某地鐵車站主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u7507某地鐵車站主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算案例 1293231.1主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算模型 1131691.2節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度 2110111.3節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)μ 3250041.4主體結(jié)構(gòu)固端彎矩 4166401.5主體結(jié)構(gòu)的彎矩計(jì)算 5181181.6剪力及軸力計(jì)算 72891.7主體結(jié)構(gòu)頂部縱梁內(nèi)力計(jì)算 1026171.8主體結(jié)構(gòu)底部縱梁內(nèi)力計(jì)算 13135421.9車站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)力計(jì)算 161.1主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算模型根據(jù)前面第二章可知本車站主體斷面結(jié)構(gòu)為雙柱三跨矩形斷面結(jié)構(gòu)，內(nèi)力計(jì)算取雙柱三跨矩形框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。根據(jù)車站主體結(jié)構(gòu)所受荷載分布圖可知，車站所受荷載為對(duì)稱荷載，故可取半邊結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算，計(jì)算框架簡(jiǎn)圖如圖2.1所示。圖2.1半邊結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖1.2節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度SSSSSSSSSS1.3節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)μμSμ各節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度及分配系數(shù)計(jì)算如表2.1所示：表2.1節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)節(jié)點(diǎn)桿件名稱節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度S∑S節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)μAAB51.28111.890.46AD60.610.54BBA51.28132.720.39BC20.830.16BE60.610.45DDA60.61118.30.52DE6.410.05DG51.280.43EEB60.61120.90.51ED6.410.05EF2.60.02EH51.280.42GGD51.28102.560.50GH51.280.50HHG51.28123.390.42HE51.280.42HI20.830.161.4主體結(jié)構(gòu)固端彎矩MMMMMMMMMMMMMMMM由于BE、EH桿只有內(nèi)力，故兩桿均無彎矩MM1.5主體結(jié)構(gòu)的彎矩計(jì)算力矩分配法適用于連續(xù)梁和無結(jié)點(diǎn)線位移的鋼架，而本車站彎矩即可采用力矩分配法進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)上述固端彎矩計(jì)算可知，將計(jì)算傳遞過程設(shè)置為G→H→B→A→D→E，可使彎矩分配時(shí)快速收縮，減少分配次數(shù)，同時(shí)為保證計(jì)算結(jié)果更加精確，計(jì)算進(jìn)行四次力矩分配。分配過程如下表2.2。表2.2力矩分配計(jì)算過程

跨中彎矩(彎矩取下部受拉為正，順時(shí)針為正)：MABMMMMMMMMM1.6剪力及軸力計(jì)算1、剪力計(jì)算(取順時(shí)針為正)：ΣΣ故FQAB=1272.66kN，Σ而FQCB=0，ΣΣ故FQDE=120.38kN，Σ而FQFE=0，ΣΣ故FQGH=1395.46kNΣ而FQIH=0，ΣΣ?故FQAD=473.72kNΣΣ?故FQDG=375.81kNΣ故FΣ故F2、軸力計(jì)算(拉正壓負(fù))：FNAB=?FFFFFFFFF內(nèi)力計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下表2.3所示。表2.3內(nèi)力計(jì)算結(jié)果桿件彎矩值（kN·m)剪力值（kN）軸力值（kN）左（上）端右（下）端跨中左（上）端右（下）端AB-91020478741272.661622.51（逆）-473.72BC-2293-12723801781.640-546.08DE38117.57（逆）-590.22EF-196-9925146.40-461.09GH1093-2205-8971392.46（逆）1737.61-679.56HI24661363-413-1928.040-736.33AD909-102-32473.72（逆）211.41-1272.66DG239-1095190372.81（逆）679.56-1393.04BE24815049-72.36-72.36-3401.15EH-109-26072.556.7756.77-3668.12主體結(jié)構(gòu)各內(nèi)力圖如圖2.2、圖2.3、圖2.4所示。