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完整版地铁车站主体结构设计完整版地铁车站主体结构设计计算书⽬录课程设计任务书........................................................................ - 1 - GUI⽅式 .................................................................................. - 3 -⼀、打开ANSYS ........................................................................ - 3 -⼆、建⽴模型 .............................................................................. - 3 -1、定义单元类型................................................................... - 3 -2、定义单元实常数............................................................... - 3 -3、定义材料特性................................................................... - 3 -4、定义截⾯........................................................................... - 4 -5、建⽴⼏何模型................................................................... - 4 -6、划分⽹格........................................................................... - 5 -7、建⽴弹簧单元................................................................... - 6 -三、加载求解 .............................................................................. - 7 -1、施加位移约束................................................................... - 7 -2、施加荷载........................................................................... - 8 -（1）计算结构所受荷载................................................... - 8 -（2）施加结构所受荷载................................................. - 10 -（3）施加重⼒场............................................................. - 13 -3、求解.................................................................................. - 14 -四、查看计算结果.................................................................... - 14 -1、添加单元表..................................................................... - 14 -2、查看变形图..................................................................... - 15 -3、查看各内⼒图................................................................. - 16 -4、查看内⼒列表................................................................. - 16 -单元内⼒表..................................................................................... - 18 - APDL⽅式............................................................................ - 41 -课程设计任务书专业铁道⼯程（隧道组）题⽬明挖地铁车站内⼒结构分析⼀、设计的⽬的熟悉ANSYS软件，练习课堂所学知识，为今后的毕业设计打下良好的电算基础。
XX市城市轨道交通XX线工程XXX站主体结构施工图设计专业：结构计算书XX工程集团有限责任公司20 年月XX市城市轨道交通XX线工程XXX站主体结构施工图设计专业：结构计算书XX工程集团有限责任公司20 年月一.工程概况XXX站位于XX路与XX路交叉的十字路口北侧，顺XX路呈南北向偏东布置。
