1、地铁明挖标准站结构计算 2013.07中铁隧道勘测设计院有限公司 杨世东一标准段横断面结构计算二盾构端头井板墙构件结构计算三盾构端头井环框梁结构计算四纵梁计算注意事项五围护结构对主体结构的内力影响分析六支座弯矩折减对配筋的影响分析 提纲一、标准段横断面结构计算计算模型及计算假定1、将车站作为平面应变问题来近似处理,采用二维框架简化计算模型。结构纵向取1米作为一个计算单元。2、梁、柱结构构件的轴线取为截面几何中心的连线。3、将结构柱按“刚度沿纵向平均分配原则”等效成薄壁墙,实际结构柱轴力为纵向单延米薄壁墙轴力乘以车站纵向柱跨。4、主体结构与围护结构之间以只能传递压力,不能传递拉力、剪力、弯矩。5
2、、土体对结构的被动抗力,以弹簧模拟。所有土弹簧只能受压,不能受拉。6、围护结构底端节点约束其竖向平动自由度;若设计有压顶梁,将顶板两侧节点竖向位移约束。一、标准段横断面结构计算荷载及荷载组合1、荷载分类(1)永久荷载:结构自重(钢筋混凝土容重按25KN/m3计算)、土压力、水压力、各层板装修及吊顶荷载、设备荷载等;(2)可变荷载:楼面人群荷载、地面超载;(3)偶然荷载:地震、人防荷载;2、荷载取值(1)土压力:竖向土压力按顶板承受全部土重计算,水平土压力按静止土压力计算(2)水土压力:按照各种工况对应水位进行取值。(3)地面超载:一般情况取20KPa,实际受力大于20KPa时按实际情况取值。(
3、4)设备区荷载:一般按8KPa计算,超过8KPa按设备实际重量及其运输路线计算;(5)人群荷载:按4Kpa计算;(6)施工阶段各层板堆载不得超过8KPa;(7)盾构吊装施工荷载:盾构端头井主体结构计算应考虑盾构吊装施工荷载,荷载大小按总体技术要求取值,作用位置应与施工单位协调确定;(8)人防荷载:按照相关规范计算。一、标准段横断面结构计算荷载及荷载组合3、荷载组合荷载组合计算目标永久荷载可变荷载偶然荷载地震荷载人防荷载1基本组合强度验算1.35 1.41.10.7002准永久组合裂缝及挠度验算1.00.6003偶然组合1抗震验算1.201.304偶然组合2人防验算1.2001.011jjiii
4、imnGG kQLcQ kjiSSS 11jiimnG kqQ kjiSSS基本组合表达式:准 永 久 组 合:(GB 50010-2010 3.4.2规定)一、标准段横断面结构计算横断面计算工况1、全水位工况(水反力工况)2、半水位工况3、零水位工况(重力工况)全水位工况弯矩图零水位工况弯矩图二、盾构端头井板墙结构计算盾构端头井计算模型理论的选择1、传统断面理论计算 计算与地铁车站基本一致,将车站作为平面应变问题来近似处理,采用二维框架简化计算模型。结构纵向取1米作为一个计算单元,在结构上增加相关荷载,计算出结构受力,并按照断面计算结果配筋,车站纵向按混凝土规范关于分布筋配筋率采用。2、双向
5、板理论计算 地铁车站盾构端头工作井各层板及侧墙,按侧墙、中纵梁及横梁围成的面积来计算,长边与短边之比小于2,从混凝土规范对于双向板的判定角度来考虑,盾构工作井的板、墙计算采用双向板计算是合理的。双向板计算有3种计算方式:2.1 按静力手册关于双向板弯矩系数查表计算(查阅实用建筑结构静力计算手册)2.2 按双向板有效荷载分力理论,将荷载分成长短边两部分分别计算长短边荷载(查阅混凝土结构设计原理)2.3 采用理正工具箱等相关双向板小软件计算。二、盾构端头井板墙结构计算盾构端头井构件的特点1、长边与短边长度之比不大于2,有明显的双向板的特点;2、板墙构件的刚度较大,支撑条件不宜确定;3、端墙盾构开孔
6、对端头井构件的影响较大。4、地铁车站盾构端头尺寸相对固定,计算结果有推广意义。分析方法及流程 计算采用SAP2000三维整体建模方式,通过100%水压工况值及0%水压工况值取包络值作为盾构端头井板墙受力的基准,采用SAP2000和理正工具箱进行断面计算、顶中底板及端跨墙分板块构件在原三维计算相同荷载工况下的计算得出结果与基准值进行比较,分析各板块受力与基准值的差异的大小,通过对比分析,对盾构端头井板墙受力推荐采用一种较符合实际受力的计算方法。二、盾构端头井板墙结构计算全水位工况弯矩图(横断面方向)零水位工况弯矩图(横断面方向)二、盾构端头井板墙结构计算三维计算弯矩包络图(横断面方向)二、盾构端
