2.3 Связь станции с поверхностью земли.

Ширина лестничного марша определена в пункте 2.1.2.

Связь станции с поверхностью земли осуществляется через вестибюли, входы и выходы и лестни­цы. Выходы на поверхность выполнены в виде отдельно стоящих павильонов с литерой «М».

3. Статический расчет основных конструкций станции

Статическая работа несущей конструкции станции метрополитена зависит от ряда фак­торов, главными из которых являются глубина заложения, геологические условия, форма конструкции и способ постройки. Выбор конструк­тивной формы зависит от глубины заложения станции и геологических условий, а способ постройки как от глубины заложения, так и от формы станции.

Расчет станции будет вестись с помощью программного комплекса Tun2.

3.1 Определение нагрузок на конструкцию.

Станции метрополитена, сооружаемые открытым способом, рассчитывают на суммарные нагрузки: постоянные – от собственного веса, веса грунтовой засыпки, капитальных зданий и других наземных сооружений и временные – от временных сооружений и транспорта.

Нагрузки от собственного веса конструкций определяют по проектным размерам в первом приближении по аналогии с существующими сооружениями с учетом веса конструкций перекрытия, выравнивающего слоя цементно–песчаного раствора, гидроизоляции, защитного слоя из бетона.

Нагрузки от веса грунта подсчитывают, исходя из предположения давления всей толщи грунта над перекрытием. При этом должна быть учтена нагрузка от веса дорожного покрытия.

Схема нагружения показана на рис. 3.1.

Расчет конструкций станции метрополитена следует производить с учетом возможных для всего сооружения в целом неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий, которые могут действовать одновременно при строительстве или эксплуатации тоннеля, коэффициентов условия работы, расчетных значений, прочностных характеристик материалов.

Рисунок 3.1 – Схема нагружения.

а) вертикальная нагрузка определяется по формуле:

(3.1)

где - нормативная вертикальная нагрузка от дорожного покрытия, определяемая по формуле:

(3.2)

где - толщина асфальта, 0,08м;

- толщина бетона, 0,22м;

-удельный вес асфальта, 19,6 кН/м³;

- удельный вес бетона, 24,0 кН/м³;

кН/м²

- нормативная вертикальная нагрузка от толщины засыпки, определяется по формуле:

; (3.3)

где H – высота грунта над шелыгой свода, Н₁=3,23м; Н₂=3,23 – 0,4=2,83м;

- удельный вес засыпки (песок =17,5 ).

- вертикальная нагрузка от ГДГ равна 0;

- вертикальная нагрузка от собственного веса конструкции, определяется по формуле:

; (3.4)

где А – площадь обделки;

- обьёмный вес железобетона (24 ).

.

Для расчёта обделки по первой группе предельных состояний необходимо определить расчётные величины нагрузок, получаемые путём умножения их нормативных значений на коэффициенты надёжности по нагрузкам:

;

;

;

Вертикальная расчетная нагрузка над шелыгой свода равна:

;

б) горизонтальная нагрузка определяется по формулам:

Горизонтальное давление в несвязном грунте:

; (3.5)

;

; (3.6)

;

Определяем расчетные нагрузки:

;

;

Определим временную вертикальную нагрузку:

Нормативное вертикальное давление определяем от автотранспортных средств в виде полос А-14 и от одиночной нагрузки НК-100.

Рассматриваются наиболее невыгодные для работы обделки расположения нагрузок.

Рисунок 3.2 - Схема для определения вертикального давления для А-14 и НК-100.

Автотранспортные средства в виде полос А-14 включают одну двухосную тележку с осевой нагрузкой Р₁=140,0 кН и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью y=14 кН/м на обе колеи. Нагрузка НК-100 представляет собой одиночную четырехосную машину общим весом 1008 кН.

Вертикальное давление от подвижной нагрузки на поверхности распространяется в дорожном покрытии под углом 45^о от соприкосновения скатов машин с дорожным покрытием, а в грунте под углом 26,5^о к вертикали.

Интенсивность давления грунта от нагрузки А-14 на уровне верха конструкции определяется по формулам:

(3.7)

где

Интенсивность давления грунта от нагрузки НК-100 на уровне верха конструкции определяется по формуле:

(3.8)

где

м.

м.

м.

м.

Интенсивность давления грунта от нагрузок будет равна:

Нормативное значение транспортных нагрузок умножается на динамический коэффициент (1+) и коэффициенты надежности по нагрузке _f. Для нагрузки А-14 (1+)=1, _f = 1,2. Для нагрузки НК-100 динамический коэффициент зависит от длины загружения : при  = 5 м

1 +  =1,1. Коэффициент _f для нагрузки НК-100 равен 1.

Для дальнейших расчетов выбираем наибольшую. Расчетное значение вертикальной нагрузки с учетом шага колонн (S=6м):

кН/м².