城市地铁车站结构设计
- 格式:pdf
- 大小:1014.99 KB
- 文档页数:3
地铁车站规划与设计方向毕业设计指导书1.毕业设计目的与要求1.1毕业设计的目的地铁车站规划与设计方向毕业设计使学生毕业前,在教师指导下独立完成毕业设计,学习、掌握和提高综合应用所学理论知识进行分析问题和解决实际问题的能力,熟悉地铁车站规划与设计方向的方法,从而获得城市地下空间工程规划设计的基本训练。
毕业设计要求学生综合运用所学基础理论、专业理论和基本技能,按照任务书的要求,对具体工作进行合理的工程规划设计,提供完整的设计说明书和设计图纸。
1.2毕业设计的要求要求地铁车站规划与设计方向毕业设计,要求学生在教师的指导下完成某地铁车站规划设计的设计任务,进行地铁车站总体规划及具体结构设计,在结构设计计算时,规划设计能力、电算等数值分析能力及理论分析能力都得到锻炼。
2毕业设计的容要求在毕业设计时间,要求每个学生独立完成下列任务:1.毕业设计任务书:按学校的统一格式,由指导老师下达,选择适合的选择设计专题。
2.中、英文摘要与关键词:毕业设计第一部分为中文摘要,约500~800字左右(限1页)。
包括论文题目、摘要容和关键词。
摘要容应包括工作目的、方法、成果和结论等。
语言力求精炼,一般不宜使用公式、图表,不标注引用文献。
为了便于文献检索,应在本页下方另起一行注明3-5个论文的关键词。
包括毕业设计的选题和特点、主要设计计算容及主要结论。
中文摘要后为英文摘要,以400个左右实词为宜(限1页),也应包括论文题目、摘要容和关键词。
容应与中文摘要相同。
3.中文设计说明书:主要介绍设计任务来源、设计标准、设计原则、主要技术资料和主要施工方法和技术要求。
其中地铁车站规划与设计毕业设计说明书主要容包括地铁车站建筑设计和地下车站结构设计。
具体要求如下文所述。
4.绘制下列图纸一般设计图纸控制在2-31.地铁车站平面图2.地铁车站纵剖面图3.地铁车站横剖面图5.外文文献翻译:选择一篇与设计有关的外文科技文献,独立翻译成中文。
需附上原文与译文。
、结构拟定尺寸及基本参数
该项目结构覆土层为3m,结构形式为两层三跨闭合框架,框架柱距为8m,站台层建筑
净高4.5m,站厅层建筑净高4.8m。
结构构件截面尺寸及主要材料强度如表1所示。
车站典
型横断面如下图所示(图1):
图1车站典型横断面
、简化解析计算方法
取轴线方向1m长度闭合框架作为计算简图,柱作为只承受压力的二力杆,不考虑支护
结构影响,竖向地基反力按照竖向静力平衡条件计算确定,不考虑周围土层介质的抗力,按荷载一结构法进行计算;柱截面设计时按照柱距设计和计算轴力综合确定。
工程地质
岩土分层及特性
ur111
-- r
J
mu
ii
nim
111
|.h» L* \ [L 严Y| 1a
-
»
it
W 4 -- ■4■L 午■ !—
…丨LI
图2主体结构计算图式
表
岩土层分类及深度
土层物理、力学参数表
表3各岩土层力学、物理参数
表4荷载计算表
荷载及荷载效应组合
表5荷载组合参数表
荷戦种类纽合永久荷找可变荷St水土圧力人肪荷攪地匿荷iX
1 {基本)1135VL^0.7* 1.413500
\_2(甚本)_n12皆1.400
3 <标准) 1.0 1.0 1.000
4〔准永久) 1.0屮qX 1 -0 1.0Q0
5 <人防) 1.20 1.2 1.00
6 {地怎}L20.5x12「12013
注*甲q为准永久值系数匚YL为町变荷裁君虑投计便用年限的调整家敬。
地铁车站结构设计车站是旅客上、下车的集散地, 也是列车始发和折返的场所, 是地下铁道路网中的重要建筑。
在使用方面, 车站供旅客乘降, 是旅客集中处所, 故应保证使用方便、安全、迅速进出车站。
为此, 要求车站有良好的通风、照明、卫生设备, 以提供旅客正常的清洁卫生环境。
地下铁道车站又是一种宏伟的建筑物, 它是城市建筑艺术整体的一个有机部分, 一条线路中各站在结构或建筑艺术上都应有独特的特点。
车站设计时, 首先要确定车站在现有城市路网中的确切位置, 这涉及到城市规范和现有地面建筑状况, 地下铁道车站不比地面建筑, 一但修建要改移位置则比较困难, 因此确定车站的位置时, 必须详细调查研究, 作经济技术比较。