XX路规划宽43m，道路现已形成，路面车流量大，交通繁忙。
十字路口东北象限为海雅百货、世博广场；东南象限为夏威夷阁住宅小区；西南象限为中惠华庭住宅小区、中国移动；西北象限为华润万家购物广场和XX老饭店。
车站四周商业建筑多，较繁华，客流量大。
二．设计依据及采用规范1、《XX市城市快速轨道交通XX线工程详细勘察阶段XXX站岩土工程勘察报告》，中铁XX工程集团有限责任公司，2010年1月2、业主、总体组及其它相关部门提供的基础资料3、设计采用的规范、规程和标准《地铁设计规范》（GB50157-2003）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）(2003年版)《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《轨道交通工程人民防空设计规范》（RFJ 02-2009）《人民防空工程设计规范》（GB50225－2005）（2006版）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2008）《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2004）国家及广东省、XX市的其它现行相关规范、规程。
三．计算原则及计算标准1、车站主体结构安全等级为一级；结构按设计使用年限100年的要求进行耐久性设计；结构重要性系数。
2、车站主体结构可按底板支承在弹性地基上的平面框架进行内力分析，计算时宜考虑所有构件的弯曲、剪切和压缩变形的影响。
某轨道交通某地铁站主体结构设计计算书目录第1章工程概况 (1)第2章岩土物理力学特性指标 (1)第3章计算依据及原则 (1)3.1 主要设计规范 (1)3.2 计算基本原则 (1)3.3 计算方法 (2)第4章2轴断面结构计算 (3)4.1 抗浮验算 (4)4.2主要计算参数 (4)4.3 荷载标准值计算 (6)4.4 主体框架结构计算简图 (7)4.5 内力计算结果 (8)4.6 主体框架结构配筋计算 (12)第5章3轴断面结构计算 (14)5.1 抗浮验算 (14)5.2主要计算参数 (15)5.3 荷载标准值计算 (15)5.4 主体框架结构计算简图 (17)5.5 内力计算结果 (18)5.6 主体框架结构配筋计算 (21)第6章6轴断面结构计算 (23)6.1 抗浮验算 (24)6.2主要计算参数 (24)6.3 荷载标准值计算 (25)6.4 主体框架结构计算简图 (27)6.5 内力计算结果 (27)6.6 主体框架结构配筋计算 (31)第7章8轴断面结构计算 (33)7.1 抗浮验算 (33)7.2主要计算参数 (34)7.3 荷载标准值计算 (35)7.4 主体框架结构计算简图 (36)7.5 内力计算结果 (37)7.6 主体框架结构配筋计算 (41)第8章11轴断面结构计算 (43)8.1 抗浮验算 (44)8.2主要计算参数 (44)8.3 荷载标准值计算 (45)8.4 主体框架结构计算简图 (49)8.5 内力计算结果 (51)8.6 主体框架结构配筋计算 (57)第9章19轴断面结构计算 (59)9.1 抗浮验算 (60)9.2主要计算参数 (60)9.3 荷载标准值计算 (61)9.4 主体框架结构计算简图 (62)9.5 内力计算结果 (63)9.6 主体框架结构配筋计算 (68)第10章22轴断面结构计算 (70)10.1 抗浮验算 (70)10.2主要计算参数 (71)10.3 荷载标准值计算 (72)10.4 主体框架结构计算简图 (73)10.5 内力计算结果 (74)10.6 主体框架结构配筋计算 (78)某轨道交通某地铁站主体结构设计计算书第1章工程概况本站主体双层单柱双跨箱形结构，总长189.6m。
四、计算模型因车站主体是一个狭长的建筑物，纵向很长，横向相对尺寸较小。
主体计算取延米结构，作为平面应变问题来近似处理，考虑地层与结构的共同作用，采用荷载－结构模型平面杆系有限元单元法。
计算模型为支承在弹性地基上对称的平面框架结构，框架结构底板下用土弹簧模拟土体抗力，车站结构考虑水平及竖向荷载。
按荷载情况、施工方法，模拟开挖、回筑和使用阶段不同的受力状况，按最不利内力进行计算。
中柱根据等效EA 原则换算墙厚。
本站围护桩与主体结构之间设置柔性防水层，按重合墙考虑，即围护结构与内衬墙之间只传递径向压力而不传递切向剪力，SAP 计算时，采用二力杆单元来模拟围护桩与内衬墙的这种作用。
车站断面的计算模型如图2-1-1所示。
图2-1-1 车站断面计算模型五、荷载组合与分项系数5.1、荷载分类荷载类荷载名称 荷载取值 永久 荷载结构自重按实际重量 覆土重 土容重按18~20kN/m 3侧水、土压力 施工阶段按主动侧土压力计算，使用阶段按静水浮力 按地质资料提供的稳定水位计算设备重量 设备区荷载按8kPa 计，当设备荷载大于8kPa 可变荷载基本可 变荷载 地面超载20kPa 均匀活载 地面超载引起的侧向土压力 按土压力侧向系数确定 人群荷载 公共区人群荷载按4kPa 计 地铁车辆荷载及其动力作用列车荷载按列车满载条件确定 其他可 温度变化影响5.2、荷载组合根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《建筑抗震设计规范》、《人民防空地下室设计规范》（GB 50038-94）和《地铁设计规范》（GB 50157-2003）的规定，按结构在施工阶段和使用阶段可能出现的最不利情况进行荷载组合,各种荷载组合及分项系数见下表。
