地铁站主体结构及楼梯计算书.doc

计算书专用纸工程名称： 武汉轨道交通二号线一期工程 宝通寺站 第 74 页 共 74 页项目名称： 主体结构及楼梯计算 计算：孙振岳 复核：杜玉峰 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L0/400L0/300，悬臂构件的允许挠度值取L0/200L0/150。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勘察研究院有限公司提供的武汉市轨道交通二号线一期工程勘察IV标段宝通寺站 场地岩土工程勘察报告书（详细勘察阶段）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fakKVKXKvKHcvk0kN/m3kPaMPa/mMPa/mm/dm/dkPa1-1杂填土19.71083.24.58180.621-2素填土19.511015130.150.3014120.606-1粉质粘土19.515024230.00080.000826140.507-2粉质粘土19.836052500.00070.000737170.4410-2含碎石粘土19.940058570.050.2039180.3913-3粉质粘土19.623044430.050.2030160.4120a-1强风化砂岩20.445090（150）20（26）0.3020a-2中风化砂岩22.41300100（200）24（27）0.1820a-3微风化砂岩24.32100120（700）27（32）0.13岩石静止侧压力系数根据建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002计算修正后取值如下：强风化岩层 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。中风化岩层20a-2岩石基床弹簧系数取50MPa/m岩石抗剪强度为岩体结构面抗剪强度。括号内数值为岩体抗剪强度。水位埋深：场地地下水类型主要为上层滞水和基岩裂隙水两种类型。上层滞水主要赋存于人工填土层之中，大气降水及附近居民生活用水是其主要补给来源。勘察期间，测的其地下水位埋深0.602.30m，相当于标高27.7529.60m。向街道口地势较低地段排泄；基岩裂隙水主要存在于裂隙发育的强风化及中风化粉砂质泥岩之中，水量较小。微风化岩石完整性好，仅有少量裂隙发育，水量更小。设防水位：基坑抗浮设计水位取场地室外整平地面标高。2 计算荷载：（1） 永久荷载：结构自重，按25kN/m3取用；结构面层，按20kN/m3取用；土荷载，按详勘报告所给土体自重取值；水荷载，按设防水位取值，根据地形图设防水位标高取30.00；（2） 可变荷载：路面超载，按20kN/取用；人群荷载，按4kN/取用；设备荷载，按8kN/取用；盾构始发端由于盾构拼装引起的临时地面超载按75KN/m2考虑（3） 人防荷载按6级人防抗力等级取值，根据计算取值如下：顶盖等效静荷载： 71.9kN/m2岩石段侧墙等效静荷载：5.348kN/m2，粉土段侧墙等效静荷载：26.8kN/m2底板等效静荷载： 51.7kN/m23 荷载系数及工况：永久荷载分项系数取1.35，可变荷载取1.4，临时荷载分项系数取1.2。（1）正常使用工况：1.35*永久荷载1.4*活载（不包括水压力）（2）正常使用工况（0.3侧土压力）：1.35*永久荷载1.4*活载（侧土压力分项系数取0.3，不包括水压力）（3）水浮力工况：1.35*永久荷载1.4*活载（包括水压力）（4）人防工况：1.2恒载+1.0人防（无水压力）三 主体结构计算（一） 计算模型本工程为地下二层的双跨（局部三跨）框架结构。对于板墙结构，按框架模型考虑；对于主梁及壁柱结构，按梁柱框架模型考虑，中楼板洞边悬臂梁按梁板平面模型考虑。应用SAP84程序，采用一次加载的“结构-荷载”模型，计算框架梁、柱及各层板结构变形及内力。SAP模型的基本假定与计算方法为： 土压力按静止土压力考虑，土压力及水压力简化为单元内的梯形荷载； 结构按弹性地基上带刚域的框架进行各种荷载组合计算，以最不利情况作为构件截面设计的依据。 计算模型中底板下均设置了竖向土弹簧支撑。如果弹簧反力超过地基承载力则取消相应弹簧并用最大地基反力代替。如果弹簧受拉则取消底板受拉弹簧以水反力代替。（二） 内力计算（计算结果见后）（三） 配筋计算原则1 框架计算结果所示内力均为设计值，计算时直接取用；2 结构除人防工况外外侧裂缝宽度按0.2mm控制，内部按0.3mm控制，人防工况强度控制，裂缝不控制；3 水平构件配筋按纯弯构件计算；竖直构件按偏压构件计算；各截面均按单筋截面配筋；4 墙板混凝土强度等级为C30,柱子的混凝土强度等级为C60；5 计算裂缝宽度时，混凝土保护层厚度大于30mm，按30mm计算；四 板墙计算根据计算对比，人防荷载工况对截面尺寸及配筋不控制，计算中在SAP84中针对其它三种工况共同建模，计算结果输出三种工况的内力包络图。（一）1-1剖面（1轴3轴、2729轴）覆土取3.5m荷载如图：根据结构的对称性，取结构一半进行计算，内力包络图如下：弯矩剪力轴力配筋截面如下：顶板构件；断面：1 抗弯 M(kN-m)=1241X(mm)=96.7559385006603；x/ho=9.34839985513626E-02As(mm*mm)=4612.03；(%)=.4192；As(mm*mm)=2200；(%)=.2 抗剪 V(KN)=799.2构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=400；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数16 4815 .44 1.04 23.91618 5054 .46 1.1 19.91820 5279 .48 1.14 16.82022 5494 .5 1.19 14.52225 5800 .53 1.26 11.82528 6087 .55 1.32 9.92832 6449 .59 1.4 832Wmax=0.2mm控制，实配 28100+22100，As=6545mm2；顶板构件；断面：2 抗弯 M(kN-m)=934X(mm)=105.291583990459；x/ho=.143253855769332As(mm*mm)=5018.89；(%)=.6273；As(mm*mm)=1600；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=10；Dk(mm)=8；S(mm)=350；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.3mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数25 