地铁车站主体结构设计

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  [摘 要]随着成都轨道交通的快速发展,地铁作为城市轨道交通的重要一环也迎来了一个发展小高潮。其中成都地铁7号线是一条始于火车北站沿顺时针方向途径2环与2.5环的环形线路。7号线全长38.625km,全为地下线,设地下车站31座,换乘站18座,最大站间距2.206km,最小站间距0.719km,最小曲线半径400m。7号线琉璃厂站为地下2层14m岛式车站站台,车站有效车站中心里程处覆土高度2m,标准段宽度23.4m。7号线是成都地铁的一条主要干线,建成后将大大缓解地面交通压力。在地铁的建设中,防水设计极其重要,防水做得好,不仅可以节约投资,缩短施工时间,而且在后期运营过程中还可以节约大量的维护资金,文章以成都地铁7号线琉璃厂站为例,介绍了地铁的主体结构设计过程。
  [关键词]地铁站;结构;设计
  中图分类号:U231.4 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0092-01
  1.设计标准
  (1)结构的安全等级及构件的重要性系数
  主体构件及内部构件的设计使用年限为100年,安全等级为一级,重要性系数取γ0=1.1;临时结构构件作为永久构件的一部分时,在考虑刚度、强度折减的基础上,安全等级为一级,重要性系数取γ0=1.1。
  (2)结构的抗震设防烈度及抗震等级
  结构按7度抗震设防烈度进行抗震验算,抗震等级为三级。
  (3)人防防护等级及防护部位
  车站结构的人防防护等级为常六级、核六级,车站主体结构全部设防。
  (4)结构的抗裂标准
  地下结构构件允许出现裂缝,裂缝控制等级为三级。对钢筋混凝土构件,按荷载效应准永久组合并考虑长期作用影响时,可按下表中的最大计算裂缝宽度允许值进行控制;对处于侵蚀环境的不利条件下的结构,其最大计算裂缝宽度允许值应根据具体情况另行确定,从严控制。
  (5)车站防火设计标准
  车站防火设计等级为一级
  (6)结构的环境类别
  环境类别按现行国家标准《混凝土结构设计规范》确定,考虑主体结构设计使用年限为100年,工程环境处于一般环境(即《混凝土结构设计规范》环境类别中的二a类。
  2.计算原则
  (1)结构构件在承载能力极限状态和正常使用极限状态下,进行结构的承载能力的计算以变形、裂缝宽度验算。
  (2)结构设计按不同使用状态下的要求进行荷载效应组合,并取各自的最不利工况进行设计。
  3.荷载分类
  车站结构荷载主要包括永久荷载、可变荷载、偶然荷载等,其基本组成和取值如下表1:
  5.总结
  车站主体结构简化为矩形框架结构进行分析计算,下面是弹性地基,用一系列弹簧来近似模拟地层的作用本次设计中,使用的是ANYSIS 12.1有限元电算软件程序,该软件能够非常准确的进行结构内力分析计算,结构计算理论上应该按照永久荷载、偶然荷载(本设计中不考虑)、施工荷载(本设计中不考虑)和可变荷载的各种组合工况进行。侧向水土压力取值:全部采用水土分算,水土压力共同作用于主体结构侧墙上。
  本次设计中所采用的模型是“荷载-结构”模型,利用平面杆系有限元法来分析计算。
  参考文献
  [1]高波,王英学,周佳媚.地下铁道[M].成都:西南交通大学出版社,2011.
  [2]周晓军,周佳媚.城市地下铁道与轻轨交通[M].成都:西南交通大学出版社,2008.
  [3]GB50108-2008地下工程防水技术规范[S].
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