车站位置确定后, 进行选型, 然后根据客流及其特点确定车站规模, 平面位置,断面结构形式等。
然后进行车站构造设计, 内力计算, 配筋计算等等。
一、工程概况:长沙市五一广场站设计为两层三跨岛式车站,车站全长,宽度为,上层为站厅层,下层为站台层。
车站底板埋深16m采用明挖法施工,用地下连续墙围护。
二、设计依据:地铁设计规范( GB50157-2003);地铁施工技术规范。
三、地铁车站结构设计设计选用矩形框架结构。
设计为岛式车站,采用两层三跨结构。
地铁车站采用明挖法。
车站其矩形框架由底板、侧墙、顶板和楼板、梁、柱组合而成。
顶板和楼板采用单向板,底板按受力和功能要求,采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构。
采用地下连续墙和钻孔桩护壁,采用钢管和钢板桩作基坑的临时支护。
临时立柱采用钢管混凝土,柱下基础采用桩基,桩基采用灌注桩。
车站开挖围护结构r=L3.2k N/MC二0耳宁:7戸厂■鬥z3z4z5 £------r=27,0kN.mc=0u地铁车站围护结构采用0.8m厚、30m深地下连续墙,入土深度比为二,其中基坑开挖深度H为16m,入土深度D为14m。
四、侧压力计算:土分层及土的钻孔柱状图如图:图土分层及土的钻孔柱状图(单位,m )362其中 a ......................................................................................................... 主动土压力a .................................................................................. 主动土压力系数.......................................... 沙土的容重Z ....................................... 土层的深度c ........................................ 土的黏聚力各层土压力系数:计算主动土压力:2ctg 2 45 25 0.41 a tg 2 45 30 0.33 tg 2 45 32 0.31 a tg 2 45 34 2 0.26a tg 2 45 0.2236 20.26 xx2C a1= xx = kpa=kpax = kpaxx + x + x 9 + x = kpa各层土压力:kpakpaxx + x 9)= kpa0.26 x x + x 9) kpa23.42 xx + x + x + x + 27 x = kpa由于黏聚力C = 0 ,所以临界深度为0其主动土压力(水土和算)分布图如图所示:图土压力分布图(单位,m简化计算:沙土层 c 的平均直如下:= ______ ih L 13.2 6.5 19.8 2.0 26.7 9 26.5 1.2 27 11.330154.7kpckpa2p tg 45 刁 °31tg 2 45 3.25 a 1.80 也 13・2 25 19・8 30 26・7 32 26・5 34 27 36 32° h i 30五、车站结构分析计算: 车站框架设计车站站台建筑设计长度为134600mm ,车站宽度21800 mm 站台层净高4200 mm 站厅层净高5600 mm ,站台至轨道净高2000 mm 顶板厚800 mm 中板厚400 mm 车站基础厚1000 mm,车站总高 12000 mm车站框架设计图如图所示:0.55X 20 = KN/ m 2X 25 = 20 KN/ m受力分析:① 顶板荷载计算线荷载:20mm 厚水泥沙浆面层: 800mmi 钢筋混凝土板:图车站框架设计图(单位:mm20 mm 厚沙浆抹灰: X 17 = KN/ m2上部填土荷载(从地下4m开始开挖): 4 X = KN/ m2总荷载:KN/ m 线恒荷载设计值(取1m宽度): g = 1 XX :地面活荷载:q = 20 KN/ m 地面活荷载设计值(取1m宽度):q二20 X =28 