7、头井板墙结构计算全水位工况断面计算弯矩图零水位工况断面计算弯矩图二、盾构端头井板墙结构计算横断面计算弯矩包络图(横断面方向)二、盾构端头井板墙结构计算单侧顶板四边固支横断面方向弯矩图 顶板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨顶板四边固支横断面方向弯矩图 顶板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨顶板三边固支横断面方向弯矩图 顶板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨顶板三边固支横断面方向弯矩图 顶板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 1 计算条件 计算跨度:Lx=13.200m Ly=11.400m板厚h=800mm板容重=25.00kN/m3;板自重荷载设计值=20.00kN
8、/m2 恒载分项系数=1.00;活载分项系数=1.00 活载调整系数=1.00;荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=80.00kN/m2 砼强度等级:C35,fc=16.70 N/mm2,Ec=3.15104 N/mm2支撑条件=四边 上:固定下:固定左:固定右:固定 角柱 左下:无右下:无右上:无左上:无2 计算结果 弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:双向板查表 -2.1 跨中:水平竖向 弯矩 269.0352.22.2 四边:上 下左右 弯矩-791.0 -791.0-711.1-711.1单跨顶板双向板四边固支理正工具箱计算结果二、盾
9、构端头井板墙结构计算 单跨顶板双向板三边固支理正工具箱计算结果1 计算条件 计算跨度:Lx=13.200m Ly=11.400m板厚h=800mm板容重=25.00kN/m3;板自重荷载设计值=20.00kN/m2 恒载分项系数=1.00;活载分项系数=1.00 活载调整系数=1.00;荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=80.00kN/m2 砼强度等级:C35,fc=16.70 N/mm2,Ec=3.15104 N/mm2支撑条件=四边 上:固定下:固定左:固定右:自由 角柱 左下:无右下:无右上:无左上:无2 计算结果弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20
10、%弯矩计算方法:双向板查表2.1 跨中:水平竖向 弯矩 183.8441.4 面积 1600(0.20%)1687(0.21%)实配 E18150(1696)E18150(1696)2.2 四边:上下左右 弯矩-933.7 -933.7-736.0 0.02.3 平行板边:左 中 右 右边弯矩:-722.8562.6-722.8二、盾构端头井板墙结构计算全水位工况弯矩图(纵断面方向)零水位工况弯矩图(纵断面方向)二、盾构端头井板墙结构计算 单侧顶板四边固支纵断面方向弯矩图顶板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨顶板四边固支纵断面方向弯矩图 顶板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨顶
11、板三边固支纵断面方向弯矩图 顶板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨顶板三边固支纵断面方向弯矩图 顶板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 横断面方向弯矩统计表构件跨中端部支座纵梁支座数值百分比数值百分比数值百分比三维计算结果503.3662.1972.9断面计算结果696138%790.6119%1430.9147%单跨顶板固支365.772.7%766.5116%766.578.8%双跨顶板固支362.572%772.7117%935.496.1%双跨顶板三边固支48295.8%984.9149%1059.3109%双跨顶板三边固支432.886%866.5131%1027.5105