荷载组合表六车站结构断面计算6.1 结构主要尺寸车站标准段横断面盾构井段横断面主体外挂段横断面6.2标准段断面计算6.2.1 计算的钻孔资料计算采用钻孔M7Z3-SXSZ-013。
相应土层的地质参数如下：6.2.2 计算过程设计中考虑地震和人防等荷载偶然组合，并按照承载力极限状态和正常使用极限状态两种工况验算结构在施工阶段和使用阶段的结构受力。
项目名称：主体结构及楼梯计算计算：复核：一．计算原则1．主体结构构件根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，分别进行承载能力的计算和稳定、变形及裂缝宽度验算；按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合，并取各自的最不利组合进行结构设计。
2．主体结构的安全等级定为一级，构件的重要性系数取1.1。
3．主体结构，受弯构件的最大挠度不应超过L0/400～L0/300，悬臂构件的允许挠度值取L0/200～L0/150。
4．结构构件的裂缝控制等级定为三级，即构件允许出现裂缝。
裂缝宽度限值根据构件所在周边环境决定：结构顶、底板及侧墙（及其梁、壁柱等）外侧（迎土侧），裂缝允许宽度不大于0.2mm，其它部位不大于0.3mm。
人防荷载工况裂缝不控制。
二．计算参数及荷载1．工程地质、水文条件（永久荷载）：本计算地质资料是根据中冶集团武汉xx院有限公司提供的《武汉市xx场地岩土工程勘察报告书》（详层号岩土名称天然重度地基土承载力特征值基床系数渗透系数凝聚力（建议值）内摩擦角（建议值）泊松比静止侧压力系数垂直水平垂直水平γfak K V K X Kv K H c φv k0 kN/m3kPa MPa/m MPa/m m/d m/d kPa °——1-1 杂填土19.7 10 8 3.2 4.5 8 18 0.62 1-2 素填土19.5 110 15 13 0.15 0.30 14 12 0.60 6-1 粉质粘土19.5 150 24 23 0.0008 0.0008 26 14 0.50 7-2 粉质粘土19.8 360 52 50 0.0007 0.0007 37 17 0.4410-2 含碎石粘土19.9 400 58 57 0.05 0.20 39 18 0.3913-3 粉质粘土19.6 230 44 43 0.05 0.20 30 16 0.4120a-1 强风化砂岩20.4 45090（150）20（26）0.3020a-2 中风化砂岩22.4 1300100（200）24（27）0.1820a-3 微风化砂岩24.3 2100120（700）27（32）0.13层20a-1取0.3/(1-0.3)=0.43，中风化岩层20a-2取0.18/(1-0.18)*0.85=0.19，微风化岩层20a-3取0.13/(1-0.13)*0.65=0.1。
地下铁道车站建筑设计说明书学生姓名：指导老师：西南交通大学土木工程学院2014年10月目录1车站建筑计算............................................................................................. . (1)1.1车站选址说明..........................................................................................11.2出入口、风亭设计 (1)1.3设计客流及车站规模..............................................................................12车站建筑设计 (6)2.1车站各层建筑布置及功能分区 (6)2.2车站客流组织..........................................................................................72.3车站无障碍设计......................................................................................82.4车站防灾设计 (9)1 车站建筑计算1.1 车站选址说明香港路道路宽20m，为双向四车道，交通较繁忙，车流量较大。
规划道路目前尚未实施。
菱角湖路与三眼桥北路道路宽10m，为双向二车道，交通较繁忙，车流量较大。
规划道路目前尚未实施。
菱角湖路、三眼桥北路与香港路相交成十字路口。
十字路口周围主要为大型的社区。
东侧为菱角湖公园，西侧为唐家墩菱角湖社区，北侧为香港丽都，南侧为鹏飞湖庭。
经调查，江城大道路中下埋两根Φ1200雨水管为车站控制性管线，埋深3.1-3.2m。
XX市轨道交通XX期工程施工图设计XX站主体围护结构计算书XX公司201X年X月XX市轨道交通XX期工程施工图设计XX站主体围护结构计算书XX公司201X年X月目录1.工程概况 (3)1.1工程概况 (3)1.2 工程地质与水文地质 (3)2.设计依据 (8)2.1技术标准和设计规范 (8)2.2主要设计原则 (9)2.3荷载取值 (10)3.基坑计算 (10)3.1 基坑概况 (10)3.2 断面一计算（M2ⅡZ3-S11-01 小里程盾构井段） (11)3.3 断面二计算（M2ⅡZ2-001公共区标准段） (29)3. 4断面三计算（M2ⅡZ3-S11-15 设备区下沉段） (47)3.6 冠梁及腰梁计算 (65)3.7钢围檩计算 (69)3.8 钢支撑计算 (70)3.9 抗浮计算 (71)3.10中立柱计算.................................................................................... 错误！未定义书签。
