为了适应地铁功能多样化的需求及城市地下空间的限制,地铁车站的结构形式逐渐突破常规化设计,逐渐向不规则方向发展。某些车站附属结构因需与车站主体在结构上连为一体,计算时无法将车站附属结构与车站主体结构分开单独计算,需要作为一个整体进行计算。1工程实例某实际工程地铁车站主体为地下两层单柱双跨结构,单跨9.7 m,地下一层结构高度为5.85 m,地下二层结构高度为7.0 m,顶、底板厚度均为1.0 m,中板厚度为0.4 m,侧墙厚度为0.7 m。车站附属为地下单层单跨框架结构,跨度为8.6 m,与车站主体结构相连,且未设置变形缝,顶、底板厚度均为0.8 m,侧墙厚度为0.6 m。顶板覆土均为5.56 m。工程地铁车站主体结构如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.009.F001图1工程地铁车站主体结构(单位:m)车站所处地层为黏性土层,天然重度为18.5 kN/m3,土层静止侧压力系数为0.45,垂直基床系数为30 MPa/m,顶板回填土天然重度取20 kN/m3,地下水容重取10 kN/m,地面超载取20 kN/m。2计算模型及结果地铁车站按照框架结构进行受力计算,模型施加的荷载主要包括水、土荷载、超载[1]。通过抗浮验算,利用围护结构满足规范抗浮要求,对模型竖向位移进行约束,土层对结构的反力采用受压弹簧模拟[2]。荷载组合按照规范取值,模型中分别按照高水位、低水位两种工况进行计算,MIDAS框架模型以1 m长度进行单元划分。(1)考虑车站主体结构情况下两种工况内力计算结果,高水位工况结构准永久组合弯矩如图2所示,低水位工况结构准永久组合弯矩如图3所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.009.F002图2高水位工况结构准永久组合弯矩10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.009.F003图3低水位工况结构准永久组合弯矩(2)不考虑车站主体结构情况下两种工况内力计算结果。高水位工况结构准永久组合弯矩如图4所示,低水位工况结构准永久组合弯矩如图5所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.009.F004图4高水位工况结构准永久组合弯矩10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.009.F005图5低水位工况结构准永久组合弯矩3计算结果分析(1)高水位工况。高水位工况两种模型准永久组合弯矩值、高水位工况两种模型准永久组合剪力值比较如表1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.009.T001表1高水位弯矩值、剪力值项目考虑车站主体不考虑车站主体弯矩值剪力值弯矩值剪力值顶板左支座-562.3-579.5-678.8-707.7顶板右支座-1 021.9686.4-22.3558.2顶板跨中578.5—1 030.0—底板左支座485.5538.7623.9632.1底板右支座762.7-599.39.7-456.8底板跨中-606.2—-812.5—kN·m在高水位工况下,考虑车站主体结构时,主体与附属结构顶、底板连接处的计算弯矩较大。不考虑车站主体结构时,在同样的荷载条件下,主体与附属结构顶、底板连接处计算的弯矩值较小。顶、底板左支座、跨中弯矩计算值比考虑车站主体结构计算的弯矩值明显偏大,尤其是顶板跨中弯矩增加幅度较大。在同样的荷载条件下,两种模型剪力计算值有差异,但差异不大。(2)低水位工况。低水位工况两种模型准永久组合弯矩值、低水位工况两种模型准永久组合剪力值比较如表2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.009.T002表2低水位弯矩值、剪力值比项目考虑车站主体不考虑车站主体弯矩值剪力值弯矩值剪力值顶板左支座-597.6-595.1-613.5-698.9顶板右支座-922.9670.8-25.2567.1顶板跨中604.7—1 057.4—底板左支座338.9443.0510.0505.8底板右支座797.5-629.14.4-358.8底板跨中-745.2—-761.5—kN·m在低水位工况下,考虑车站主体结构时,主体与附属结构顶、底板连接处的计算弯矩较大。不考虑车站主体结构时,在同样的荷载条件下,主体与附属结构顶、底板连接处计算的弯矩值较小。顶板左支座、跨中弯矩计算值比考虑车站主体结构计算的弯矩值明显偏大,底板跨中弯矩反而偏小。在同样的荷载条件下,两种模型剪力计算值有差异,但总体差异不大。由表1、表2可知,在高水位、低水位工况下施工时,在考虑车站主体结构过程中,顶、底板弯矩最大值均发生在主体与附属结构连接处,附属结构顶板左支座、跨中弯矩值均小于底板左支座、跨中弯矩值。在不考虑车站主体结构时,顶、底板弯矩最大值均发生在跨中处,附属结构顶板左支座、跨中弯矩值均大于底板左支座、跨中弯矩值。高水位、低水位工况下,针对同样的荷载条件,两种模型剪力计算值存在差异,但总体差异不大。4结语文章针对不规则地铁车站结构,以实际工程为背景,建立了地铁车站附属与主体结构整体计算模型,利用MIDAS结构软件分析了其内力情况,在相同荷载条件下不考虑车站主体结构,对车站附属结构的内力情况进行对比分析。

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