12、.6%单跨顶板四边固支(理正)352.570%791.6120%791.681.4%双跨顶板三边固支(理正)44187.6%933.7141%933.796%二、盾构端头井板墙结构计算 纵断面方向弯矩统计表构件跨中端部支座数值百分比数值百分比三维计算结果333.5542.4单跨顶板固支279.983.9%681.3126%单跨顶板固支(理正)26980.7%711131%双跨顶板固支285.585.6%689.9127%双跨顶板三边固支214.564.3%688.3127%双跨顶板三边固支(理正)18354.8%736136%双跨顶板三边固支240.572.11%707.3130%二、盾构端头
13、井板墙结构计算 结论:(1)横断面方向受力采用断面计算是可行的,但是较实际受力保守;纵断面方向需要考虑双向板受力,采用混凝土规范的构造配筋不能满足受力要求。(2)横断面方向受力从各种工况的结论分析,双跨中板三边固支、工况结果较单跨、双跨四边固支更接近实际受力情况;纵断面方向单跨、双跨四边固支结果较双跨中板三边固支、工况更接近实际受力情况。(3)盾构井受力计算考虑实际可操作性,建议采用理正工具箱三边固支情况计算。(4)为简化计算模型,盾构井受力采用理正工具箱三边固支、一边自由工况计算,需要对弯矩计算结果进行调幅:横断面方向跨中不变、纵梁支座增大25%、端部支座增大15%;纵断面方向跨中增大40%
14、、端部支座增大25%。二、盾构端头井板墙结构计算单跨中板四边固支横断面方向弯矩图 中板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨中板四边固支横断面方向弯矩图 中板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨中板三边固支横断面方向弯矩图中板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨中板三边固支横断面方向弯矩图 中板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 单跨中板双向板四边固支理正工具箱计算结果1 计算条件 计算跨度:Lx=13.200m Ly=11.400m板厚h=400mm板容重=25.00kN/m3;板自重荷载设计值=10.00kN/m2 恒载分项系数=1.00;活载分项系数=1.00 活载调整
15、系数=1.00;荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=8.00kN/m2 砼强度等级:C35,fc=16.70 N/mm2,Ec=3.15104 N/mm2支撑条件=四边 上:固定下:固定左:固定右:固定 角柱 左下:无右下:无右上:无左上:无2 计算结果弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:双向板查表 -2.1 跨中:水平竖向 弯矩 48.463.42.2 四边:上下左右 弯矩-142.4 -142.4-128.0-128.0二、盾构端头井板墙结构计算 单跨中板双向板三边固支理正工具箱计算结果1 计算条件 计算跨度:Lx=13.200m Ly=
16、11.400m板厚h=400mm板容重=25.00kN/m3;板自重荷载设计值=10.00kN/m2 恒载分项系数=1.00;活载分项系数=1.00;活载调整系数=1.00;荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=8.00kN/m2 砼强度等级:C35,fc=16.70 N/mm2,Ec=3.15104 N/mm2支撑条件=四边 上:固定下:固定左:固定右:自由 角柱 左下:无右下:无右上:无左上:无2 计算结果弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:双向板查表 -2.1 跨中:水平竖向 弯矩 33.179.52.2 四边:上下左右 弯矩-168.1
