地铁车站计算 - 图文(9)

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第33页

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.设备荷载标准值应采用8.0kp，

则其设计值为q中板?1.4??4?8??16.8kPa 2）、侧向荷载

本工程地下水位于砂质土层，可采用水土分算。 选取车站有效站台中心处计算侧向水平土压力。 为简化计算，采用土压力加权平均：

??h?18.58kN/m

?h?h?各层土的平均内摩檫角???19.21 ?h各层土的平均容重?加?iii3iii加式中 ?i—车站侧向荷载土各层的容重； ?i—车站侧向荷载土各层的内摩檫角；

hi—车站侧向荷载土各层的厚度；q2???ihi

?加??侧压力系数 ??tan?45???0.51

2??2侧墙土顶板处的侧压力 e1?q顶板??46.98KPa 侧墙土底板处的侧压力 e2?q顶板??加?12.66????166.95KPa

地下水位在底侧墙处的压力e3　?10?13.16?1.35?177.66KPa 地下水位在底板处的浮力q水　?10?13.16?1.35?177.66KPa

3）、列车荷载

根据选定的车型以及车辆参数，换算为等效均布荷载，按20kPa计算。

4.4.3 结构内力计算

1）、计算模型的确定

地下结构是建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

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第34页 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(ansys)进行结构计算。在前处理中得到的结构分析模型如下图和在后处理中可以得到结构内力图分别如下所示：

图4-3 荷载模型图

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第35页

图4-4 结构变形图

图4-5 结构弯矩图

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第36页

图4-6 结构剪力图

图4-7 结构轴力图

西南交通大学本科毕业设计(论文) 第37页

4.5 结构配筋 4.5.1 配筋计算截面

根据最大内力选取危险断面进行配筋计算，所选截面如下图所示：

图4-8 配筋计算截面图 表4-3 计算截面内力表

构件（截面） 顶板上缘（1-1） 顶板下缘（2-2） 中板上缘（3-3） 底板上缘（4-4） 底板下缘（5-5） 侧墙迎土面（6-6） 侧墙背土面（7-7）

中 柱

弯矩（kN·m）

823.23 462.85 258.82 403.67 1438.4 1438.4 960.00

轴力(kN) 156.32 156.32 1104.4 1226.9 1226.9 856.86

779.30

1534.4

尺寸?b?h?mm

1000?800 1000?800 1000?400

1000?800 1000?800

1000?800 1000?800 1000?800

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