3.11钢筋混凝土支撑计算 (71)3.12纵向连系梁计算............................................................................ 错误！未定义书签。
1.工程概况1.1工程概况XX站为地下两层岛式站台车站,车站长度209.45米，宽度19.7米，站台宽度11米，共设置4个出入口、2组8个风亭。
车站采用明挖法施工。
两端接盾构区间（两端均为盾构始发）。
车站共分两期施工，一期施工车站主体，二期施工车站附属结构。
基坑采用地下连续墙+内支撑体系。
本册图纸设计范围为车站主体围护结构施工图。
1.2 工程地质与水文地质1.2.1 地形、地貌根据现场地质调查及钻探揭露，本区间段场地原始地貌均属滨海平原海积区。
受城市开发建设影响，本段沿线已经人工挖填整平，改造为现城市道路，现状地形平坦，地面高程一般在2.76～5.51m范围，地形坡度≤3°。
百鸽笼站主体结构设计说明1、设计依据（1）《深圳地铁5号线工程详勘阶段百鸽笼站岩土工程勘察报告》（2008年3月）（2）《深圳地铁5号线工程施工图设计技术要求》(2008年4月)（3）《深圳地铁5号线工程施工图设计文件组成与内容》(2008年4月)（4）《深圳地铁5号线全线线路平、纵断面图》(2008年4月)（5）百鸽笼站建筑施工图（6）《深圳地铁5号线工程百鸽笼站初步设计》(2008年1月)（7）业主、总体组及其它相关部门提供的基础资料（8）设计采用的规范、规程和标准：《地铁设计规范》（GB50157-2003）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）(2003年版)《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）(2006年版)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-2008）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）《人民防空工程设计规范》（GB50225-2005）《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2003）国家及广东省、深圳市的其它现行相关规范、规程。
2、初步设计审查意见及执行情况初步设计专家审查未对本站车站主体结构提出具体意见。
3、工程概况（1）百鸽笼站是深圳地铁5号线工程的中间站，并为远期小交路折返站，位于龙岗区企岭北路东侧，在规划翔鸽路、创富南路、荣华路（均未实施）的交口，沿规划的翔鸽路南北布置。
规划道路红线宽度40m，规划创富南路道路红线24m，规划荣华路道路红线30m。
现状道路较为杂乱，车站北端为高帆家私厂，西侧依次为布吉镇经济发展有限公司、深圳市五星木业（吉隆五金厂）、联兴电子厂、罗岗工业区管理处的混凝土房屋和简易房，东侧是金星玻璃有限公司、工厂宿舍等旧村和旧工业区。
XX市城市轨道交通XX线工程XXX站主体结构施工图设计
专业：结构
计算书
中铁XX工程集团有限责任公司
2011 年 2 月
XX市城市轨道交通XX线工程XXX站主体结构施工图设计
专业：结构
计算书
中铁XX工程集团有限责任公司
2011 年 2 月
一.工程概况
XXX站位于XX路与XX路交叉的十字路口北侧，顺XX路呈南北向偏东布置。
XX路规划宽43m，道路现已形成，路面车流量大，交通繁忙。
十字路口东北象限为海雅百货、世博广场；东南象限为夏威夷阁住宅小区；西南象限为中惠华庭住宅小区、中国移动；西北象限为华润万家购物广场和XX老饭店。
车站四周商业建筑多，较繁华，客流量大。
二．设计依据及采用规范
1、《XX市城市快速轨道交通XX线工程详细勘察阶段XXX站岩土工程勘察报告》，中铁XX工程集团有限责任公司，2010年1月
2、业主、总体组及其它相关部门提供的基础资料
3、设计采用的规范、规程和标准
《地铁设计规范》（GB50157-2003）
《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）(2003年版)
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《轨道交通工程人民防空设计规范》（RFJ 02-2009）
《人民防空工程设计规范》（GB50225－2005）（2006版）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2008）
《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2004）
国家及广东省、XX市的其它现行相关规范、规程。
三．计算原则及计算标准
1、车站主体结构安全等级为一级；结构按设计使用年限100年的要求进行耐久性设计；结构重要性系数1.1。
2、车站主体结构可按底板支承在弹性地基上的平面框架进行内力分析，计算时宜考虑所有构件的弯曲、剪切和压缩变形的影响。
3、车站主体结构裂缝控制：最大裂缝宽度允许值背土面为0.3mm、迎土面为0.2mm。