5256 .66 1.05 10.72528 5508 .69 1.1 8.92832 5824 .73 1.16 7.232Wmax=0.3mm控制，实配 28100，As=6158mm2；顶板构件；断面：3 抗弯 M(kN-m)=1795X(mm)=143.332378147171；x/ho=.138485389514175As(mm*mm)=6832.17；(%)=.6211；As(mm*mm)=2200；(%)=.2 抗剪 V(KN)=889.8构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=400；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数14 7353 .67 1.08 47.81416 7718 .7 1.13 38.41618 8061 .73 1.18 31.71820 8388 .76 1.23 26.72022 8699 .79 1.27 22.92225 9142 .83 1.34 18.62528 9560 .87 1.4 15.52832 10085 .92 1.48 12.532Wmax=0.2mm控制，实配 28100+22100，As=9959mm2；楼板构件；断面：4 抗弯 M(kN-m)=338.6X(mm)=42.4354961874429；x/ho=6.68275530510912E-02As(mm*mm)=2022.75；(%)=.2889；As(mm*mm)=1400；(%)=.2 抗剪 V(KN)=163.6构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=10；Dk(mm)=8；S(mm)=350；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算裂缝不起控制作用，实配 18100，As=2545mm2楼板构件；断面：5 抗弯 M(kN-m)=139.2X(mm)=33.6536628388368；x/ho=.100458695041304As(mm*mm)=1604.15；(%)=.401；As(mm*mm)=800；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=15；Dk(mm)=6；S(mm)=300；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.3mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数28 1638 .41 1.02 2.72832 1739 .43 1.08 2.232Wmax=0.3mm控制，实配 18100，As=2545mm2；楼板构件；断面：6 抗弯 M(kN-m)=298.2X(mm)=37.2140216359023；x/ho=.058604758481736As(mm*mm)=1773.86；(%)=.2534；As(mm*mm)=1400；(%)=.2 抗剪 V(KN)=155.7构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=10；Dk(mm)=8；S(mm)=350；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算裂缝不起控制作用，实配 18100，As=2545mm2底板构件；断面：7 抗弯 M(kN-m)=1980X(mm)=143.229054276011；x/ho=.126192999362125As(mm*mm)=6827.25；(%)=.5689；As(mm*mm)=2400；(%)=.2 抗剪 V(KN)=1131Fyv(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=300 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数14 7310 .61 1.07 47.51416 7681 .64 1.13 38.21618 8031 .67 1.18 31.61820 8364 .7 1.23 26.62022 8681 .72 1.27 22.82225 9131 .76 1.34 18.62528 9557 .8 1.4 15.52832 10091 .84 1.48 12.532Wmax=0.2mm控制，实配 28100+28100，As=12316mm2；底板构件；断面：8 抗弯 M(kN-m)=1222X(mm)=121.399974828189；x/ho=.145389191411004As(mm*mm)=5786.73；(%)=.6429；As(mm*mm)=1800；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=400；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.3mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数25 6055 .67 1.05 12.32528 6344 .7 1.1 10.32832 6707 .75 1.16 8.332Wmax=0.3mm控制，实配 28100，As=6158mm2；底板构件；断面：9 抗弯 M(kN-m)=1584X(mm)=112.976180793322；x/ho=9.95384852804602E-02As(mm*mm)=5385.19；(%)=.4487；As(mm*mm)=2400；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=400；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数14 5483 .46 1.02 35.61416 5781 .48 1.07 28.81618 6062 .51 1.13 23.81820 6328 .53 1.18 20.12022 6581 .55 1.22 17.32225 6942 .58 1.29 14.12528 7281 .61 1.35 11.82832 7708 .64 1.43 9.632Wmax=0.2mm控制，实配 