m总的线荷载:g + q = + 28 = m②中板荷载计算恒载:20mm 厚水泥沙浆面层:X 20 = KN/ m400mm 钢筋混凝土板:X 25 = 10 KN/ m20 mm 厚沙浆抹灰:X17 = KN/ m总荷载:KN/ m线恒荷载设计值(取1m宽度):g = XX 1 = m楼面荷载:KN/ m2线活荷载设计值(取1m宽度):1XX 10 = 14 KN/ m 线活荷载总设计值:g + q = 27 m车站横向荷载为土压力,取1m宽度进行计算,受力分析如图所示:图车站框架受力简图(单位:m等效简化荷载:q 3s 46 221.7 33.85 m)图车站框架等效简化后受力图(单位: m六、横向框架内力计算:计算简图如图所示:q 443 69.1 2 69.1 m)等效简化荷载受力分析如图说示:ql = 110kN/n图竖向均布荷载作用下的横向框架计算简图①第一层杆件计算由于对称性,可取半结构进行计算,计算图如图所示:1 .2 241.5 / mCB _q 1l6 4AB AD 0.5 BA BE9 BC0.2BA图站厅层半结构受力简图—q1l2丄 110.248 7.262483.0KN/m12 12注:铰支座传递系数为;固定端传递系数为,滑动支座传递系数为,假定材料均匀,线刚度与杆件成反比, u为分配系数-61U55B 由力矩分配法计算结果如图:135,BS_ 合图站厅层半结构计算结果② 第二层杆件计算543,4 —4227 271-68 -1E0.7182,&同①取半结构进行分析计算如图:A BEDEHHE1 | 2'3q 211273 3.632 118.60?m/ m*12 659.30?m/mEBEDEG 4 13eh=1 13DA DF1.图站台层半结构受力计算简图—q 2l 2— 27 7.262 118.60 ?m/m12 12A B 计算结果如图所示□.7514.C 5图站台层半结构受力计算结果(单位:kN ?m )由站厅层和站台层受力图画弯矩图,竖向均布荷载作用下的横向3.757.43I-14,8513E ^L757.4360.1-o —d―4A B 框架弯矩图如图所示:图竖向均布荷载作用下的横向框架弯矩图(单位:kN?m )竖向均布荷载(土压力等效简化后)作用下的横向框架计算;同样的取半结构计算,计算简图如图所示:A BCA CEAC —— 1 2q a l1 2 70.5 ?m/m12 121 2 q41 1 69.1 6.842269.4 ?m/m12 121 2 q41538.8 ?m/m3 4AB 0.5BA 0.25 CD CA CE 1 3ECDC0.2DA0.25BD BG 0・5DBDH0.4计算结果如图所示1.1°图竖向荷载和横向荷载作用下的弯矩叠加的弯矩图(单位:kN ?m )S38.§图 横向均布荷载作用下的横向半框架计算结果 (单位:kN ?m ) 将竖向荷载和横向荷载作用下的弯矩叠加,弯矩图如图所示:543.478.8a,870,5-35,5517 Ji^269.iL21.04.6 -4,6158.01L J 6 -gO 3765mm ( 按单1483 ?m ,197.2 ?m ,七、车站配筋计算:站厅层顶板配筋计算f c 14.3 /mm 2 , 取 b=1000mm , h 0 800 35 排布筋考虑 ), 由图知:站厅层顶板的边跨跨中弯矩 中间跨支座弯 2 543.47 ?m , 中间跨跨中弯矩 3 站厅层顶板配筋计算如下表 7-1 示:表 7-1 站厅层顶板配筋计算:0迎200图站厅层顶板配筋图站台层中板配筋计算f c 14.3 /mm 2b=1000mm h 0400 35365mm , 由图知:中板的边跨跨中弯矩1 70.5 ?m,中间跨支座 2 121.0 ?m ,中间跨跨中弯矩 3 64.7 ?m ,站台层中板配筋计算表如表 7-2 所示:表7-2站台层中板配筋计算表截面位置边跨跨中中间跨支座中间跨跨中M1*25^2001厂■Sn2 '^20®2C r>©200025 @200「— i i11■2 1勺2?