地下结构设计计算

地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院地下车站的结构设计与计算（2）2014年7月地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院2015/11/9内容提纲一、地下车站结构型式简介二、地下车站主体结构设计要点三、地下车站主体结构计算要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院一、地下车站结构型式简介地下车站的结构型式与施工方法有关，矿山法采用拱形断面，明挖法或浅埋暗挖法一般采用框架结构。莫斯科地铁车站1、地下车站的结构型式地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院采用明挖法和浅埋暗挖法施工、结构跨度较大时，顶部也可做成拱形或折板形，如直墙拱形结构。直墙拱形结构矩形框架结构一、地下车站结构型式简介1、地下车站的结构型式地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院地下车站的结构型式按照结构跨度分为单跨、双跨、三跨及多跨等结构类型。岛式车站根据站台宽度一般采用双跨和三跨，站台较窄或建筑功能有要求时，也可采用单跨结构；侧式站台一般采用双跨或四跨；一、地下车站结构型式简介1、地下车站的结构型式地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院地下车站的侧墙结构型式根据围护结构与主体结构的连接，可分为叠合墙、复合墙及离壁墙三种型式。叠合墙围护结构作为主体结构侧墙的一部分，与内衬墙组合成叠合墙结构，作为整体结构共同受力。2、地下车站的侧墙型式一、地下车站结构型式简介地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院地下车站的侧墙结构型式根据围护结构与主体结构的连接，可分为叠合墙、复合墙及离壁墙三种型式。复合墙围护结构作为主体结构侧墙的一部分，与内衬墙组合成复合结构，墙面之间不能传递剪力和弯矩，施工阶段的水土压力由围护结构承受，使用阶段内衬墙承受水压力。2、地下车站的侧墙型式一、地下车站结构型式简介地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院地下车站的侧墙结构型式根据围护结构与主体结构的连接，可分为叠合墙、复合墙及离壁墙三种型式。分离式围护墙为临时结构，与内衬墙分离，随着内衬结构浇筑，要求在各层板处以短支撑撑于围护墙上，保证围护墙结构的支点并减小变形，内部结构完成后，其间的空隙须填实。2、地下车站的侧墙型式一、地下车站结构型式简介地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院二、地下车站主体结构设计要点1）结构设计使用年限主体结构工程和使用期间不可更换的结构构件，设计使用年限不应低于100年。使用期间可以更换且不影响运营的次要结构构件，设计使用年限50年。临时结构根据其使用性质和结构特点确定其使用年限。1、地下车站主要设计及安全标准地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院2）抗震等级1、地下车站主要设计及安全标准二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院2）抗震等级1、地下车站主要设计及安全标准上海市《地下铁道建筑结构抗震设计规范》：二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院3）材料标准车站混凝土设计强度不应低于：车站内部结构C35，柱C40，作为永久结构的地下墙和灌注桩为水下C35（即C40）；混凝土应采用自防水混凝土，抗渗等级不应小于P8；普通钢筋混凝土结构的钢筋应采用HPB300、HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500级钢筋；梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500级钢筋。1、地下车站主要设计及安全标准二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院3）材料标准按一、二级抗震等级设计的各类框架中的纵向受力钢筋，当采用普通钢筋时，应符合下列要求：•钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；•钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3；•钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。1、地下车站主要设计及安全标准二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院4）轴压比1、地下车站主要设计及安全标准二、地下车站主体结构设计要点轴压比计算时不计重要性系数地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院5）最大裂缝宽度验算验算表面最大裂缝宽度的计算式中，当保护层实际厚度超过30mm时，可将保护层厚度的计算值取为30mm；当按实际厚度代入计算式，可将表面裂缝宽度的允许值乘以保护层实际厚度除以30的系数。1、地下车站主要设计及安全标准二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院6）抗浮验算结构设计应按最不利情况进行抗浮稳定性验算。抗浮安全系数当不计侧摩阻力时不应小于1.05；当计及地层侧摩阻力时，根据不同地区的地质和水文地质条件吗，可采取1.10~1.15的抗浮安全系数。地下墙参与结构的整体抗浮，地下墙侧壁摩阻力可按钻孔灌注桩桩侧摩阻力fs及抗拔系数λ取值，参照抗拔桩的进行计算；1、地下车站主要设计及安全标准二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院6）抗浮验算结构设计应按最不利情况进行抗浮稳定性验算。抗浮安全系数当不计侧摩阻力时不应小于1.05；当计及地层侧摩阻力时，根据不同地区的地质和水文地质条件吗，可采取1.10~1.15的抗浮安全系数。