17、 -168.1-132.5 0.02.3 平行板边:左中右 右边弯矩:-130.1101.3-130.1二、盾构端头井板墙结构计算 单跨中板四边固支纵断面方向弯矩图中板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨中板四边固支纵断面方向弯矩图 中板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨中板三边固支纵断面方向弯矩图 中板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨中板三边固支纵断面方向弯矩图 中板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 横断面方向弯矩统计表构件跨中端部支座纵梁支座数值百分比数值百分比数值百分比三维计算结果70.6192.5234.8断面计算结果90.6128%272.5142%195
18、.183%单跨中板四边固支65.793%137.171%/双跨中板四边固支65.392%138.172%16872%双跨中板三边固支83.5118%171.289%188.180%双跨中板三边固支75.9108%151.779%182.478%单跨中板固支(理正)65.392%142.574%/单跨中板三边固支(理正)79.5113%168.187%168.172%二、盾构端头井板墙结构计算 纵断面方向弯矩统计表构件跨中端部支座数值百分比数值百分比三维计算结果52.1171.3单跨中板四边固支50.296%122.171.28%双跨中板固支50.998%123.572.10%双跨中板三边固支4
19、077%127.874.61%双跨中板三边固支43.884%126.373.73%单跨中板四边固支(理正)48.493%12874.72%双跨中板三边固支(理正)33.163.5%132.577%二、盾构端头井板墙结构计算 结论:(1)横断面方向受力采用断面计算是可行的,但是较实际受力保守;纵断面方向需要考虑双向板受力,采用混凝土规范的构造配筋不能满足受力要求。(2)横断面方向受力从各种工况的结论分析,双跨中板三边固支、工况结果较单跨、双跨四边固支更接近实际受力情况;纵断面方向单跨、双跨四边固支结果较双跨中板三边固支、工况更接近实际受力情况。(3)盾构井受力计算考虑实际可操作性,建议采用理正工
20、具箱三边固支情况计算。(4)为简化计算模型,盾构井受力采用理正工具箱三边固支、一边自由工况计算,需要对弯矩计算结果进行调幅:横断面方向跨中不变、纵梁支座增大25%、端部支座增大15%;纵断面方向跨中增大40%、端部支座增大25%。二、盾构端头井板墙结构计算 底板横断面方向单跨底板四边固支横断面方向弯矩图二、盾构端头井板墙结构计算 双跨底板四边固支横断面方向弯矩图 底板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨底板三边固支横断面方向弯矩图底板横断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 单跨底板四边固支理正工具箱计算结果 1 计算条件 计算跨度:Lx=13.200m Ly=11.400m板厚h=900m
21、m板容重=25.00kN/m3;不考虑板自重荷载 恒载分项系数=1.00;活载分项系数=1.00;活载调整系数=1.00;荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=146.10kN/m2 砼强度等级:C35,fc=16.70 N/mm2,Ec=3.15104 N/mm2支撑条件=四边 上:固定下:固定左:固定右:固定 角柱 左下:无右下:无右上:无左上:无2 计算结果弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:双向板查表 -2.1 跨中:水平竖向 弯矩 393.0514.52.2 四边:上下左右 弯矩-1155.6 -1155.6-1038.9-1038.
