地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)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(wǎng)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(yīng)保證使 用方便、安全、迅速進(jìn)出車站。為此，要求車站有良好的通風(fēng)、照明、 衛(wèi)生設(shè)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(shù)整體 的一個有機(jī)部分，一條線路中各站在結(jié)構(gòu)或建筑藝術(shù)上都應(yīng)有獨(dú)特 的特點(diǎn)。車站設(shè)計時，首先要確定車站在現(xiàn)有城市路網(wǎng)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(xì)調(diào)查研究，作經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。車站位置

2、確定后，進(jìn)行選型，然后 根據(jù)客流及其特點(diǎn)確定車站規(guī)模，平面位置，斷面結(jié)構(gòu)形式等。然后 進(jìn)行車站構(gòu)造設(shè)計，內(nèi)力計算，配筋計算等等。一 工程概況：長沙市五一廣場站設(shè)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(hù)。二、設(shè)計依據(jù)：地鐵設(shè)計規(guī)范（GB50157-2003;地鐵施工技術(shù)規(guī)范。三、地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計選用矩形框架結(jié)構(gòu)。設(shè)計為島式車站，采用兩層三跨結(jié)構(gòu)。地鐵車站采用明挖法。車 站其矩形框架由底板、側(cè)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(cè)墻為支承的梁式板結(jié)構(gòu)。 采用地

3、下連續(xù)墻和鉆孔樁護(hù)壁，采用鋼管和鋼板樁作基坑的臨時支護(hù)。 臨時 立柱采用鋼管混凝土，柱下基礎(chǔ)采用樁基，樁基采用灌注樁。車站開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(cè)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(chǎn)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(shù)沙土的容重Z土層的深度c土的黏聚力各層土壓力系數(shù)

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(jié)構(gòu)分析計算：車站框架設(shè)計車站站臺建筑設(shè)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(chǔ)厚1000 mm,車站總高 12000 mm車站框架設(shè)計圖如圖所示:3 UUQk圖車站框架設(shè)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(shè)計值（取1m寬度）:地面活荷載:q = 20 KN/地面活荷載設(shè)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(shè)計值（取1m寬度）：g = x x 1 = m樓面荷載：KN/m2線活荷載設(shè)計值（取1m寬度）：1X X 10 = 14 KN/ m2線活荷載總設(shè)計值：g + q = 27 m車站橫向荷載為土壓力，取1m寬度進(jìn)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(nèi)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(jié)構(gòu)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(shù)為；固定端傳遞系數(shù)為，滑動支座傳遞系數(shù)為，假定材料均勻，線剛度與桿件成反比,u為分配系數(shù)由力矩分配法計算結(jié)果如圖:用工以271-68543#T227720.7182,6135,831-6£Lfi5AB圖站廳層半結(jié)構(gòu)計算結(jié)果第二層桿件計算同取半結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計算如圖:EDEHHEEB圖站臺層半結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)受力計算結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)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(shí)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(shí)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(fèi)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(nèi)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(shù)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(shù)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(shí)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(nèi)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(shí)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(shí)際剛度為單獨(dú)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(cè)抹灰：恒載標(biāo)準(zhǔn)值 ：+20+=恒載設(shè)計值：G= X =活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ：70 X =525KN活荷載設(shè)計值：Q=525 X =內(nèi)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(jié)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(xiàng)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(lán)書30工114990=jt 3E 5KN/I13出 1)894834g鴕f2-5 而 E件iE門1- 丸S870內(nèi)+3

20、752145力不+利組+19352016合+21581935站廳層頂板主梁彎矩包絡(luò)圖如圖所示:5377.5kri/m圖站廳層頂板主梁彎矩包絡(luò)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(nèi)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(jié)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(shí)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(shí)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(chǎn) 了fi 產(chǎn)

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(cè)抹灰:17 xx XX 2= KN/mg = KN/m活荷載p = 27 KNq =x + x = KN/m內(nèi)力計算（只對次梁正截面內(nèi)力計算和配筋，斜截面內(nèi)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(nèi)力計算及配筋如表7-10所示：表7-10站臺層頂板次梁內(nèi)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(shí)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(shí)際剛度為單獨(dú)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(cè)抹灰KN恒載標(biāo)準(zhǔn)值:恒載設(shè)計值:G=x = KN144 KNQ 144 1.3 187.2kN活載標(biāo)準(zhǔn)值:活載設(shè)計值:內(nèi)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(jié)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(xiàng)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(nèi) 力 不 利 組 合+804+-1707站臺層頂板主梁彎矩包絡(luò)圖如圖所示:2018.6KN站臺層頂板主梁彎矩包絡(luò)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(shí)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(shè)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(shè)計參數(shù)N=混凝土保護(hù)層厚度 25mm, dcor 800mm 2 25 750mm（核心尺寸）cord2d cor44156.2mm設(shè)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