毕业设计-----北京地铁等西四站结构设计.doc
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1、目录工作日志I1工作日志II9毕业设计任务书10开题报告13中文摘要25Abstract26第一章 概述271.1 设计范围271.2 设计依据及内容271.2.1 设计主要依据271.2.2 设计主要内容271.3 站址环境271.4 地质水文概况28第二章 车站建筑设计292.1 设计原则及主要技术指标292.1.1 车站设计原则292.1.2 设计特点302.1.3 主要设计标准312.1.4 建筑等级、火灾危险等级、耐火等级342.1.5 抗震设计等级、人防设计等级342.1.6 车站结构的设计使用年限342.2 车站总平面布置342.2.1 方案比选342.2.2 车站技术指标352
2、.2.3 车站主体布置及与道路红线、周围建筑的关系352.2.4 出入口通道布置及与道路红线、周围建筑的关系362.3 车站规模362.3.1 设计客流及客流分析362.3.2 站台有效长度、宽度及站台形式362.4 主要经济技术指标382.4.1 车站主要特征汇总表382.5 车站建筑设计392.5.1 车站形式392.5.2 站厅、站台及其它各层建筑布置392.6 车站附属设施402.6.1 站台至站厅楼梯、自动扶梯宽度和数量计算402.6.2 出入口通道宽度与楼梯、自动扶梯计算402.6.3 事故紧急疏散时间计算412.6.4 售检票设施422.6.5 风亭、风道与冷却塔432.7 其他
3、事项442.7.1 无障碍设计442.7.2 车站装修442.7.3 车站防灾设计45第三章 车站结构设计463.1 设计原则及主要技术标准463.1.1 设计原则463.1.2 主要设计标准473.1.3 采用或参照的主要设计规范483.2 荷载及荷载组合483.2.1 荷载(作用)类型483.2.2 荷载(作用)组合503.3 荷载计算503.3.1 本设计采用的荷载及荷载组合503.3.2 水土压力的计算513.3.3 荷载组合计算及计算结果553.4 结构内力计算573.4.1 计算模型573.4.2 结构内力分析与计算583.5 配筋计算673.5.1 柱子配筋计算673.5.2 拱
4、顶配筋计算683.5.3 站厅层配筋计算703.5.4 拱底板配筋计算723.5.5 边(侧)墙配筋计算743.5.6 顶、底纵梁配筋计算783.6 裂缝检算883.6.1 拱顶检算883.6.2 底板检算883.6.3 边墙检算89第四章 车站结构施工组织设计904.1 总述904.2 结构防水904.2.1 设计原则与标准904.2.2 主要防水设计914.3 施工方法914.3.1 工程概况914.3.2 暗挖中洞法简介924.3.3 设计指导原则924.3.4 主要施工步骤924.3.5 施工注意事项954.4 施工部署974.4.1 施工部署主要内容974.4.2 施工部署注意事项9
5、74.5 施工监控量测984.5.1 施工监控量测984.5.2 监控量测的依据984.5.3 监控量测的目的和内容984.5.4 监控量测的主要仪器及项目99参考文献100附件一 外文翻译101附件二 外文翻译原文121152工作日志I题目: 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010年 3月 18日 至 2010年 3 月 25日工作重点1收集资料,编写开题报告2翻译部分外文具体内容如下:这一周主要是完成开题报告和部分外文翻译:(1)通过网上查找以及查阅图书馆资料,确定研究的课题是地铁的结构设计,在开题报告的文献综述中对城市地铁进行了简单的介绍,国内外的地铁研究现状,地铁研究存在的问题进行了
6、浅略的分析,以及阐述了研究地铁的意义和价值等方面,并展望了将来地铁发展的前景。(2)运用一些翻译软件和字典的查询,以前学过的专业知识,对指导老师所给的外文文本进行了翻译。随后的时间明确了所设计地铁的研究方案的要求:合理地选定建筑设计方案、结构设计方案以及适用的施工方法。最终绘制出“车站总平面布置图、结构形式图、各层平面布置图、车站纵剖面图、客流流线图、车站主体结构配筋图、施工场地布置图、施工方案设计图”等图纸,以及完成设计说明论文。最后在开题报告中,对整个毕设的进度进行了安排。指导教师意见: 签字: 日期: 题目: 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 3 月 28 日 至 2010
7、年 4月 8日工作重点建筑方案设计及车站总平面布置(包括站位选择、出入口布置、通风亭布置等)具体内容如下:这两周主要是进行车站建筑设计,包括车站形式的选择,车站平面布置,并试着画出站台与站厅的平面布置图,以及站台和站厅的客流流线图,然后是车站附属设施设计,包括车站出入口,风口,和车站装修,防灾设计及排水设计,车站动力照明等方面的设计说明。指导教师意见: 签字: 日期: 题目: 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 4 月 9 日 至 2010 年 4月 15日工作重点车站主体结构横断面设计,纵断面设计具体内容如下:这一周主要是根据前期车站建筑设计以及指导老师所给的资料,确定车站横断面结