地下墙参与结构的整体抗浮，地下墙侧壁摩阻力可按钻孔灌注桩桩侧摩阻力fs及抗拔系数λ取值，参照抗拔桩的进行计算；1、地下车站主要设计及安全标准二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院1）结构选型——围护结构选型、主体结构选型2）基坑围护结构设计3）主体结构设计盾构筹划要求——盾构吊装孔、车架外放、出土孔、结构尺寸的拟定——经济配筋率，板不大于1.5%，宜为1.0%；梁不大于2.5%，一般1.5%；梁抗剪断面；柱轴压比；4）抗浮设计——是否需采取抗浮措施2、地下车站结构设计内容二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院1）结构选型——围护结构选型、主体结构选型2）基坑围护结构设计3）主体结构设计盾构筹划要求——盾构吊装孔、车架外放、出土孔等结构尺寸的拟定——经济配筋率，板不大于1.5%，宜为1.0%；梁不大于2.5%，一般1.5%；梁抗剪断面；柱轴压比；特殊使用要求——轨排孔、盾构过站等4）抗浮设计——是否需采取抗浮措施2、地下车站结构设计内容二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院端头井设计平面设计——是否为曲线进出洞（端墙偏转、盾偏）——盾构机布置——吊装孔+边框架尺寸2、地下车站结构设计内容二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院端头井设计竖向设计——底板落低——预埋洞圈与中板边框架净距——盾构调头平移（梁下净高、中柱后浇，底梁下翻或后浇）2、地下车站结构设计内容二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院叠合墙的顶板与侧墙交角处，板和侧墙两侧各3m范围内均为0.3%，间距100~150mm。叠合墙考虑地下墙内预留连接器的制作误差和埋设偏差等因素，跨中截面可增加约10%配筋。叠合墙内如未预留主体结构板内主筋，则板内伸入段直段长度在内衬墙的总长度必须≥0.4LaE，如不满足需增加内衬墙厚度，或采用较小直径钢筋，如400厚内衬墙钢筋直径只能用到Ф25。或采取墙板加腋参与横向框架计算的节点构造。3、地下车站结构设计要点二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院板与叠合墙侧墙节点构造（侧墙厚度大于0.4Lae）3、地下车站结构设计要点二、地下车站主体结构设计要点地下墙接缝处地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院板与叠合墙侧墙节点构造（侧墙厚度小于0.4Lae，考虑加腋部分参与横向框架计算）3、地下车站结构设计要点二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院宽梁窄柱节点3、地下车站结构设计要点二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院反梁的钢筋布置3、地下车站结构设计要点二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院主梁刚度应比次梁大，主次梁布置应保证次梁钢筋能搁置在主梁上离壁墙基础和中楼板同时浇筑。轨行区隔墙考虑列车振动影响采用现浇钢筋混凝土墙。3、地下车站结构设计要点二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院1）柱的截面尺寸应符合下列要求：4、抗震构造二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院2）柱的纵向钢筋配置应符合下列要求：宜对称配置，柱的全部纵向受力钢筋配筋率不应大于5%；截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm；柱全部纵向钢筋的最小总配筋率不应小于0.7%，并每一侧的配筋百分率不应小于0.2%。4、抗震构造二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院3）柱的箍筋配置应符合下列要求：柱上下两端箍筋加密范围取柱截面长边尺寸（或圆柱直径）、柱净高的1/6和500mm三者的最大值。底层柱的下端不小于柱净高的1/3。箍筋最大间距为8d、100mm中取小值，直径大于φ10；剪跨比λ≤2的柱、柱净高与柱截面高度之比小于4（包括因嵌砌填充墙等形成的短柱）的箍筋加密范围取全高，箍筋间距不应大于100mm；4、抗震构造二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院3）柱的箍筋配置应符合下列要求：柱箍筋肢距不宜大于250mm和20dk（dk箍筋直径）中的较大值，且每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束；当采用拉筋且箍筋与纵向钢筋有绑扎时，拉筋宜同时钩住纵向钢筋和封闭箍。柱箍筋加密区的体积配箍率不应小于0.6%。4、抗震构造二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院4）框架梁的截面尺寸应符合下列要求：截面宽度不宜小于200mm；截面高度与宽度的比值不宜大于4；4、抗震构造二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院5）框架梁的箍筋配置应符合下列要求：4、抗震构造二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院5）框架梁的箍筋配置应符合下列要求：4、抗震构造二、地下车站主体结构设计要点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院三、地下车站主体结构计算要点——地下车站是在受载状态下构筑的，主要承受地层的垂直压力和侧向压力，计算需考虑结构受力的连续性地下结构与地面结构相比，在计算理论和施工方法两个方面都有许多不同之处。其中，最主要的是地下结构所承受的荷载比地面结构复杂。这是因为地下结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于结构上，而且约束着结构的位移和变形。1、地下车站的特点地下车站的结构设计与计算（2）上海市轨道交通工程轨道交通设计院——地下车站是在受载状态下构筑的，主要承受地层的垂直压力和侧向压力，计算需考虑结构受力的连续性所以，在地下结构设计中除了要计算因素多变的岩土体压力之外，还要考虑地下结构与周围土体的共同作用，相互作用的效果主要取决于地层条件以及结构与地层的相