28100+22100，As=9959mm2；侧墙构件；断面：10此构件属大偏心受压大偏心受压对称截面配筋计算Lo(mm)=0；= 1；X(mm)=100=.1360544；b=.56；i(mm)=1356.667As(mm*mm)=4849.63；(%)=.6As(mm*mm)=4849.63；(%)=.6 抗剪计算构造配箍筋V(kN)=642.5Fyv(N/mm*mm)=210；DK(mm)=8；N(肢) 4；S(mm)=350 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数14 5587 .68 1.15 36.31416 5860 .73 1.21 29.11618 6118 .76 1.26 241820 6363 .78 1.31 20.32022 6597 .82 1.36 17.42225 6929 .86 1.43 14.12528 7243 .89 1.49 11.82832 7638 .94 1.58 9.532Wmax=0.2mm控制，实配 28100+22100，As=9959mm2；侧墙构件；断面：11构造配筋，实配 28100，As=6158mm2；侧墙构件；断面：12构造配筋，实配 28100+22100，As=9959mm2；侧墙构件；断面：13此构件属大偏心受压大偏心受压对称截面配筋计算Lo(mm)=0；= 1；X(mm)=100=.1574803；b=.56；i(mm)=357.7333As(mm*mm)=1400；(%)=.2As(mm*mm)=1400；(%)=.2+300，采用Smax300V(kN)=1107Fyv(N/mm*mm)=210；N(肢)=4；DK(mm)=10；S(mm)=185 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数18 8652 .96 1.27 341820 8976 .98 1.32 28.62022 9287 1.03 1.36 24.42225 9729 1.08 1.43 19.82528 10147 1.11 1.49 16.52832 10673 1.18 1.56 13.332Wmax=0.2mm控制，实配 28100+28100，As=12316mm2；（二）2-2剖面（3轴8轴）荷载如图：内力包络图：弯矩剪力轴力配筋截面：顶板构件；断面：1 抗弯 M(kN-m)=709.9X(mm)=54.179112672739；x/ho=5.23469687659314E-02As(mm*mm)=2582.53；(%)=.2347；As(mm*mm)=2200；(%)=.2 抗剪 V(KN)=475.5构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=400；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数22 2647 .24 1.03 72225 2807 .26 1.09 5.72528 2958 .27 1.15 4.82832 3148 .29 1.22 3.932Wmax=0.2mm控制，实配 25100+22100，As=8710mm2；顶板构件；断面：2 抗弯 M(kN-m)=75.26X(mm)=7.91916665986715；x/ho=1.07743764079825E-02As(mm*mm)=1600；(%)=.2；As(mm*mm)=1600；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=10；Dk(mm)=8；S(mm)=350；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算裂缝不起控制作用，实配 25100，As=4909mm2；顶板构件；断面：3 抗弯 M(kN-m)=279.2X(mm)=29.8254450739489；x/ho=4.05788368353046E-02As(mm*mm)=1600；(%)=.2；As(mm*mm)=1600；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=10；Dk(mm)=8；S(mm)=350；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数25 1764 .22 1.03 3.62528 1860 .23 1.08 32832 1980 .25 1.15 2.532Wmax=0.2mm控制，实配 25100+22100，As=8710mm2；顶板构件；断面：4 抗弯 M(kN-m)=820.6X(mm)=91.588123036624；x/ho=.124609691206291As(mm*mm)=4365.7；(%)=.5457；As(mm*mm)=1600；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=10；Dk(mm)=8；S(mm)=350；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.3mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数25 4579 .57 1.05 9.32528 4803 .6 1.1 7.82832 5085 .64 1.16 6.332Wmax=0.3mm控制，实配 25100，As=4909mm2；楼板构件；断面：5 抗弯 M(kN-m)=177.4X(mm)=21.8664976400756；x/ho=3.44354293544498E-02As(mm*mm)=1400；(%)=.2；As(mm*mm)=1400；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=10；Dk(mm)=8；S(mm)=350；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算裂缝不起控制作用，实配 1610016100，As=4022mm2；楼板构件；断面：6构造配筋，实配 18100，As=2545mm2楼板构件；断面：7 抗弯 M(kN-m)=72.8X(mm)=8.88100191956596；x/ho=1.39858297945921E-02As(mm*mm)=1400；(%)=.2；As(mm*mm)=1400；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=10；Dk(mm)=8；S(mm)=350；构造配箍筋裂缝控制按 