毕业设计-某两层三跨地铁车站设计.doc

地铁车站设计目录摘要1第一章 毕业设计任务书和原始资料21.1 设计任务21.2 工程概况41.2.1 基坑概况41.2.2 地质条件5第二章 支护体系方案的选择72.1施工方案介绍与选择72.2基坑支护形式的比选82.3内支撑体系比选112.4结构围护方案选定11第三章 基坑围护结构设计与计算123.1工况123.2基坑的稳定性验算243.3位移内力包络图273.3.1地表最大沉降273.3.2土压力计算283.3.3基坑外侧竖向应力标准值293.3.4被动土压力31第四章 节点计算334.1钢支撑（对撑）计算334.2混凝土支撑配筋计算354.3围檩计算374.4围护桩计算394.5冠梁计算414.5.1冠梁受力分析414.5.2冠梁受力计算424.6立柱计算45第五章 主体结构主要尺寸和材料的拟定475.1主体结构尺寸475.2材料拟定475.2.1 主体结构混凝土强度等级、钢筋种类、型钢种类，材料设计强度475.2.2 受力主筋混凝土保护层厚度48第六章 框架结构荷载及内力变形计算496.1 计算模型496.2荷载计算与荷载组合506.2.1 荷载计算公式506.2.2 荷载组合系数表506.3 荷载组合计算过程516.3.1荷载计算方法516.3.2荷载组合（以主体标准断面为例，单位：kN/m）516.4结构内力及变形计算526.4.1结构框架计算：526.4.2结构纵梁计算55第七章 结构构件设计587.1结构板强度及裂缝计算587.1.1顶板构件587.1.2楼板构件627.1.3底板构件677.2结构侧墙强度及裂缝计算727.2.1一层侧墙断面727.2.2二层侧墙断面797.3结构纵梁强度及抗裂计算867.3.1顶梁867.3.2楼板梁截面917.3.3底梁构件957.4框架柱强度和抗裂计算1007.4.1一层框架柱1007.4.2二层框架柱105第八章 结构抗浮验算1108.1主体结构断面抗浮计算1108.2抗浮压顶梁计算110第九章 施工组织设计1129.1、施工组织设计编写依据及参照规范1129.2、施工准备1129.3、施工工艺1149.3.1 钻孔灌注桩施工1149.3.2 支撑的施工：1189.3.3 圈梁施工1189.3.4 施工工艺流程1199.3.5 质量标准1199.4、基坑的降排水1209.4.1 概述1209.4.2 降水方法1219.4.3 降水的作用1219.5、挖土布置及顺序1229.5.1 概述1229.5.2 施工主要机械设备计划1239.6、安全生产和文明施工1239.6.1安全生产措施1239.6.2文明施工措施1249.7工程竣工验收及资料提交126第十章 基坑工程监控量测设计12710.1 监测概述：12710.2 基坑监测应达到的目的12710.3 基坑监测工作基本要求12910.4 监测项目13010.5 监测频率13010.6 监测步骤13110.7 监测方法及数据分析13210.8 本基坑监测项目148参考文献149结束语150150摘要 本设计的题目是“某两层三跨地铁车站设计”，设计的主要内容是主体围护结构设计和主体结构设计计算。 围护结构设计主要是深基坑支护设计，基坑宽度为23.8m，开挖深度为18.57m，地下水位深为0.5m，根据本基坑的工程概况，通过对各种深基坑支护形式的比较，车站主体基坑采用明挖顺做施工，采用钻孔咬合桩+水平内支撑的支护体系。 主体结构设计计算主要是确定结构尺寸和结构材料，并确定结构的计算简图进行内力和变形计算，然后通过计算结果进行混凝土结构构件设计和结构抗浮验算。关键词：地铁车站；两层三跨；深基坑支护设计；主体结构设计计算；第一章 毕业设计任务书和原始资料 1.1 设计任务1、设计题目：某两层三跨地铁车站设计2、毕业设计目的： 使学生在教师指导下，通过毕业设计独立完成工程项目设计。培养学生综合运用以往所学的基础知识和专业知识，进行分析和解决土建工程设计等实际问题的能力；培养学生建立理论联系实际，勤奋、严谨、求实、创新的科学态度以及土建工程技术人员必备的建筑、结构、施工和经济的全局观点；培养学生调查研究、查阅资料、综合分析的能力。