根據(jù)汽車交通量的預(yù)測結(jié)果，將各道路區(qū)間對應(yīng)行駛速度的排放量乘以該區(qū)間的交通量，得到的城市圈內(nèi)所有總排放量的變化，發(fā)現(xiàn)排放量大大減少而且還有改善地球環(huán)境的作用，伴隨著地鐵車站建設(shè)完成，將汽車CO2排放量的減少以及地鐵運行所需發(fā)電所產(chǎn)生的CO2排放量的變化進行對比，得出二氧化碳排放量大大減少。最后還有降噪方面，減少道路，交通事故發(fā)生的所帶來的經(jīng)濟效益8.2車站施工經(jīng)濟分析。本次地鐵車站采用明挖法進行施工，明挖法擁有施工簡便，施工周期短的特點，相對比暗挖法，擁有多個施工面，工程質(zhì)量易于保證，暗挖法的每立方米人工消耗比明挖法高3-6倍，同時因為暗挖法的施工方式為提前支護，并且采用超前小導(dǎo)管注漿等方式來確保土體穩(wěn)定性，所以暗挖法的造價是明挖法的1.5-2倍，故在本次設(shè)計中，因為條件環(huán)境允許，所以選擇明挖法作為車站主體的施工方式。在基坑支護的選擇中，由于周圍存在較多的帶有地下結(jié)構(gòu)的建筑物，所以采用地下連續(xù)墻為基坑支護結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)采用重合墻的方式進行施工，故可以適當(dāng)減少主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻的配筋，以達到減少成本的目的。第9章結(jié)論采用的是地下兩層雙柱三跨式島式車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層，車站結(jié)構(gòu)為雙柱三跨現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架。車站總長157m，總寬20.5m，頂板覆土3.5m，底板埋深17m，鉆孔灌注樁作為施工期間的基坑支護，主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻為鉆孔灌注樁加內(nèi)襯墻復(fù)合結(jié)構(gòu)，車站主體結(jié)構(gòu)采用明挖順做法進行施工。車站的建筑設(shè)計是根據(jù)石