8、构形式,并画出车站主体结构横断面图,纵断面剖面图。并进一步修改之前所画图纸及设计数据。指导教师意见: 签字: 日期:题目: 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 4 月 16 日 至 2010 年 4月 22日工作重点车站站厅层及站台层建筑详细设计并绘制相应的图纸具体内容如下:这一周主要是根据前几周得出数据及资料加以整理、修改,重新进行总平面的布置,横断面和纵剖面的建筑设计,然后完善前期图纸并详细绘制车站站厅层及站台层的布置及剖断面图。指导教师意见: 签字: 日期: 题目: 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 4 月 23 日 至 2010 年 4月 30日工作重点熟悉ans
9、ys软件,进行车站结构内力计算,建模,出内力图,出数据具体内容如下:这一周主要是进行结构设计的工作,包括用ansys软件建模,加约束,加载,运行计算,以及最后出内力图和内力数据,为下一步结构配筋计算提供了有力的基础。该过程中,在建模、计算时遇到了很多问题,其中不乏有反复建模,反复计算的时刻,不过在同学和老师的帮助下,克服了困难,最终使得计算结果符合要求。指导教师意见: 签字: 日期: 题目: 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 5 月 1 日 至 2010 年 5月 15日工作重点车站结构内力分析,进行结构配筋计算及裂缝检算具体内容如下:这两周主要是使用ansys软件分析结构,出弯矩
10、,剪力和轴力图,进而提取所需数据,然后分别对主体结构的中柱、拱顶板、拱底板、边墙、站厅板、顶纵梁及底纵梁进行了配筋计算,并进行了裂缝检算。指导教师意见: 签字: 日期: 题目: 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 5 月 16 日 至 2010 年 5月 29日工作重点 配筋图的绘制以及施工方案和施工组织的设计具体内容如下:在这两周里,重新计算了配筋,查阅了一些书籍及其他网上资料,绘制了主体结构的配筋图,然后编制了施工方案及对施工组织的设计的简单说明,并绘制了施工步骤图及施工围挡简图。指导教师意见: 签字: 日期: 题目: 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 5 月 30
11、日 至 2010 年 5月 6日工作重点 整理编写论文说明书和修改图纸具体内容如下:最后这接近一周的时间主要是将以前的计算说明书加以整理,将其放入交大毕业设计各分项表格中,然后对图纸进行明显错误的修改和编号,优化毕业设计。指导教师意见: 签字: 日期: 工作日志II题目: 北京地铁西四站结构设计 指导组组长意见:是否同意参加答辩:签字: 日期: 毕业设计任务书题 目: 北京地铁西四站结构设计 适合专业: 土木工程 毕业设计(论文)基本内容和要求:主要内容:1车站总平面布置(包括站位选择、出入口布置、通风亭布置等)2车站结构形式选择3车站纵断面设计4主体结构各工况内力组合计算5截面检算与结构配筋
12、设计6施工方案设计基本要求:1独立完成上述各项内容;2车站平、纵断面设计应根据实际图纸情况,经多方案比选后确定;3每项计算应附正规的计算简图和内力图;4各项图纸应按制图标准进行;5引用规范应注明。毕业设计(论文)重点研究的问题:1车站总平面布置及平、纵断面设计2结构各工况内力组合计算及配筋设计3施工方案设计毕业设计(论文)应完成的工作:除学校规定的外文翻译及摘要、论文字数及规范化等要求以外,应提交如下成果: 1车站总平面布置图2车站结构形式图3车站各层平面布置图4车站纵剖面图5客流流线图6车站主体结构配筋图7施工场地布置图(包括施工围挡、施工竖井的布置等)8施工方案设计图参考资料:1国家标准地
13、铁设计规范(GB50157-2003),北京:中国计划出版社, 第一版,2003.72施仲衡,张弥主编,地下铁道设计与施工,陕西科学技术出版社3贺少辉主编,地下工程,清华大学/北京交通大学出版社4王梦恕主编,地下工程浅埋暗挖技术通论,安徽科学技术出版社设计详细资料:1设站地区总平面图一张(见附图,比例尺1:1000)2工程地质水文地质条件:线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部,第四纪地层沉积韵律明显,地层由上到下依次为:杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力学指标如表1,车站埋深10.0m,地下水位在地面以下7m处;本地区地震烈度为6度。表1 各层土的物理力学指标土的类型厚度(