具体要求如下：(1) 熟悉地铁车站设计原则和方法，初步掌握其基坑支护结构方案的比选和主体结构方案比选；(2) 掌握基坑支护结构和主体结构计算方法。综合以往所学的土力学、结构力学、钢筋混凝土结构、地下建筑结构、基坑工程、地基处理等基本知识，掌握基坑维护结构和主体结构的计算、内力分析方法；(3) 掌握基坑工程施工组织、监控量测等知识；(4) 绘制部分基坑支护结构和主体结构施工图，训练用工程图表达设计意图的技能。具体的场地条件、设计参数等见工程概况。3、应完成的设计工作量：设计内容：1） 基坑支护结构方案的比选；2） 基坑维护结构设计与计算； 3） 节点设计与计算；4） 基坑施工组织及监控量测设计；5） 框架结构尺寸及材料拟定；6） 框架结构荷载及内力变形计算；7） 混凝土结构构件设计；8） 结构抗浮计算； 应提交的成果：1） 基坑及框架结构设计图纸（不少于12张、其中一张手绘）及其设计说明书一份；2） 有关专题论述内容；注：计算成果及其分析和设计说明以及专题讨论可合写为一份总说明书。4、主要参考资料：（1）、参考书籍1）张庆贺、朱合华主编. 地铁与轻轨M.北京：人民交通出版社.2006；2）朱合华主编. 地下建筑结构M. 北京：中国建筑工业出版社.2005；3）耿永常主编. 地下空间建筑与防护结构M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社. 2005；4）夏才初、潘国荣主编. 土木工程监测技术M.北京：中国建筑工业出版社.2001；5）刘国彬、王卫东等主编. 基坑工程手册M. 北京：中国建筑工业出版社.2009。（2）、规范1）地铁设计规范（GB50157-2003）；2）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-2003）；3）建筑结构荷载规范（GB50009-2001，2006年版）；4）建筑抗震设计规范（GB50011-2010）；5）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；6）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；7）钢结构设计规范（GBJ50017-2003）；8）铁路隧道设计规范（TB10003-2005）；9）铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006，2009年版）；10）铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005）；11）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范5、毕业设计进度计划：序 号设计（论文）各阶段名称时间安排（教学周）1基坑支护结构方案的比选第2周2基坑维护结构设计与计算第35周3节点设计与计算第6周4基坑施工组织及监控量测设计第7周5框架结构尺寸及材料拟定第8周5框架结构荷载及内力变形计算第911周6混凝土结构构件设计第1213周7结构抗浮计算第14周8文整、审核；第15周9答辩1.2 工程概况1.2.1 基坑概况(1)基坑断面图： 本设计是以南京地铁三号线清水亭西路工程为原型，本设计以该车站的某一段标准段为背景来设计计算，基坑开挖深度为18.57，计算时考虑地面超载35kPa。本站基坑施工时进行坑内降水，水位降至基坑底以下。考虑周围环境情况比较复杂，忽略周围环境的影响。、主体结构布置已知主体结构尺寸、中柱实际尺寸及计算折合尺寸（以断面图示出）：根据已知的主体结构尺寸来确定主体结构混凝土强度等级、钢筋种类、型钢种类，材料设计强度等。1.2.2 地质条件 场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为-0.5m。