22、9二、盾构端头井板墙结构计算 单跨底板三边固支理正工具箱计算结果1 计算条件 计算跨度:Lx=13.200m Ly=11.400m板厚h=900mm板容重=25.00kN/m3;不考虑板自重荷载 恒载分项系数=1.00;活载分项系数=1.00;活载调整系数=1.00;荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=146.10kN/m2 砼强度等级:C35,fc=16.70 N/mm2,Ec=3.15104 N/mm2支撑条件=四边 上:固定下:固定左:固定右:自由 角柱 左下:无右下:无右上:无左上:无2 计算结果弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:双
23、向板查表 -2.1 跨中:水平竖向 弯矩 268.6644.92.2 四边:上下左右 弯矩-1364.1 -1364.1-1075.3 0.02.3 平行板边:左中右 右边弯矩:-1056.0822.0-1056.0二、盾构端头井板墙结构计算 单跨底板四边固支纵断面方向弯矩图底板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨底板四边固支纵断面方向弯矩图 底板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 双跨底板三边固支纵断面方向弯矩图 底板纵断面方向二、盾构端头井板墙结构计算 横断面方向弯矩统计表构件跨中端部支座纵梁支座数值百分比数值百分比数值百分比三维计算结果623.51314.21206.9断面计算结
24、果881.1141%1568.9119%1410.9117%单跨底板固支521.883.7%1095.383.3%/双跨底板四边固支51582.6%1164.588.6%/双跨底板三边固支888.8142.5%1754133%/单跨底板固支(理正)523.884%1176.389.5/单跨底板三边固支(理正)656105%1387.5105%/二、盾构端头井板墙结构计算 纵断面方向弯矩统计表构件跨中端部支座数值百分比数值百分比三维计算结果513.21243.3单跨底板固支399.577.8%969.678%双跨底板四边固支448.587.4%1049.184.4%双跨底板三边固支716140%
25、107586.4%单跨底板固支(理正)399.577.8%1056.985%二、盾构端头井板墙结构计算 结论:(1)横断面方向受力采用断面计算是可行的,但是较实际受力保守;纵断面方向需要考虑双向板受力,采用混凝土规范的构造配筋不能满足受力要求。(2)盾构井受力计算横断面方向考虑实际可操作性,建议采用理正工具箱四边固支情况计算。盾构井受力采用理正工具箱四边固支工况计算,需要对计算结果进行调幅:横断面方向跨中、端部支座和纵梁支座均增大15%;纵断面方向跨中、端部支座均增大15%。三、盾构端头井环框梁结构计算计算模型(a)整体计算模型顶板层环框梁计算模型(b)单构件计算模型三、盾构端头井环框梁结构计
26、算内力图(a)整体计算模型内力图顶板层环框梁计算承载能力极限状态内力图(b)单构件计算模型内力图三、盾构端头井环框梁结构计算顶板层控制截面弯矩值位置整体模型弯矩(KN.m)局部模型弯矩(KN.m)12375.472221.3321191.171103.1131913.192221.33 31913.191662.964771.90842.5751537.911662.96三、盾构端头井环框梁结构计算计算模型(a)整体计算模型中板层环框梁计算模型(b)单构件计算模型三、盾构端头井环框梁结构计算(a)整体计算模型中板层环框梁计算模型(b)单构件计算模型内力图三、盾构端头井环框梁结构计算中板层环框梁
27、控制截面弯矩值位置整体模型弯矩(KN.m)局部模型弯矩(KN.m)110945.589832.1125689.365215.5737915.369832.1137915.367132.3943612.973829.1556838.457132.39四、纵梁计算1、框架计算荷载,以横向平面框架计算中最大轴力除以纵向计算的跨长作为纵向框架计算的均布荷载值。2、对于设诱导缝的车站,纵向框架计算可根据诱导缝布置按多跨连续框架计算。3、对于不设置诱导缝的车站,可分顶、中、底梁按照多跨连续梁进行计算,计算时可不考虑扶壁柱的影响,配筋时应将端跨钢筋加大。4、纵梁支座负弯矩可取柱边弯矩:梁支座处的剪力可取柱边