GB 50010-2002 计算裂缝不起控制作用，实配 1610016100，As=4022mm2；楼板构件；断面：8 抗弯 M(kN-m)=126.5X(mm)=30.4290540503838；x/ho=9.08329971653247E-02As(mm*mm)=1450.45；(%)=.3626；As(mm*mm)=800；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=15；Dk(mm)=6；S(mm)=300；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.3mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数32 1477 .37 1.02 1.832Wmax=0.3mm控制，实配 18100，As=2545mm2；底板构件；断面：9 抗弯 M(kN-m)=1502X(mm)=106.822937469125；x/ho=9.41171255234579E-02As(mm*mm)=5091.89；(%)=.4243；As(mm*mm)=2400；(%)=.2 抗剪 V(KN)=940构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=400；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数16 5348 .45 1.05 26.61618 5611 .47 1.1 221820 5861 .49 1.15 18.72022 6099 .51 1.2 162225 6437 .54 1.26 13.12528 6756 .56 1.33 112832 7156 .6 1.41 8.932Wmax=0.2mm控制，实配 25100+25100，As=9818mm2；底板构件；断面：10 抗弯 M(kN-m)=338X(mm)=31.7410138237292；x/ho=3.80131902080589E-02As(mm*mm)=1800；(%)=.2；As(mm*mm)=1800；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=400；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算裂缝不起控制作用，实配 25100，As=4909mm2底板构件；断面：11 抗弯 M(kN-m)=363X(mm)=24.8744012755072；x/ho=.021915772048905As(mm*mm)=2400；(%)=.2；As(mm*mm)=2400；(%)=.2 抗剪 V(KN)=457构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=400；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算裂缝不起控制作用，实配 25100+25100，As=9818mm2；底板构件；断面：12 抗弯 M(kN-m)=1040X(mm)=102.043659873186；x/ho=.122207975896031As(mm*mm)=4864.08；(%)=.5404；As(mm*mm)=1800；(%)=.2 抗剪 V(KN)=0构造配箍筋Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=7；Dk(mm)=10；S(mm)=400；构造配箍筋 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.3mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数25 5103 .57 1.05 10.42528 5353 .59 1.1 8.72832 5668 .63 1.17 732Wmax=0.3mm控制，实配 25100，As=4909mm2；侧墙构件；断面：13此构件属大偏心受压大偏心受压对称截面配筋计算Lo(mm)=0；= 1；X(mm)=100=.1574803；b=.56；i(mm)=1554.933As(mm*mm)=3932.83；(%)=.56As(mm*mm)=3932.83；(%)=.56 抗剪计算构造配箍筋V(kN)=420.4Fyv(N/mm*mm)=210；DK(mm)=8；N(肢) 4；S(mm)=350 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数14 4275 .6 1.09 27.81416 4493 .63 1.14 22.31618 4697 .66 1.19 18.51820 4891 .68 1.24 15.62022 5077 .71 1.29 13.42225 5340 .76 1.36 10.92528 5589 .78 1.42 9.12832 5901 .83 1.5 7.332Wmax=0.2mm控制，实配 25100+22100，As=8710mm2；侧墙构件；断面：14构造配筋，实配 25100，As=4909mm2侧墙构件；断面：15、16此构件属大偏心受压大偏心受压对称截面配筋计算Lo(mm)=0；= 1；X(mm)=100=.1574803；b=.56；i(mm)=816.2666As(mm*mm)=2426.89；(%)=.34As(mm*mm)=2426.89；(%)=.34 抗剪计算Fyg(N/mm*mm)=210；N(肢)=2；Dk(mm)=8；S(mm)=245.45 如 S 250，采用Smax250V(kN)=680Fyv(N/mm*mm)=210；N(肢)=2；DK(mm)=8；S(mm)=245 裂缝控制按 GB 50010-2002 计算Wmax=0.2mmD (mm)-Asi(mm*mm)-U(%)-K(Asi:As)-需配根数16 2554 .35 1.05 12.71618 2685 .38 1.11 10.61820 2808 .4 1.16 8.92022 2925 .41 1.21 7.72225 3092 .43 1.27 6.32528 3250 .46 1.34 5.32832 3447 .49 1.42 4.332Wmax=0.2mm控制，实配 25100+22100，As=8710mm2；侧墙构件；断面：17此构件属大偏心受压大偏心受压对称截面配筋计算Lo(mm)=0；= 1；X(mm)=100=.1869159；b=.56；i(m