表1土层名称层底标高(m)层厚(m)重度(kN/m3)j()c(kPa)渗透系数(m/d)压缩模量(MPa)m(kN/m4)kmax(kN/m3)砂土-2.82.818.510102000粉质粘土-41.218.711.522.83775淤泥质粘土-17.313.317.810.511.82335粉质粘土-18.51.219.312.227.64516.8粉质粘土-223.519.915.553.68615粉质粘土-28619.813.938.86354.2粉土夹粉砂-29.81.820.524.310.510429.8混合土-31.31.518.925.31411671.8强风化岩-46.31521184015000第二章 支护体系方案的选择2.1施工方案介绍与选择 地铁车站常用的施工方法主要有明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法等，施工方法的选取与地面交通、周边环境、地质条件、埋置深度、技术经济指标及进度要求等因素有关。1) 明挖法 明挖法就是所谓明挖顺作法，即先从地表向下开挖基坑至设计标高，并设置各道临时支撑，然后在基坑内的预定位置由下向上浇筑主体与内部结构，然后回填土方并恢复路面。 明挖顺作法施工具有以下特点：施工作业面开阔，有利于提高工效、缩短工期；施工安全，质量容易保证；施工降、排水容易。结构防水简单，质量可靠；结合地面工程改造及开发，其综合工程造价优势显著；施工期间对周围环境或道路交通影响大，气象环境对施工有一定程度的影响；基坑较深时，须采取措施防止基坑变形及其周围地面沉降。 明挖顺作法一般适用于地面有条件敞口开挖，且有足够施工场地的情况。结合地面拆迁及道路拓宽，站位设在现状道路范围外，或站位设在现状道路下，但施工允许暂时中断交通或有条件临时改道，使地面交通客流得以疏散时，就有可能封闭现状街道，而考虑采用明挖顺作法施工。在浅埋土体中，明挖法是首选施工方法，应用最广泛。2) 盖挖法 盖挖法是在交通流量大的市区修建浅埋地铁车站的一种有效方法，盖挖法又分为盖挖顺筑法、盖挖逆筑法及盖挖半逆筑法。 车站通过交通繁忙地段，为减少长期占用路面地段的时间，宜采用盖挖顺筑法施工。车站通过交通繁忙地段，并需严格控制基坑开挖引起地面沉降时，宜采用盖挖逆筑法进行施工。 盖挖逆筑法具有以下特点：与明挖法比较，盖挖法对地面交通及周围环境的干扰时间较短，对防止地面沉降及对周围建筑物和地下管线的保护具有良好的效果；挖土是在顶部封闭状态下进行，大型机械应用受到限制，在一定程度上影响了总工期；结构的主要受力构件常兼有临时结构和永久结构的双重功能；需设置中间竖向临时支撑系统，与侧墙共同承受结构封底前的竖向载荷；对地下连续墙、中间支承柱与底板、楼盖的连接节点需进行处理。3) 浅埋暗挖法施工 当车站在通过交通繁忙地段、且站位埋深较大，工程地质及水文地质条件适宜时，可采用浅埋暗挖法施工。 结合本站工程基坑的特点: 场地类似长方形, 施工作业面开阔， 基坑开挖深度范围内的土层的工程性较好，粘土的土层厚度大。周围的环境条件不好，地下水位较高，推荐其主体采用施工简单、技术成熟、进度快、造价低、使用功能好的明挖法施工。施工期间可采取有效的交通疏解措施来最小化交通不利影响。2.2基坑支护形式的比选 根据建筑基坑支护技术规范的规定，本车站基坑深度、地下水位埋深、软土层厚度均满足一级基坑的要求，故本车站基坑支护安全等级按一级考虑。 明挖基坑施工可分成放坡开挖和基坑支护施工两大类。1) 放坡开挖 放坡开挖是利用土体的自稳能力开挖土体，加适当表面护坡形成稳定边坡。该法施工空间大、开挖速度快、费用较低。适用于土质较好，开挖深度小，地下水位较深，施工场地开阔的场所。但本站基坑周边土质较差，开挖深度较深，地下水埋深浅，场地周边有密集的建筑物、地下管线等，因此，本车站明挖基坑不推荐采用放坡开挖的方式。2) 基坑支护施工 在地铁工程中应用较多且比较成熟的支护结构形式有地下连续墙和套管钻孔灌注咬合桩，深基坑支护结构形式还有钻孔灌注桩桩间旋喷桩止水、钻孔灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕和SMW工法等。 钻孔灌注桩法+止水帷幕 该法是应用比较广泛的一种基坑支护型式，支护结构是钢筋混凝土桩体。 该方法的优点是：桩体刚度较大，控制基坑变形好、施工工艺较简单、桩体可以作为永久结构的一部分。