14、m)重度(kN/m3)弹性抗力系数(Mpa/m)变形模量E(GPa)泊松比内摩擦角()粘聚力C(Mpa)杂填土2.016500.80.4200.005粉土5018900.90.35210.01细砂5.0191001.20.32220.01圆砾土3.519.51201.50.32250.01粉质粘土6.020.01501.80.32230.02卵石土10.020.02002.00.30270.03基岩223002.50.35350.043客流预测:预测单向高峰小时客流量:初期(2013年)17800人次/小时,近期(2020年)19920人次/小时,远期(2035年)21000人次/小时;4车辆
15、及编组车辆采用地铁A型车,3动3拖编组。开题报告题 目: 北京地铁西四站结构设计 文献综述: 一、 国内外城市地铁发展概况1、国外城市地铁交通发展概况自1863年,伦敦建成世界第一条地下铁道,迄今已有130年,这条首次问世的地下铁道长6.2km,列车采用蒸汽机车牵引。之后于l890年又建成世界第一条长4.8km电气化地下铁道并投入运营,从而大大改进了地铁机车牵引动力。19世纪,世界上只有伦敦、纽约、伊斯坦布尔、芝加哥等8座城市的居民能够乘地铁列车。20世纪初至1945年,在45年的时间里,又有巴黎、莫斯科、柏林、悉尼等l3座城市相继建成了地下铁道。在第二次世界大战期间,有些城市的地铁,还发挥了
16、防空掩蔽所的作用,避免遭受飞机的轰炸,保护了许多人的生命。二次大战以后,发展地下铁道已受到各国的广泛重视,许多城市纷纷效法伦敦,兴建地铁的城市,如雨后春笋般飞速发展起来。近50年间,已有94座城市建成了地下铁道。如今,它已遍布44个国家的115座城市,大约尚有近20座城正在建设或将要建成地铁, 预计到本世纪末拥有地铁的城市将突破135座。之前,地铁线路全长超过200km的有5座城市。其中,最长的是伦敦420km ,纽约393.5km,巴黎330km,莫斯科255km,东京2l8.9km。地铁车站最多的是纽约,485站。客运量最高的是莫斯科地铁,全年29.2亿人次,平均每月运送800万人次;其次
17、是东京地铁l9亿多人次,巴黎地铁l3亿多人次。发展最慢的是伊斯坦布尔,自1875年建成0.6km地铁,运营100多年,一直未续建,直至1988年才开始兴建轻型地铁7km多,现已有8km地铁。2、国内城市地铁交通建设概况(1)我国最早修建的地铁我国建成的第一条地铁是北京地铁一号线一期工程,从北京站到苹果园站,全长23.6Km,于1965年7月1日开工,1969年10月1日建成通车。(2)我国当前各城市地铁概况:我国城市轨道交通的发展经过了三十多年的历史,并经历了一段曲折,但其真正发展是从上世纪八十年代开始的。近l0年来,我国许多大城市都纷纷策划修建大、中运量的地铁或轻轨交通项目。已有20多个大城
18、市在不断投人大量人力和物力,进行了不同程度的轨道交通项目建设前期工作和可行性研究。“十五”期间,国家投资8000亿元用于城市交通轨道建设,建成总里程达到450公里,其中用于地铁建设的投资约2000亿元,除香港已建成的75公里地铁和轻轨线路外,我国大陆地区先后有北京、天津、上海、广州,南京,西安,成都,深圳,大连,哈尔滨,杭州,青岛,重庆,沈阳等城市正在建或已建有通车。截至2008年底,我国已有10个城市拥有共29条城市轨道交通运营线路,运营里程达到776公里,年客运总量达22.1亿次。而据不完全统计,北京、上海等l5个城市共有约50条,l154公里轨道交通线路在建。目前,有约27个城市正在筹备
19、建设城市轨道交通,其中22个城市的轨道交通建设规划已经获得国务院批复。至2015年前后,北京、上海、广州等22个城市将建设79条轨道交通线路,总长2259.84公里,总投资8820.03亿元。二、城市地铁发展存在的问题及解决方法地铁交通的发展要不断研究解决其本身还仍然存在的些问题,如怎样降低工程造价、提高运行效率、进行结构防水处理等等,否则会影响地铁交通的可持续地发展。1、降低工程造价,减小运营成本作为一种大容量、快捷、安全、高效的客运交通工具,城市快速轨道交通系统在城市客运交通市场所应起到的骨干交通作用已被各界所共识。然而,修建城市轨道交通所需要巨额资金投入及目前我国可用于发展城市轨道交通建
20、设的资金尚很紧张也是不争的事实,能否降低工程造价已成为轨道交通发展的重要控制因素,所以这一问题是值得城市地铁建设者共同关心的重要问题。2、提高地铁交通运行效率运营管理是一门科学,它的好坏直接影响城市快速轨道交通的效益。如原苏联地铁,在技术装备上不如西方先进,但它的效益好、效率高是国际上公认的。莫斯科地铁列车运行对数达每小时40对以上,一般达到45对/小时,有的线路已达每小时48对,它靠的就是熟练的操作、科学的管理。而香港地铁有先进的技术装备,列车运行对数每小时只能达到30对,经改造信号系统后,才达到34对。因此,要想地铁交通良好的发展,就需寻求各种方法提高其运行效率。3、地铁结构的防水地铁结构
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