1、課程名稱：地鐵與輕軌設(shè)計題目：明挖地鐵車站荷載計算院系：土木工程系專業(yè)：城市軌道交通與地下工程年 級：姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：成 績：課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)_姓名_學(xué)號開題日期：2014年5月完成日期：2014年6月題 目、設(shè)計的目的掌握明挖地鐵車站荷載計算的方法、設(shè)計的內(nèi)容及要求 根據(jù)提供的車站尺寸及地質(zhì)資料，進行車站結(jié)構(gòu)荷載（豎向和水平）計算三、指導(dǎo)教師評語四、成績指導(dǎo)教師（簽章）1已知條件1.1荷載條件表1.1參數(shù)厘定學(xué)號地 層施工方 法站臺 形式立柱 縱向 間距襯砌 材料地面均布荷載人群荷 載設(shè)備荷 載水容重20128103軟 土明挖島式8mC3520.3kPa4.03kPa8.03kP

2、a9.8kN/m3C35= 0.2Y=25kN/m3相應(yīng)的車站橫斷面示意圖如下:圖1.1車站橫斷面示意圖（單位：cm）1.2圍巖條件表1.2各層土的物理力學(xué)參數(shù)名稱天然容 重3kN / m飽和容重3kN / m含水率 （%）孔隙比凝聚力MPa / m內(nèi)摩擦角圍巖19.820.525.40.7483313.3圍巖18.719.726.50.7561710圍巖19.020.127.50.778258.0圍巖17.219.025.20.7218.46.31.3荷載組合表1.3荷載組合情況永久荷載可變何載人防何載地震何載標(biāo)準(zhǔn)組合1.01.000結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.12荷載計算取縱向長度1m的結(jié)構(gòu)來進行計

3、算，并將該車站結(jié)構(gòu)簡化到各自中心線上， 具體過程如下。2.1垂直荷載豎向壓力一般應(yīng)按計算截面以上全部土柱重力計算。車站頂部覆土豎向均布 荷載q按下式計算：q八 ih對于本車站所處地層地下水埋深 7.103m，覆土層厚度4.503m。2.1.1頂板垂直荷載頂板垂直荷載由路面活載及垂直土壓力組成。(1) 路面均布荷載：q路 =20.3kPa(2) 頂板上部土體垂直土壓力：q土 =。送 丫山=1.12漢(19.8漢 1.8+18.7漢2.703) = 96.5284kPa注：-土壓力系數(shù)，本設(shè)計取1.12.頂板自重：q頂自=0.8 25 =20kPa因此，頂板豎向荷載為：q頂二(2路:2q土 ： 2

4、q頂自)=1.1 (1.0 20.3 1.0 96.5284 1.0 20) = 150.51kPa荷載方向豎直向下。注：1 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本設(shè)計取1.1；>1 可變荷載組合系數(shù)，本設(shè)計取1.0；：'2 永久荷載組合系數(shù)，本設(shè)計取1.0。2.1.2中板垂直荷載中板垂直荷載由人群荷載、設(shè)備荷載及中板自重組成。(1)人群荷載q人二 4.03kPa(2) 設(shè)備荷載q 設(shè)備=8.03kPa(3) 中板自重q中自=25 0.62 =15.5kPa因此中板垂直荷載為q中板=1.1 (:心人 S2q設(shè)備 S2q中自)=?: (1.0 4.03 1.0 8.03 25 0.62) 30.32k

5、Pa 方向豎直向下。2.2側(cè)向荷載結(jié)構(gòu)水平荷載主要作用于結(jié)構(gòu)側(cè)面，由側(cè)面水壓力，側(cè)面主動土壓力組成，且地質(zhì)分層，設(shè)計土性為粘性土，計算時需按照地質(zhì)分層以水土合算方式計算各 層荷載值。2.2.1側(cè)墻頂部所受土壓力6 - (厶2Z2 q路)tan2(452)-2gtan (45-)2 2204= 1.1 (19.8 1.8 18.7 2.703 20.3) tan (40 ) 一2 17 tan (40)=1.1 106.4861 0.7041 -34 0.8391= 51.10kPa2.2.2圍巖、分層處的土壓力e上：(&2Z2 q路)tan2(452)2c2tan (452)2 22-

6、GQ= 1.1 (19.8 1.8 18.7 4.3 20.3) tan240 -2 17 tan 40=1.1 136.3500 0.7041 -34 0.8391= 74.22kPaej 二：(1Z12Z2 - q路) tan2(453)2c3tan (453)2 22 Q= 1.1 (19.8 1.8 18.7 4.3 20.3) tan 41 -2 25 tan 41= 1.1 136.3500 0.7556 -50 0.8693=65.52kPa2.2.3位于地下水位處所受土壓力e水=( 1乙2Z2 q路3Z3)tan2(453)-2Qtan (45 -)2 22O4-1.1 (19

7、.8 1.8 18.7 4.3 20.3 19 1.003) tan2(41)_2 25 tan (41)=1.1 155.407 0.7556 -50 0.8693= 81.36kPa224圍巖、分層處的土壓力e3 二：(q路 1乙2Z23Z33satZ3)tan (45-)2c3tan (45 '-)2 22 -Q0=1.1 (19.8 1.8 18.7 4.3 20.3 19 1.003 20.1 7.297) tan (41 )-2 25 tan (41)-1.1 302.0767 0.7556 -50 0.8693=203.28kPa下''o cp_ (pe3

8、 = -(q路1Z12Z23Z3 3satZ3)tan2(45 -2C4tan (45 -)2 2=1.1 (19.8 1.8 18.7 4.3 20.3 19 1.003 20.1 7.297) tan2(41.85 )-2 8.4 tan (41.85)=1.1 302.0767 0.8022 -16.8 0.8957= 250.01kPa2.2.5側(cè)墻底部所受土壓力e (q路 1Z12Z23Z33satZ34satZ4)tan'(45 -甘)-2C4tan (45 -卡)2 2= 1.1 (19.8 1.8 18.7 4.3 20.3 19 1.003 20.1 7.297 19

9、 2.226) tan2(41.85 )-2 8.4 tan (4= 1.1 344.3707 0.8022 -16.8 0.8957= 287.33kPa2.3底板承受的豎向荷載底板承受豎向荷載由頂板傳遞荷載、中板傳遞荷載、側(cè)墻傳遞荷載、立柱傳遞荷載、底板自重荷載、和水的浮力構(gòu)成。2.3.1由頂板傳遞的荷載計算q頂=15Q51kPa方向豎直向下。2.3.2由中板傳遞的荷載計算q 中板=30- 32kPa方向豎直向下。2.3.3底板自重荷載計算q底自= 1.1 25 1.0 = 27.5kPa方向豎直向下。2.3.4由側(cè)墻傳遞的荷載計算21.503 1q側(cè)=1.1 0.92 623 1 2 25 =27.35kPa方向豎直向下。2.3.5由立柱傳遞的荷載計算28 21.503q立柱 /I 二035（5 5103）2 25 “akPa方向豎直向下。因此，底板承受總豎向荷載計算q底總二-2（q立柱 q側(cè)墻 q底自） q中板