同时，因其对各种土层的适当性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点，在基坑工程中得到了广泛应用。钻孔灌注桩对于一般粘性土、填土、淤泥质土及砂土等，穿越方便，成孔效果较好，而对于碎石粘土则不宜采用。 该方法的缺点是：自身没有止水能力，需要通过辅助止水帷幕止水，因此造价较高；且深基坑的止水效果与止水帷幕的施工工艺、土质条件有很大关系，施工风险相对较大；旋喷桩成桩质量受地层和深度影响较大，在砾质粘性土层中或深度大于12m的基坑，质量很不容易保证。 型钢水泥土挡墙（SMW工法） 该工法是利用搅拌设备，在地层中形成连续水泥土墙体，并在水泥土墙体中插入型钢，形成刚度大、防渗性能好的劲性复合围护结构。较适用于海陆交互相沉积的粘性土地区。 该方法的优点是：施工速度快，每台机械每日施工的平面长度可达1013m；工期约为地下连续墙的一半；施工质量易保证、造价较低；沿墙体无接缝，止水效果好；无泥浆污染，废土外运量只有连续墙工法的1/5左右。 该方法的缺点是：只能作为临时结构使用，造价受型钢的摊销次数影响较大，摊销次数越少造价越高。 SMW工法桩具有施工速度快、施工工艺简单、造价低、对淤泥地层的适应性好等特点，但其适应基坑深度在12m以上，尤其本车站地下水和海水有水力联系，造成成桩难度较大，不容易保证质量，因此，本站明挖基坑不推荐采用SMW工法进行支护。 咬合桩 相邻混凝土排桩间部分圆周镶嵌，并跳桩置入桩内的钢筋笼，使之形成具有良好防渗作用的整体连续挡土支护结构。由于其特点为相邻的两桩互相咬合，故称为咬合桩。与钻孔灌注桩相比，可省去桩体背后的止水帷幕和25%的钢筋工程量。 该方法的特点为：无须排放泥浆，近于干法成孔，机械设备噪音低、无振动，大大减少工程施工时对环境的污染；对沉降及变位容易控制，能够紧邻相近的建筑物、地下管线施工；全套管的跟管钻进及其掘进方法，有效的防止了孔内流沙、涌泥，并可进行嵌岩，保证了成桩质量；第二步施工的桩在已有的第一步施工的两桩间实施切割咬合，全套管的护孔方式保证了桩间紧密咬合，形成良好的整体连续结构；桩体可以作为永久结构的一部分；受国内施工设备的影响，基坑深度大于15m以上时，造价相应提高；另外，小于800直径桩体成孔难度较高。 地下连续墙 地下连续墙是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备、在泥浆护壁之下开挖深槽，然后下钢筋笼浇注混凝土形成的地下土中的混凝土墙。 地下连续墙的优点：施工时振动少、噪声低，可减少对周围环境的影响，能紧邻建筑物和地下管线施工；刚度大、整体性好、变形相对较小，可用于深基坑；施工时处理好接头部位，能有较好的抗渗止水作用；如采用逆作法施工，地下连续墙可做主体结构，实现两墙合一。 地下连续墙的缺点：地下连续墙如单独用作围护墙成本较高；施工时需泥浆护壁，泥浆要妥善处理，否则影响环境。土钉墙 土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉支护的优点： 材料用量和工程量少，施工速度快。 设备轻便、操作方法简单。 对场地土层的适用性较强。 结构轻巧、柔性大、有良好的抗震性能和延性 安全可靠，信息化施工程度高 一般土钉支护比灌注桩更经济。节 土钉支护的缺点和局限性： 需要较大的地下空间 土钉支护的变形较大。土钉属柔性支护，其变形大于预应力锚撑支护，当对基坑变形要求严格时，不宜采用土钉支护 土钉不适宜在软土及松散砂土地层中应用 土钉支护如果作为永久性结构，需要专门考虑锈蚀等耐久性问题。 2.3内支撑体系比选内支撑体系的选择应根据基坑土质情况、基坑深度、周边环境情况以及围护结构的形式确定。实施时，也可以将各种内支撑体系结合使用，扬长避短，以达到加快施工进度，降低工程造价的目的。明挖法施工，围护结构的支撑系统可采用钢支撑、钢筋混凝土支撑或锚杆（索）。锚杆（索）可为施工提供开敞的场地，但要耗费大量的钢材，价格较贵，且锚杆（索）设计长度需深入邻近建筑物规划红线和地界或与密集的地下管线发生干扰。因此，本站基坑不推荐采用锚杆（索）支撑体系。