基于BIM技术的地铁车站设计与施工设计

③裂缝宽度验算ρ钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力σ裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数φ=1.1-最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离C=50mm受拉区纵向钢筋的等效直径d所以最大裂缝宽度ωmax裂缝满足要求标准段截面配算顶纵梁上缘顶纵梁下缘中纵梁上缘中纵梁下缘底纵梁上缘底纵梁下缘弯矩设计值5584.94148.61205.3895.37519.95586.2尺寸b×h1000×16001000×16001000×10001000×10001000×18001000×1800钢筋数量及截面尺寸9C508C368C286C2520C3216C32实际钢筋截面面积176768143492629451608412864剪力设计值4028.94028.9869.5869.55425.15425.1箍筋B12@100B12@100B12@100B12@100B12@100B12@100弯矩标准值4105.93050.1889.56660.8165008.93720.9裂缝宽度0.1470.1480.1590.1730.1850.175裂缝是否满足要求满足满足满足满足满足满足4.11楼梯结构设计4.11.1设计示意图4.11.2几何参数楼梯类型：梁式C型楼梯约束条件：两端简支梯段净跨：Ln=4800mm楼梯高度：H=5100mm 楼梯宽度：W=1800mm楼梯级数：n=34（级）平台板厚：C1=70mm面层厚度：C2=30mm4.11.3荷载参数楼梯混凝土容重：γ楼梯面层容重：c楼梯顶棚抹灰容重：c楼梯栏杆自重：q楼梯设计可变荷载标准值：q=2.5KN/m可变荷载组合值系数：φ=0.7可变荷载准永久值系数：q=0.54.11.4材料参数混凝土强度等级：C30混凝土抗压强度设计值：f混凝土抗拉强度标准值：f混凝土抗拉强度设计值：f混凝土弹性模量：E主筋强度等级：HPB300f主筋弹性模量：E受拉纵筋合力点到梯梁底边的距离：a4.11.5荷载计算过程（1）楼梯几何参数梯段板与水平方向夹角余弦值：cosα梯段板的计算跨度：B梯段板的平均厚度：d=(h+c/（2）荷载设计值1、均布恒载标准值：三角形踏板=1.88KN/m混凝土斜板=5.59KN/m水磨石面层=0.98KN/m水泥砂浆=0.38KN/m恒载总计：1.88+5.59+0.98+0.38=8.83KN/m活载取4KN/m总荷载标准值：Pk=1.0×8.83+1.0×4=12.83KN/m总荷载设计值：P=1.3×8.83+1.5×4=17.47KN/m4.11.6内力计算混凝土取C30fc=14.3，ft=1.43，钢筋HR335，fy=300N/mmM=0.1Pln2=0.1×17.47×Mk=0.1pkln2=41.924.11.7楼梯配筋h0=200-20=180mmαs=MAs=Mrsfyh0=781.46选配Φ14@100,As=1539mm4.11.7裂缝宽度验算σsk=ρte=φ=1.1-0.65ftkpteσC=25mm，dwmax=0.0724.11.8平台板荷载计算平台自重：25×0.1=2.5kN/m水磨石层：0.65×1=0.65kN/m板底抹灰：0.02×17=0.34kN/m总计：2.5+0.65+0.34=3.49kN/m活载取4kN/m总荷载标准值：Pk=1.0×3.49+1.0×4.12=7.49kN/m总荷载设计值：P=1.3×3.49×1.5×4=10.54kN/m4.11.9内力计算M=0.1Pln2=0.1×10.54×1.6Mk=0.1Pln2=0.1×7.49×1.6V=0.5plo=8.34<0.7ftbh0=80.08kN/m4.11.10配筋计算h0=100-20=80mmαs=ξ=1-1-2αγs=1-0.5ξAs=Mf选配Φ8@200,As=2510mσsk=ρte=φ＝1.1－0.65ftkC=25mm，dwmax=2.11×0.2×107.9200000车站围护结构5.1围护结构方案5.1.1基坑变形控制标准本车站明挖基坑宽度为20.5m，深度为17m，根据《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)和《建筑基坑支护技术规程》（JGJ129-99），本基坑围护等级为一级：基坑水平位移≤0.2.1%H，且≤35mm，地面最大沉降量≤0.15.6%H，即28mm。