⑪200^22MC0sMf c bh 21s 21 J 12 sA sM656 1143 602s h 0f y实配钢筋 2 22 @ 200 4 22@200 2 22 @ 200( m m 2 ) 760 1520 760图站台层顶板配筋图^22 @200 ^2 2 ©200$2Eg2O站厅层顶板次、主梁配筋计算(1)站厅层次梁配筋计算:次梁截面尺寸b x h= 600 x 1200mr rnm2l=7260mm①荷载计算恒载由板传来:x = KN/m次梁自重:2x 25xx KN/m次梁抹灰:17xx x2= KN/m总恒荷载:g = m活荷载:q=28 x =70 KN/m 总荷载:g + q = KN/m②内力计算主梁尺寸:bx h=800mmx 1600计算跨度:边跨l01 7106mm 中间跨l02 7260 mm由跨度差7260 7160 1.37 % < 10 %7260故可按等跨连续梁计算。
地铁车站建筑设计
1) 站厅层
公共区装修后地坪面至结构顶板底面净高:4500mm
公共区装修后净高:≥3000mm
公共区地坪装修层厚度:150mm
内部管理区走道净宽:(单面布置)≥1200mm (双面布置)≥1500mm
内部管理区用房区净高:≥2400mm
2)站台层
岛式车站站台宽度:10400mm
线路中心线至站台边缘:1600mm
岛式站台侧站台宽度(有柱时):≥2500mm
线路中心线至侧墙净距:2250mm
站台层装修后净高:≥3000mm
轨面至轨行区结构底板:560—620mm
地坪装修层厚度:100mm
地坪装修面至结构中板底面净高: 4400mm
站台层装修面至轨顶面高:1080mm
有效站台总长:140400mm
屏蔽门长度:135500mm
2) 地下三层
地下三层为15号线站台层,预留与未来15号线站台接口条件。
②车站规模
1) 车站面积
本站为地下三层15m岛式站台车站,车站的总建筑面积为21899.1m2,其中:车站主体建筑面积为18390.9m2 ;车站附属建筑面积为3508.2m2 ;站厅层建筑面积为9012m 2;站台层建筑面积为9012m2 ;地下三层建筑面积为366.9 m 2.
2) 站台形式及宽度
站台为岛式站台,宽度为10.0m。
3) 车站外包尺寸
车站总长504.4m(不含围护结构),车站标准段总宽18.9m。
地铁车站及区间结构设计流程一、车站:1、提资提资包括初步设计资料、建筑施工图、专家评审意见、地质与物探报告等。
提资时应先核对资料的准确性与可用性,发现问题及时与提资单位沟通。
2、任务计划编排熟悉资料后应根据实际情况做好任务计划编排,包括参与人员、各成员任务划分以及完成的时间节点。
2.1 车站图纸主要组成内容2.1.1 围护结构1)围护结构形式的选择地下两层车站主体基坑深度一般在16米以上,一般常用800厚地下连续墙,在地质较好地区也有用钻孔咬合桩(如南京)、钻孔灌注桩(如南京、沈阳)等,桩径可取800、1000。
地下三层车站一般基坑深度在22m以上,采用地下连续墙,墙厚在1000以上。
车站附属结构标准段基坑深度一般在10m左右,围护结构形式可采用钻孔灌注桩或SMW工法桩。
部分城市施工图技术要求中提到:一般当基坑深度≥13m时宜采用地下连续墙;当基坑深度<13m时可采取钻孔灌注桩、钻孔咬合桩及SMW工法桩等型式的围护结构)2)围护结构计算根据各单位要求采取相应的计算方法。
采取的软件涉及同济启明星(或理正基坑)、sap2000等,通过计算确定围护结构型式、尺寸、支撑型式、加固方法等等。
计算是指导设计的前提,必须提前准备并适时反馈,及时验算。
3)设计图纸内容一般包含:总平图,基坑平面布置图、纵断面图、横断面图、围护结构配筋图、节点大样图、地基加固图、临时施工措施图及施工监测图等。
对于与内衬墙形成叠合结构的地下连续墙,还应该有预留主体结构钢筋接驳器布置图。
基坑平面图设计时需注意以下几点:应与支撑一并考虑,避免支撑过疏或过密,同时用给临时支撑构件预留位置。
综合考虑交通组织、附属部分及结构构造方面的要求(如诱导缝)。
以地连墙围护为例:首先确定诱导缝位置,诱导缝布置时不仅要考虑间距(24m即3跨左右),同时亦要考虑避开出入口、孔洞以及内部大型电气设施用房(如大型机电、开关柜等高压设备区域等),分幅时注意将分幅线与诱导缝对齐。