钢支撑安装和拆除速度较快，能尽快发挥支撑的作用，变形小。可以重复利用。但缺点是整体刚度相对较弱，支撑的间距较小。钢筋混凝土支撑：整体刚度大、安全可靠；可使围护墙的变形小，有利于保护周围环境；可方便的变化构件的截面和配筋，以适应其内力的变化。缺点是支撑的成型和发挥作用时间长，现场浇筑的时间长，时间效应大。不能重复利用，拆除相对困难。2.4结构围护方案选定 通过上述比较，本车站基坑支护选择采用钻孔咬合桩（一荤一素）围护结构方案，车站基坑为长条形规则形状，内支撑体系采用1道砼支撑+4道钢支撑+1道钢倒撑，其中第一道支撑均为800mm800mm砼支撑，其余为60916钢管支撑。基坑中部设格构式临时立柱。第三章 基坑围护结构设计与计算3.1工况工况编号工况类型深度(m)支撑刚度(MN/m2)支撑编号预加轴力(kN/m)1开挖2.82加撑2.3268.9113开挖84加撑7.3189.5224005开挖11.56加撑1125.0532507开挖13.58加撑12.9189.5243509开挖16.610加撑16189.52530011开挖18.5712换撑17.92457.9813拆撑514加撑14189.52615拆撑416拆撑317换撑9.71092.4418拆撑219换撑4.42148.8720拆撑1 共设6道支撑，见下表。中心标高（m）刚度（MN/m2）预加轴力（kN/m）-2.3268.91-7.3189.52400-11189.52250-12.9189.52350-16189.52300-14189.52 工况简图如下： 3.2基坑的稳定性验算 基坑整体稳定性验算：计算结果如下： 计算结果表明，整体稳定安全系数Ks1.671.2，满足要求。（2）基坑的抗隆起稳定验算 验算公式 : 式中： 墙体插入深度； 基坑开挖深度； 地面超载； 坑外地表至墙底，各土层天然重度的加强平均值； 坑内开挖面以下至墙底，各土层天然重度的加强平均值；、 地基极限承载力的计算系数； 、 为墙体顶端的土体参数值；用普郎特尔公式，、分别为： 用本方法验算抗隆起安全系数时，安全系数一般可采用计算结果如下：计算结果表明，整体稳定安全系数=3.27（3.78）1.4，满足要求。（3）抗倾覆验算：验算公式: 式中： 桩、墙底以上的基坑内侧各土层水平抗力标准值的合力之和； 合力作用点至桩、墙底的距离； 桩、墙底以上的基坑外侧各土层水平荷载标准值 的合力之和； 合力作用点至桩、墙底的距离。计算结果如下： 带入数据得：=10123.36.24-1.21.14558.68.840,满足要求。3.3位移内力包络图3.3.1地表最大沉降地表沉降计算采用Peck 简化方法 式中Sw 支挡结构侧移面积；H 基坑开挖深度；D 基坑开挖面以下支挡结构的长度； 支挡结构所穿越土层的平均内摩擦角。墙后各点的沉降： 3.3.2土压力计算根据建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99） 支护结构水平荷载标准值eajk应按当地可靠经验确定，当无经验时可按下列规定计算 水平荷载标准值计算简图1、对于碎石土及砂土：1)当计算点位于地下水位以上时： 2)当计算点位于地下水位以下时： 式中：Kai第i层的主动土压力系数；ajk作用于深度zj处的竖向应力标准值；cik三轴试验(当有可靠经验时可采用直接剪切试验)确定的第i层土固结不排水(快)剪粘聚力标准值；zj计算点深度；mj计算参数，当zjh时，取zj，当zjh时，取h；hwa基坑外侧水位深度；wa计算系数，当hwah时，取1，当hwah时，取零；w水的重度。2.对于粉土及粘性土： eajk=ajkKai-2cik(Kai)1/2 3、当按以上规定计算的基坑开挖面以上水平荷载标准值小于零时，应取零。3.3.3基坑外侧竖向应力标准值可按下列规定计算：ajk=rk+0k+1k1、计算点深度zj处自重竖向应力rk1）计算点位于基坑开挖面以上时：rk=mjzj 式中：mj深度zj以上土的加权平均天然重度。2)计算点位于基坑开挖面以下时：rk=mhh式中：mh开挖面以上土的加权平均天然重度。