5.1.2围护结构形式结构板底标高约为20.4m，位于承压水处，该层土质为圆砾层。加隔水层。用钻孔灌注桩。5.1.3内支撑系统内部须设置多道水平支撑。本车站主体基坑尺寸157m×20.5m窄而长，采用内部钢结构支撑。采用φ600，t=12mm，水平间距3m左右。5.1.4基坑围护方案主体结构基坑采用C800@1400mm钻孔灌注桩加内部钢支撑作为基坑围护结构5.2围护结构计算计算是以“增量法”为原则，借助“理正深基坑软件”的帮助来进行建模和受力分析，得出较准确的计算结果，再排桩结构内力和配筋的计算。5.2.1支护方案排桩支护5.2.2土压力模型及系数调整5.3结构设计5.3.1冠梁配筋5.4桩截面计算5.5整体稳定验算我们取土条的宽度为0.40m。图5-7整体稳定验算简图滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=0.433圆弧半径(m)R=20.335，圆心坐标X(m)X=-4.464，圆心坐标Y(m)Y=13.6945.6抗倾覆稳定验算抗倾覆安全系数: 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 0.000 2 内撑 0.000 3 内撑 0.000 Ks=2.418>=1.250,满足规范要求。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 177.778 2 内撑 0.000 3 内撑 0.000 Ks=2.624>=1.250,满足规范要求。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 177.778 2 内撑 0.000 3 内撑 0.000 Ks=1.138>1.250,满足规范要求! 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 177.778 2 内撑 177.778 3 内撑 0.000 Ks=1.288>=1.250,满足规范要求。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 177.778 2 内撑 177.778 3 内撑 0.000 Ks=1.491>1.250,满足规范要求! 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 177.778 2 内撑 177.778 3 内撑 177.778 Ks=1.592>1.250,满足规范要求! 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 177.778 2 内撑 177.778 3 内撑 177.778 Ks=1.526>1.250,满足规范要求! 最小安全Ks=1.491>1.250,满足规范要求!5.7抗隆起验算图5-8a抗隆起验算简图图5-8b抗隆起验算简图1)从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下： Ks=2.546>1.800，抗隆起稳定性满足。2) Ks=2.553>2.200，坑底抗隆起稳定性满足。5.8嵌固深度验算嵌固深度计算过程：按交互的最大土层厚度，嵌固深度计算值h0=52.000m嵌固深度采用值ld=6.000m嵌固深度取为6.800 Ps=885.674≤Ep=8514.013，土反力满足要求。 Ps=903.964≤Ep=8514.013，土反力满足要求。 Ps=2342.595≤Ep=4010.601，土反力满足要求。 Ps=2342.595≤Ep=4010.601，土反力满足要求。 Ps=715.795≤Ep=992.704，土反力满足要求。 Ps=715.795≤Ep=992.704，土反力满足要求。 Ps=490.591≤Ep=543.808，土反力满足要求。Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力（kN）；Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力（kN）。第6章车站结构防水设计6.1防水原则与标准6.1.1一般原则1、“以防为主、刚柔结合、多道防水、因地制宜、综合制理”的原则。2、以结构自防水为根本，施工缝、变形缝等接缝防水为重点，辅以附加防水层加强防水。