4、车站人防设计按6级抗力，并严格按《轨道交通工程人民防空设计规范》（RFJ 02-2009）的规定进行设计。
5、车站结构按7度抗震设防烈度进行抗震验算，抗震等级为三级。
进行抗震设计时，应根据设防要求、场地条件、结构类型和埋深等因素选用能较好反映其地震工作性状的分析方法，并在结构设计时采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。
当围岩中包含有可液化土层时，必须采取可靠对策，提高地层的抗液化能力，保证地震作用下结构的安全性。
6、结构设计应按最不利情况进行抗浮验算，抗浮设计水位按100年一遇洪水位设计。
在不考虑侧壁摩阻力时，抗浮安全系数不得小于1.05，当计侧壁摩阻力时，抗浮安全系数不得小于1.15。
当结构抗浮不能满足要求时，应采取相应的抗浮措施，但不宜采用消浮或底板锚杆的措施。
四．荷载及组合
4.1 荷载分类
荷载分类表表4.1
注: ①设计中要求考虑的其它荷载，可根据其性质分别列入上述三类荷载中。
②表中所列荷载本节未加说明者，可按国家有关规范或根据实际情况确定。
③施工荷载包括：设备运输及吊装荷载、施工机具及人群荷载、施工堆载、相邻隧道施
工的影响、盾构法的千斤顶顶力及压浆荷载等荷载。
4.2 荷载组合
荷载组合根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)（2006年版）、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)、《轨道交通工程人民防空设计规范》（RFJ 02-2009）的规定及可能出现的最不利情况确定，组合类型如下：
（1）永久荷载的组合
（2）永久荷载+可变荷载组合
（3）永久荷载+人防荷载组合
（4）永久荷载+可变荷载+地震荷载组合
荷载组合系数见表4.2。
荷载组合及分项系数表表4.2
五．计算方法
车站计算采用荷载－结构模型，取车站纵向每延米为计算单元。
六．主要工程材料及保护层厚度
6.1 主要材料
车站主体结构顶板及地下一、二层墙砼：C40（P8），抗渗等级不小于0.8Mpa，耐蚀系数不小于0.8
车站中板及内部钢筋混凝土结构砼：C35
车站主体结构底板砼：C40（P8），抗渗等级不小于0.8Mpa，耐蚀系数不小于0.8
车站主体结构柱砼：C50；垫层砼：C20；钢筋：HRB335、HPB235；钢材：Q235
6.2钢筋混凝土主筋保护层厚度
顶板、底板及侧墙：外侧50mm，内侧40mm；中板、梁均为30mm；立柱为40mm
内部楼梯、站台板及钢筋混凝土墙主筋保护层厚度采用30 mm 箍筋、分布钢筋及构造筋的保护层厚度不小于20 mm
七．计算断面及计算荷载7.1 地质参数
7.2 结构尺寸
结构横断面各部位尺寸见下表。
车站结构尺寸表
7.3 计算荷载
结构上作用的荷载值及不同组合时的分项系数见表4.2。
图7.3.1 计算模型简图
八．主体结构计算
8.1 断面选择
选取车站中心里程处标准断面作为代表断面进行人防检算。
其他断面同理。
8.2 断面结构计算
顶板覆土3.7m，建议抗浮设计水位高程13.25m。
荷载标准值计算如下：竖向土压力：70.3kpa；地面活载：20kpa；底板水压力：145kpa；
中板装修荷载0.15*24=3.6kpa，设备荷载：8kpa，人群荷载：4kpa；
侧向水土压力：56～216kpa 线性分布。
8.2.1基本组合计算结果
弯矩图
剪力图
轴力图8.2.2标准组合计算结果
弯矩图
剪力图轴力图
9．人防组合验算
9.1荷载计算
根据《轨道交通工程人民防空设计规范》，针对本站实际情况，经计算人防荷载分别为顶板70kpa，侧墙50kpa，底板60kpa。
其余荷载计算详见第八节。
9.2断面计算内力图
弯矩图
剪力图轴力图
9.3配筋验算（仅验算强度）
根据规范：混凝土强度分项系数取1.5，钢筋分项系数取1.35。
十．人防门框计算
10.1基本参数
车站端头人防门属于两相邻防护单元之间的人防隔断门，人防等效静荷载值：0.05Mpa，人防门面积：18653458mm2，门框上缘长度：4100mm，门框下缘长度：4100mm，门框左缘长度：4550，门框右缘长度：4550。
10.2 计算过程
1）人防荷载作用在门框上的力
=人防等效静荷载值*人防门面积=0.05*18653458=933KN
2）门框边缘总长
=4100+4100+4550+4550=17300mm=17.3m
3）门框边缘等效线荷载
=933/17.3=60kn/mm
4）上门框承受集中荷载值（1m宽板带）：60*1=60kn
下门框承受集中荷载值（1m宽板带）：60*1=60kn
左侧门框承受集中荷载值（1m宽板带）：60*1=60kn
右侧门框承受集中荷载值（1m宽板带）：60*1=60kn
5）上门框集中荷载作用力臂：1.08m
下门框集中荷载作用力臂：1.55m
左侧门框集中荷载作用力臂：1.4m
右侧门框集中荷载作用力臂：1.4m
6）弯矩值
上门框弯矩：60*1.08=64.8kn.m
下门框弯矩：60*1.55=93kn.m
左门框弯矩：60*1.4=84kn.m
右门框弯矩：60*1.4=84kn.m
7) 剪力值
上门框剪力：60 kn
下门框剪力：60 kn
左门框剪力：60 kn
右门框剪力：60 kn
10.3结论
经计算，人防门框现有配筋满足结构受力要求。
十一．结论
经过几个工况的计算和配筋比较，本站主体结构截面和配筋设计采用基本组合和标准组合的计算结果，地震和人防组合不起控制作用；人防门框配筋满足受力要求。