2、当支护结构外侧地面作用满布附加荷载q0时，基坑外侧任意深度附加竖向应力标准值0k可按下式确定：0k=q0 地面均布荷载时基坑外侧附加竖向应力计算简图3、当距支护结构b1外侧，地表作用有宽度为b0的条形附加荷载q1时，基坑外侧深度CD范围内的附加竖向应力标准值1k可按下式确定：1k=q1b0/(b0+2b1) 局部荷载作用时基坑外侧附加竖向应力计算简图4、上述基坑外侧附加荷载作用于地表以下一定深度时，将计算点深度相应下移，其竖向应力也可按上述规定确定。第i层土的主动土压力系数Kai应按下式计算：Kai=tg2(45-ik/2)式中：ik三轴试验(当有可靠经验时可采用直接剪切试验)确定的第i层土固结不排水(快)剪内摩擦角标准值。补充:1 当邻近条形附加荷载不在地表2 放坡对主动土压力的影响采用广州地区建筑基坑支护技术规定(GJB 02-98)方法，即等效为荷载叠加于式ajk=rk+0k+1k计算简图： 上部有放坡时产生的竖向应力计算坡脚处放坡引起的土自重压力 放坡情况下，基坑外侧任意深度产生的竖向应力标准值0k当Zia时 当aZia+b时 当Zia+b时 式中：0k放坡情况下，基坑外侧任意深度产生的竖向应力标准值（kPa）；q0放坡坡脚标高处由于放坡引起的土自重压力（kPa）；放坡土体重度（kN/m3）；h0放坡坡高（m）；a放坡等效荷载作用位置距离基坑边缘距离（m）； b放坡等效荷载作用宽度（m）；Zi计算深度（m）。 当为多级放坡时，每一级放坡按上述原则单独考虑，不考虑放坡之间的相互影响。且放坡等效荷载的作用位置及范围按各级放坡的实际位置处理。砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂、漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾、素填土、杂填土采用水土分算; 压实填土、冲填土、淤泥、淤泥质土、粘性土、红粘土、膨胀土、粉土、湿陷性土采用水土合算。3.3.4被动土压力基坑内侧水平抗力标准值epjk，宜按下列规定计算1.对于砂土及碎石土，基坑内侧抗力标准值按下列规定计算：epjk=pjkKpi+2cik(Kpi)1/2+(zj-hwp)(1-Kpi)w式中pjk作用于基坑底面以下深度zj处的竖向应力标准值Kpi第i层土的被动土压力系数2.对粉土及粘性土，基坑内侧水平抗力标准值宜按下式计算：epjk=pjkKpi+2cik(Kpi)1/2 水平抗力标准值计算图作用于基坑底面以下深度zj处的竖向应力标准值pjk可按下式计算：pjk=mjzj式中mj深度zj以上土的加权平均天然重度。第i层土的被动土压力系数应按下式计算：Kpi=tg2(45+ik/2) 计算结果如下： 第四章 节点计算4.1钢支撑（对撑）计算（1）计算参数 由内力包络图及实际支撑间距得出，最危险支撑为标准断面第二道支撑，支撑轴力标准值为。以剖面第二道支撑轴力为支撑内力计算控制内力。对撑轴力设计值构件参数如下：钢管直径钢管壁厚钢管面积钢管惯性矩抵抗矩回转半径钢管长长细比，钢材等级：，钢材强度：（2）支撑弯矩计算：支撑弯矩由支撑自重、支撑安装时的误差组成。钢管每延米自重标准值施工荷载按1kN/m计算。自重及施工荷载产生的弯矩设计值根据建筑基坑支护技术规程第4.5.2条，钢支撑安装偏心距取。安装误差（偏心）产生的弯矩设计值故（3）强度计算（压弯构件）：根据钢结构设计规范表5.1.2-1，支撑为焊接钢管，对轴和轴均为类截面查钢结构设计规范表5.2.1：，截面正应力，满足要求！其中 : 轴心受压杆件的应力 整体稳定系数，根据截面分类和杆件的长细比来确定 轴心受压杆件的抗压强度设计值 受压杆件的轴心压力设计值 杆件的净截面积（4）稳定计算（压弯构件）：弯矩作用力平面内的稳定计算：由钢结构设计规范表5.2.1得，由5.1.2条及附录C得，由5.2.2条得，由5.2.2条， ，满足要求！弯矩作用力平面外的稳定计算：由5.2.2条，满足要求！4.2混凝土支撑配筋计算已知条件：该混凝土支撑为受压构件，强度等级为C30，钢筋极配为HRB335级，轴向力设计值, 剪力设计值 V=500kN，M=755.2，截面尺寸：，。