3、结构防水层材料，选用耐老化，耐腐蚀，易操作且焊接时无毒，适宜在潮湿基面上施工的材料。6.1.2防水标准1、按一级防水等级要求设计，不允许出现渗水部位，结构表面不得有湿渍。2、风道、风井等部位按二级防水等级要求设计，总湿渍面积不应大于总防水面积的7/1000，单个不大于0.24m。3、砼耐蚀系数不应小于0.8。6.1.3技术标准1、防水砼的抗渗等级为P8，并铺设柔性防水层。2、在板墙结构的外侧设防水层。3、混凝土强度为C15，厚度150。6.2结构附加防水层措施板、墙采用防水混凝土，抗渗等级P8。为C35抗渗混凝土。防水层采用ECB防水板.6.3细部构造防水措施变形缝采用中埋式橡胶止水带和变形缝内嵌缝胶嵌缝的处理方法，同时在结构变形缝的外侧增设外贴式止水带。6.3.1施工缝防水灌筑下一段混凝土前，刷两道素水泥浆。止水条槽采用木条预留.钢板止水带放在迎水面一侧，并弯折180度后直线段不小于102mm。6.3.2变形缝防水变形缝宽度为22mm，用油标明位置，变形缝处止水带采用302mm宽的橡胶止水带。第7章施工组织设计7.1施工方法方案比选表7-1车站施工方法比较表7.3施工降水7.3.1降水要求基坑有膨胀土，选择合理而高效的工程降水方案是地下工程设计的重要内容之一，必须引起足够的重视。7.3.2降水目的通过降水及时疏干开挖范围内土层的地下水开挖施工及时降低围护桩内基坑中的地下水位。7.3.3降水方案选择坑内降水方案、坑外降水方案、堵水方案可供选择；堵水方案是采用坑外降水和坑内降水方案均不能完全达到基坑降水要求时的辅助措施，在石家庄地区基本不采用。坑外降水方案与坑内降水方案相比主要有以下优点：施工降水采用坑外布井，对内部结构施工没有影响，有利于加快施工进度，结构底板不需开洞，结构整体性好，抵御降水过程中的断电、设备故障的能力较强。所有的降水井均采用降水井用滤料回填。降水工作一经运转，抽出的大量地下水应安全排放，使其不再渗流入基坑及附近范围内，亦不能影响城市道路交通和市容环境。7.4环境保护措施1、环境保护必须遵守国家现行的有关环境保护的方针、政策，并符合石家庄市环保部门的有关规定。2、做好土方调配，避免乱取乱弃，破坏自然环境。3、弃土运输应进行遮盖，以防污染环境。4、树木及绿化的保护措施（1）施工结束后，对临时堆放场、施工便道应及时恢复植被，按园林部门的要求进行绿化。（2）保持城市景观的统一性。（3）施工降水引起基坑周边地下水位的下降会对行道树和绿化带的成活产生不利影响.7.5施工监测7.6工程量统计本设计方案车站主体宽度为20.7m，长度为181.2m，高度为12.8m，覆土层厚度为3.8m，基坑开挖深度为17.7m。经过初步设计，对该工程的土方量、钢筋用量、混凝土用量等进行简单的预算。技术经济分析8.1预测带来的经济效益使用者的经济效益分析，将积水潭商圈全体的交通利用者所涉及的交通便利性的变化作为测量标准，以积水潭商圈的人流量为对象，发现，随着地铁车站的建设，交通便利性的满足度（所需时间、运费、换乘便利性的提高、铁路对定时性的信赖感等）大大提升。同时地铁车站的建设也改善了局部环境，根据汽车交通量的预测结果，将各道路区间对应行驶速度的排放量乘以该区间的交通量，得到的城市圈内所有总排放量的变化，发现排放量大大减少而且还有改善地球环境的作用，伴随着地铁车站建设完成，将汽车CO2排放量的减少以及地铁运行所需发电所产生的CO2排放量的变化进行对比，得出二氧化碳排放量大大减少。最后还有降噪方面，减少道路，交通事故发生的所带来的经济效益8.2车站施工经济分析。本次地铁车站采用明挖法进行施工，明挖法拥有施工简便，施工周期短的特点，相对比暗挖法，拥有多个施工面，工程质量易于保证，暗挖法的每立方米人工消耗比明挖法高3-6倍，同时因为暗挖法的施工方式为提前支护，并且采用超前小导管注浆等方式来确保土体稳定性，所以暗挖法的造价是明挖法的1.5-2倍，故在本次设计中，因为条件环境允许，所以选择明挖法作为车站主体的施工方式。在基坑支护的选择中，由于周围存在较多的带有地下结构的建筑物，所以采用地下连续墙为基坑支护结构，所以结构采用重合墙的方式进行施工，故可以适当减少主体结构侧墙的配筋，以达到减少成本的目的。第9章结论采用的是地下两层双柱三跨式岛式车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层，车站结构为双柱三跨现浇钢筋混凝土框架。车站总长157m，总宽20.5m，顶板覆土3.5m，底板埋深17m，钻孔灌注桩作为施工期间的基坑支护，主体结构侧墙为钻孔灌注桩加内衬墙复合结构，车站主体结构采用明挖顺做法进行施工。车站的建筑设计是根据石