28、剪力M1柱边弯矩配筋的计算弯矩M0柱中心处的梁弯矩Q0柱中心处的梁剪力B柱宽Q1柱边剪切筋的计算剪力q作用于纵梁的荷载五、围护结构对主体结构的内力影响分析分析方法及思路以长沙一标准站为例,选取标准断面进行结构(SAP)计算,主要对全水位及无水位两种工况考虑有围护结构与无围护结构两种状态进行计算分析,找出围护结构对主体结构构件控制截面的弯矩影响趋势及影响程度。工作流程如图所示 图2-1 工作流程图五、围护结构对主体结构的内力影响分析内力图(a)有桩状态正常使用极限状态弯矩图(全水位工况)(b)无桩状态五、围护结构对主体结构的内力影响分析内力图(a)有桩状态正常使用极限状态弯矩图(零水位工况)(b
29、)无桩状态五、围护结构对主体结构的内力影响分析两种工况内力统计表工况位置无桩有桩内力差值百分比/%全水位底板/侧墙1046.3 1036.6 9.70.9%侧墙跨中326.7 214.0 112.752.7%中板/侧墙394.0 301.0 93.030.9%顶板/侧墙502.0 512.1-10.1-2.0%无水底板/侧墙730.8 759.3-28.5-3.8%侧墙跨中159.4 73.9 85.5115.7%中板/侧墙288.1 222.3 65.829.6%顶板/侧墙848.8 828.1 20.72.5%五、围护结构对主体结构的内力影响分析有桩及无桩下的弯矩对比(a)全水位工况全水位
30、与零水位工况有支护与无支护车站结构控制截面弯矩对比 (b)零水位工况五、围护结构对主体结构的内力影响分析结论及建议:结论:1、从弯矩对比图可看出,支护桩对顶、底板与侧墙交接处支座弯矩影响较小,有桩与无桩状态下,上述控制截面的弯矩变化幅度不超过4%,基本可以忽略。2、支护桩对侧墙跨中的弯矩影响较大,当考虑支护桩参与受力后,侧墙跨中弯矩明显减小,减小幅度超过50%。3、支护桩对中板处侧墙支座弯矩也有一定的影响,当考虑支护结构参与受力后,中板处侧墙支座弯矩同样表现为减小,减小幅度大约在30%左右。支护桩对中板处侧墙支护弯矩的影响程度不如侧墙跨中弯矩大。4、计算中发现支护结构对侧墙与底板交接处支座弯矩
31、的衰减具有较大影响,当考虑支护桩后,侧墙弯矩的衰减较快。建议:对于重合墙结构,考虑支护桩参与主体结构受力,支护桩对侧墙结构的受力是有利的,尤其是侧墙跨中弯矩及中板处支座弯矩。但考虑到侧墙配筋主要受支座弯矩控制,跨中弯矩不起控制作用,因此,计算时可采用无桩状态进行计算。六、支座弯矩折减对配筋的影响分析以长沙一地铁车站为例,选取标准断面进行结构计算,对计算得到的支座负弯矩采用三种不同方法进行折减,分析其对配筋的影响。三种折减方法分别为:第一种为将支座弯矩折算到墙(板)边,配筋时考虑腋角的影响;第二种为直接对峰值弯矩根据上海市地方标准城市轨道交通设计规范(DGJ08-109-2004)第10.5.4
32、条中规定考虑剪力进行折算,即M1=M0-1/3Q0b,折算后的配筋考虑腋角尺寸的影响;第三种情况为将支座峰值弯矩直接折算到腋角边缘。分析方法及思路流程图六、支座弯矩折减对配筋的影响分析本次分析主要提取以下几个控制点的支座负弯矩:位置为顶板与边墙交接处顶板弯矩;位置为顶板与边墙交接处边墙弯矩;位置为底板与边墙交接处边墙弯矩;位置为底板与边墙交接处底板弯矩。图中墙边及腋角边弯矩为有限元软件中直接量取数值,削峰弯矩为考虑支撑宽度按照剪力折算后数值。内力计算结果(a)全水位工况车站标准断面正常使用极限状态弯矩(b)零水位工况六、支座弯矩折减对配筋的影响分析弯矩折算明挖标准站全水位工况负弯矩折减值六、支
33、座弯矩折减对配筋的影响分析弯矩折算明挖标准站零水位工况负弯矩折减值六、支座弯矩折减对配筋的影响分析全水位工况控制截面配筋全水位工况控制截面配筋位置弯矩值配筋裂缝宽度峰值弯矩512221500.191墙边377.3201500.126削峰442.9201500.200腋角边缘149.5141500.139峰值弯矩512.022750.128板边388.2181500.161削峰437.6201500.133腋角点299.0221500.199峰值弯矩1036.6321500.150板边670.0251500.149削峰780.2281500.124腋角点443.7321500.161峰值弯矩10