（1）计算：取 取 ，故可按大偏心受压情况计算。 令 ，故有：，满足最小配筋率。故有：受拉钢筋配筋：选用625，受压钢筋选用实配422，。（2）抗剪计算:(1)截面验算，按规范公式Vmax=cfcbh0=0.251.00014.30800740=4232.8kN V=500kN截面尺寸满足要求。(2)配筋计算，按规范公式V 0.7ftbh0+1.25fyv(Asv/s)h0Asv/s = (V-0.7ftbh0)/(1.25fyvh0) = (500.00103-0.71.37800740)/(1.25300740) 0.625时，取at=0。注： （1）本条适用于截面内纵向钢筋数量不少于6根的情况。（2）用内力变形计算中计算的最大弯矩设计值代替Nei，N取0，让两不等式变为方程式，求解出和As。计算由公式联立：把数值带入上述两公式可求得：弯矩M(kN-m) 2330.3 受压区混凝土截面面积的半圆心角 (度) 57.2全部纵向钢筋的截面面计 As(mm*mm) 18240.17 纵向钢筋配筋率 (%) 2.3224 实配2432，As(mm*mm) 19302配筋率2.46%,满足。 受剪计算：桩径，等效，满足要求。箍筋采用10210四肢.，满足要求！配箍率：，满足要求。4.5冠梁计算4.5.1冠梁受力分析 最大支撑轴力设计值（每沿米），换算成冠梁的均布设计荷载即为，采用力学求解器程序计算，支撑间距。内力图：弯矩包络图（单位：）剪力包络图（单位： ）对支座处的弯矩剪力进行调幅，调幅系数=0.85。所以支座处最大弯矩和剪力为：； 4.5.2冠梁受力计算1、已知条件和计算要求(1)已知条件：矩形梁b=1000mm，h=1000mm。砼 C30，fc=14.30N/mm2，纵筋 HRB335，fy=300N/mm2，箍筋 HPB235，fy=210N/mm2。弯矩设计值 M=378.86kN.m，剪力设计值 V=722.32kN，扭矩设计值 T=0.00kN.m。 (2)计算要求： 1.正截面受弯承载力计算 2.斜截面受剪承载力计算 3.裂缝宽度计算。2 抗弯计算:(1)求相对界限受压区高度bcu=0.0033-(fcu,k-50)10-5=0.0033-(30-50)10-5=0.00350cu0.0033，取cu=0.00330按规范公式(2)双筋计算基本公式，按规范公式(3)求截面抵抗矩系数sh0=h-as=1000-65=935mm(4)求受拉钢筋As及受压钢筋Ass smax=b(1-0.5b)=0.3988受压钢筋按构造配筋As=sminbh=0.20%10001000=2000mm2Ms=Asfy(h0-as)=2000300.00(935-65)=522000032s 0, 取s=0As1=1fcbh0/fy=0.0001.0014.301000935/300.00=0mm2 取As1=As=As1+As2=0+2000=2000mm2(5)配筋率验算受拉钢筋最小配筋率:smin=max0.002,0.45ft/fy=0.451.43/300=0.0021=0.0021As=2000 V=722kN 截面尺寸满足要求。(2)配筋计算，按规范公式V 0.7ftbh0+1.25fyv(Asv/s)h0Asv/s = (V-0.7ftbh0)/(1.25fyvh0) = (722.32103-0.71.431000935)/(1.25200935) = -0.87034mm2/mm=-870.34mm2/m配箍率 sv=Asv/s/b=-0.87034/1000=-0.09% svmin=0.11% 不满足最小配箍率。