圖2.2彎矩圖圖2.3剪力圖圖2.4軸力圖1.7主體結(jié)構(gòu)頂部縱梁內(nèi)力計(jì)算根據(jù)車站柱網(wǎng)中間柱的布置將車站主體結(jié)構(gòu)頂部縱梁取三跨進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，簡(jiǎn)化圖如圖2.5所示。為簡(jiǎn)化計(jì)算，取縱梁寬度與中間柱一致，均為1米，縱梁高度為2米。圖2.5頂部縱梁計(jì)算簡(jiǎn)圖q=式中：qqq故縱梁內(nèi)力計(jì)算方法同上：SμC頂部縱梁固端彎矩：MMMM表2.4頂部縱梁力矩分配計(jì)算過程節(jié)點(diǎn)BC桿件BABCCBCD節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)0.4290.5710.5710.429傳遞系數(shù)00.50.50固端彎矩6341.93-4229.964229.96-6341.93第一次放松B-907.32-1207.65-603.83放松C776.221552.431166.36第二次放松B-333-443.22-221.61放松C63.27126.5492.07第三次放松B-27.14-36.13-18.06放松C10.317.75桿端彎矩5077.47-5077.475072.74-5072.75梁跨中彎矩：MMM剪力計(jì)算：ΣΣ故FQAB=2255.81kN，ΣΣ故FQBC=2820.16kN，ΣΣ故FQCD=3383.94kN，車站主體結(jié)構(gòu)頂部縱梁內(nèi)力圖如圖2.6、圖2.7所示。圖2.6頂縱梁彎矩圖圖2.7頂縱梁剪力圖車站主體結(jié)構(gòu)頂部縱梁設(shè)計(jì)內(nèi)力：頂部縱梁上側(cè)彎矩設(shè)計(jì)值：M剪力設(shè)計(jì)值：1.8主體結(jié)構(gòu)底部縱梁內(nèi)力計(jì)算根據(jù)車站柱網(wǎng)中間柱的布置將車站主體結(jié)構(gòu)頂部縱梁取三跨進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，簡(jiǎn)化圖如圖2.5所示。為簡(jiǎn)化計(jì)算，取縱梁寬度與中間柱一致，均為1米，縱梁高度為2米。圖2.8底部縱梁計(jì)算簡(jiǎn)圖q=式中：qqq故底部縱梁的各節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、分配系數(shù)以及傳遞系數(shù)同頂部縱梁一致。底部縱梁固端彎矩：MMMM表2.5底縱梁力矩分配計(jì)算過程節(jié)點(diǎn)BC桿件BABCCBCD節(jié)點(diǎn)分配系數(shù)0.4290.5710.5710.429傳遞系數(shù)00.50.50固端彎矩-3042.202030.13-2030.133042.20第一次放松B432.47579.6289.8放松C-372.54-742.08-559.79第二次放松B159.82212.72106.36放松C-30.37-60.73-42.63第三次放松B13.0317.348.67放松C-1.95-3.72桿端彎矩-2436.882436.88-2436.062436.06梁跨中彎矩：MMM剪力計(jì)算：ΣΣ故FQAB=1082.66kN（逆）ΣΣ故FQBC=1353.51kN（逆）ΣΣ故FQCD=1624.09kN（逆）車站主體結(jié)構(gòu)底部縱梁內(nèi)力圖如圖2.9、圖2.10所示。圖2.9底縱梁彎矩圖圖2.10底縱梁剪力圖車站主體結(jié)構(gòu)底部縱梁設(shè)計(jì)內(nèi)力：底部縱梁下側(cè)彎矩設(shè)計(jì)值：M剪力設(shè)計(jì)值：1.9車站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)力計(jì)算由于上述計(jì)算結(jié)果為簡(jiǎn)化后各墻板中軸線處的計(jì)算值，在實(shí)際的地鐵車站設(shè)計(jì)時(shí)，還需考慮到車站各墻板的厚度值，故上述計(jì)算結(jié)果并非實(shí)際配筋設(shè)計(jì)所需的計(jì)算結(jié)果。因此需根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步計(jì)算各截面邊緣處的設(shè)計(jì)內(nèi)力，并以此來進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)計(jì)算。1、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彎矩：M式中：MMQbMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM2、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力：QQQQQQQQQQQQQQQQ3、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸力N車站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表如表2.6所示。表2.6設(shè)計(jì)內(nèi)力統(tǒng)計(jì)表?xiàng)U件彎矩（kN·m)剪力（kN）軸力（kN）左（上）端右（下）端跨中左（上）端右（下）端AB-329.351291.428741049.96-1399.81-473.72BC-1457.86-1216.323801558.940-546.08DE-81.3973.7961102.08-99.27-590.22EF-127.38-91.4325128.10-461.09GH442.52-1396.45-897-1151.461496.61-679.56HI1562.231302.