5 Статический расчет основных конструкций станции

Станции, заложенные на глубине нескольких десятков метров и сооружаемые закрытым способом, находятся обычно в устойчивых грунтах. Нагрузки, находящиеся на поверхности, не оказывают влияние на их конструкцию.

Главной нагрузкой здесь является горное давление.

5.1 Определение нагрузок и воздействий

Расчет конструкций станции данной станции будем производить в порядке изложенном в пункте 3.1 по формулам (3.1 – 3.8).

Пролет свода обрушения равен:

, (3.1)

где, =13,5 м - пролет станции;

=13,5 м - высота станции;

=22° - угол внутреннего трения грунта (глины).

м.

Высота свода обрушения h₁ ,образующегося над выработкой, определяется по формуле проф. Протодьяконова:

(3.2)

где: f =1,6 – коэффициент крепости грунта;

В соответствии с [1] принимаем нагрузки от всей толщи грунтов, так как расстояние от свода обрушения до земной поверхности меньше высоты свода.

По этому определяем нагрузки по формулам:

- нормативную вертикальную нагрузку от горного давления:

_(3.4)

- нормативная вертикальная нагрузка от веса всей толщи грунта;

- коэффициент надежности по нагрузке от веса всей толщи грунтов в естественном залегании [1, стр.40];

- расчетная вертикальная нагрузка от веса толщи грунтов;

Нормативная горизонтальная нагрузка:

_(3.5)

кН/м;

- коэффициент надежности по горизонтальной нагрузке от бокового давления [1, стр.40];

_(3.6)

кН/м;

_(3.7)

кН/м;

- коэффициент надежности по горизонтальной нагрузке от бокового давления [1, стр.40];

Тогда по формуле (3.6) получаем:

кН/м;

Нагрузка от собственного веса конструкций определяется как:

_(3.8)

_{где, Vб = 10,4 м3 – объем бетона верхней половины обделки;}

_{γб = 25 кН/м – удельный вес железобетона;}

_{В=13,5 м – пролет выработки.}

_Тогда Pсв = 10,4·25/13,5=19,26 кН/м, коэффициент надежности для монолитных обделок _.

_{Ррсв = 1,2·19,26=23,11 кН/м.}

5.2 Моделирование расчетной схемы и расчет

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 двумя методами:

- с помощью программного комплекса Midas GTS 2011 на контактные взаимодействия ( в рамках качественного моделирования взаимодействия технической системы «обделка – грунтовый массив»).

- на заданные нагрузки (для количественного определения возникающих усилий) с помощью программы TUN2.

Моделирование станции и грунтового массива выполняется в следующем порядке, изложенном в пункте 3.2 в тех же самых инженерно-геологических условиях, но на другой глубине заложения.

Рисунок 5.1 – Расчетная схема массива и обделки