34、36.632750.175墙边823.1281500.175削峰889.0321500.094腋角点467.7251500.140六、支座弯矩折减对配筋的影响分析零水位工况控制截面配筋零水位工况控制截面配筋位置弯矩值配筋裂缝宽度峰值弯矩828.1321500.107墙边627.4 251500.183削峰742.4 281500.168腋角点286.6 201500.152峰值弯矩828.1 281500.155板边670.0 251500.149削峰722.6 251500.188腋角点551.3 25750.161峰值弯矩759.3 281500.111板边476.7 201500.172
35、削峰570.9 221500.179腋角点288.3 221500.181峰值弯矩759.3 28750.132墙边526.0 221500.160削峰605.5 251500.120腋角点82.9 101500.100六、支座弯矩折减对配筋的影响分析顶底板边支座负弯矩配筋面积对比图 从上图可知,将顶板支座弯矩折算到墙边时,可将顶板支座负弯矩的配筋减小约39%,将弯矩峰值按削峰进行处理时,可将支座负弯矩的配筋减小约23%;将底板支座弯矩折算到墙边时,可将底板支座负弯矩配筋减小约37%,将底板支座负弯矩按照削峰处理时,可将底板支座负弯矩的配筋减小约18%。将支座负弯矩削峰处理相对比直接将弯矩折算
36、到墙边保守。六、支座弯矩折减对配筋的影响分析侧墙支座负弯矩配筋面积对比图 从上图可知,由于腋角设置对边墙负弯矩的配筋贡献较小,因而,边墙的配筋主要受腋角边截面的控制,边墙配筋只验算该处配筋即可;峰值弯矩及削峰后弯矩由于考虑腋角厚度,对侧墙配筋无控制作用。六、支座弯矩折减对配筋的影响分析结论:1、顶、板边支座(1位置)及边墙上支座(2位置)配筋主要受零水位工况的控制,底板边支座(4位置)及边墙下支座(3位置)配筋主要受全水位工况的控制。2、当板墙交接处设置腋角后,腋角对顶、底板的配筋具有较大的影响,当配筋计算考虑腋角厚度后,腋角末端的配筋基本不起控制作用,设计时可不考虑验算该处截面。3、对于顶、
37、底板构件而言,构件配筋主要受墙边截面的控制,当采用削峰处理后,板构件的配筋可减小一个钢筋号,当采用将弯矩折算到墙边时,板构件的配筋可减小两个钢筋号。由麓云路站计算的结果知,将顶板支座弯矩折算到墙边时,可将顶板支座负弯矩的配筋减小约39%,将弯矩峰值按削峰进行处理时,可将顶板支座负弯矩的配筋减小约23%;将底板支座弯矩折算到墙边时,可将底板支座负弯矩配筋减小约37%,将底板支座负弯矩按照削峰处理时,可将支座负弯矩的配筋减小约18%。4、对板的支座弯矩进行削峰处理比直接将支座弯矩折算到墙边保守。5、腋角对边墙的配筋贡献较小,腋角的墙边弯矩对侧墙的配筋不起控制作用,当考虑腋角截面的高度后,边墙的配筋
38、主要受腋角边截面(厚度650mm处截面)的控制,该断面计算出的配筋大于峰值弯矩及削峰后的板边截面的配筋。6、传统的腋角的设计存在一定的不合理性,计算发现顶、底板本身的抗弯能力不存在较大的问题,反而是侧墙存在一定的问题,因此,设置的腋角应尽量考虑对侧墙配筋产生贡献。结论及建议六、支座弯矩折减对配筋的影响分析建议:1、顶、底板边支座负弯矩处配筋只计算墙边截面即可,墙边弯矩的折减建议采用折算至墙边的折减方式,配筋计算时应考虑腋角厚度的影响。2、边墙配筋计算时只需要计算腋角边截面即可,弯矩取直接折算至该处弯矩值,截面厚度取板厚。3、计算中发现,明挖标准站采用常规方法拟定的截面侧墙配筋含钢量偏大,而顶底板配筋含钢量偏小,因此,在满足截面抗剪的前提下,建议对截面进行优化,顶底板的厚度可适当减小,边墙的厚度可适当增大。4、传统的600mm300mm(或是900mm300mm)的腋角对减小边墙的配筋作用较小,建议将腋角做成450mm450mm,截面形式更合理。5、采用压弯构件计算出的配筋与采用纯弯构件强度配筋结果相当,得出的配筋较小,建议明挖标准站配筋不考虑轴力作用。6、建议对明挖标准站各控制截面内力进行实测,与本计算进行对比,以便于确定最合理的弯矩折算方法及配筋计算方式。结论及建议