抗剪箍筋按构造配筋: Asv/s = svminb=0.11%1000=1.1mm2/mm=1100mm2/m4 配置钢筋： (1)受拉钢筋As=2000mm2， 实配524(2454mm2 =0.24%)，配筋满足受压钢筋As=2000mm2，实配524(2454mm2 =0.24%)，配筋满足(2)腰筋：按构造配筋， 实配622(2281mm2 =0.22%)，配筋满足 (3)箍筋：计算Av/s=1100mm2/m， 实配10210四肢(1495mm2/m sv=0.15%)，配筋满足5 裂缝计算:(1)受拉钢筋应力计算,按规范公式sk=Mk/(0.87h0As)=378860000/(0.879352454)=211.79N/mm2(2)按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率,按规范公式te=As/Ate=As/(0.5bh)=2454/(0.510001000)=0.0049 0.01, 取te=0.01(3)裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数,按规范公式(4)最大裂缝宽度计算,按规范公式Wmax=0.284mm Wlim=0.400mm, 满足。4.6立柱计算 概述： 一般情况下，在基坑开挖面以上采用格构式钢柱，以方便主体工程基础底板钢筋施工，同时也便于和支撑构件连接。开挖面以下可采用直径不小于的钻孔桩（也可用工程桩），或采用与开挖面以上力柱截面相同的钢管及型钢。当为钻孔桩时，其上部钢力柱在桩内的埋入深度不应小于钢力柱长边的四倍，并与桩内钢筋笼焊接。另外，在这些钢力柱与钢筋混凝土底板的连接处要设止水带，止水带通常采用钢板，将其满焊在钢力柱的杆件四周。 为防止力柱沉降或坑底土回弹对支撑结构的不利影响，力柱的下端应支承在教好的土层上。在软土地区，力柱在开挖面以下的埋置深度不宜小于基坑的开挖深度的倍。在本基坑中去插入深度为17.17m。钢力柱与力柱桩连接时其下端锚入钢筋混凝土钻孔灌注桩，锚入长度一般取的柱高，并不小于。取。 (2)荷载计算：立柱基础桩竖向承载力： 基坑开挖面以下的立柱采用直径的灌注桩，按照南京地区地基基础设计规范（DGJ32/J12-2005）：立柱基础桩竖向荷载：砼支撑（800800）每延米自重 16.0kN/m钢支撑（60916钢管）每延米自重 2.293kN/m立柱（角钢16014 4根）每延米自重 1.860kN/m拉杆（40a工字钢）每延米自重 0.6762=1.352kN/m砼支撑计算长度 23.8m；钢支撑计算长度 23.0m；砼支撑层数 1；钢支撑层数4；立柱间钢支撑数 3；立柱间距 9m；立柱计算长度 18.87m砼支撑重 钢支撑重 立柱重 拉杆重 桩自重 支撑轴力Ni单位（kN）第一道（砼）315.2第二道（钢）904.6第三道（钢）780.1第四道（钢）694.9立柱基础桩竖向荷载合计：1652.6kN，满足。（3）强度计算（轴心受压构件）：根据钢结构设计规范表5.1.2-1，钢立柱为4根角钢16014格构立柱，对x轴和y轴均为b类截面，查钢结构设计规范表5.2.1，立柱截面积截面正应力，满足要求！（4）稳定计算（轴心受压构件）：回转半径底层立柱计算长度（底层高度+5倍立柱截面边长或直径）长细比弯矩作用力平面内的稳定计算：由5.1.2条及附录C得，满足要求！式中： 轴心受压杆件的应力 整体稳定系数，根据截面分类和杆件的长细比来确定 轴心受压杆件的抗压强度设计值 受压杆件的轴心压力设计值 杆件的截面积第五章 主体结构主要尺寸和材料的拟定5.1主体结构尺寸车站主体结构采用现浇整体式框架结构。标准段为双层三跨结构。根据车站结构型式及所处地形、地质情况，拟定主要结构尺寸如表所示。顶板中板底板柱边墙围护结构钻孔咬合桩备注车站标准段8004009006009008001000800单位：mm主体结构断面图：5.2材料拟定5.2.1 主体结构混凝土强度等级、钢筋种类、型钢种类，材料设计强度混凝土强度等级：主体结构顶板、顶板梁、底板、底板梁、侧墙及端墙：C35防水混凝土，抗渗标号S8主体结构楼板及楼板梁：C35主体结构柱：C50钢筋：HPB235和HRB335级钢筋钢板、型钢：Q235-B钢5.2.2 受力主筋混凝土保护层厚度底板、顶板、边墙：迎水面50mm，背水面40mm楼板及梁：40mm柱：40mm第六章 框架结构荷载及内力变形计算6.1 计算模型车站采用现浇整体式框架结构，与围护结构形成复合结构。使用阶段只考虑主体结构侧墙承受车站侧向水土压力。主体结构计算按底板作用在弹性地基上的平面闭合框架结构进行内力分析。使用