木三角結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)說明

1、一、工程概況1、本工程為寶應(yīng)粵海水務(wù)水廠深度處理及完善改造工程的子項(xiàng)目，具體名稱為綜合樓，結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。本工程為綠色建筑一星，建筑主要特征如下表所示：2、本工程0.000m 標(biāo)高相當(dāng)于絕對標(biāo)高 4.95m（黃海系）。3、本工程建筑設(shè)計(jì)圖中的尺寸除注明者外，均以毫米（mm）為；標(biāo)高以米（m）為單位；角度以度（）為。3DMAX 建模建筑名稱建筑分類耐火等級建筑定性建筑層數(shù)（F）建筑高度（m）建 筑面積（m2）地上建筑面積（m2）總建筑面積（m2）主要結(jié)構(gòu)形式地上綜合樓多層公共建筑二級綜合樓0623.9503373.563373.56鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、規(guī)范、規(guī)程：民

2、用建筑設(shè)計(jì)通則 （GB50352-2005）工程防水技術(shù)規(guī)范 （GB50108-2008）建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 （GB50016-2014）公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （GB50189-2005）屋面工程技術(shù)規(guī)范 （GB50345-2012）建筑幕墻 （GB/T21086-2007）建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （GB50068-2001）礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50007-2011）建筑地建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2012）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50010-2010）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50011-2010）建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) （GB50223-2008）2、地質(zhì)勘察資料：揚(yáng)州市勘測設(shè)計(jì)院提供

3、的勘察地質(zhì)3.有關(guān)主管部門對方案設(shè)計(jì)的文件三、建筑結(jié)構(gòu)分類等級本工程結(jié)構(gòu)按 50 年使用年限進(jìn)行設(shè)計(jì), 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為 50 年。表 3.1建筑分類等級四、主要荷載（作用）取值a)活荷載：（kN/m2）b)恒荷載：1.屋面：gk=5.88 (kN/m2)不上人屋面（23.50、27.00 標(biāo)高處）gk=6.51 (kN/m2)上人屋面（11.60、19.70 標(biāo)高處露臺）不上人屋面（局部線腳、挑板、風(fēng)井頂板）gk=3.60(kN/m2)2.樓地面 ：gk=4.11 (kN/m2)樓 1：防滑地磚樓地面：防滑地磚樓地面，有防水層 gk=4.59 (kN/m2)樓 2：水泥砂漿樓地面，無防水gk=4

4、.14 (kN/m2)樓 3：水泥砂漿樓地面，無防水gk=5.04 (kN/m2)樓 4gk=4.46 (kN/m2)樓 5：環(huán)氧砂漿面層樓地面3.外墻：辦公衛(wèi)生間樓梯間上人屋面不上人屋面電梯機(jī)房、設(shè)備機(jī)房2.02.53.52.00.57.0序名稱等級1建筑結(jié)構(gòu)安全等級二級2地礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級乙級3建筑抗震設(shè)防類別標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類）4抗震等級地上 16 層鋼筋混凝土框架：四級防水涂料，有保溫 gk=2.06 (kN/m2)外 1：外墻防水涂料，無保溫 gk=2.3 (kN/m2)外 2：外墻4.內(nèi)墻：gk=2.0 (kN/m2)內(nèi) 1：內(nèi)墻涂料200 厚gk=2.1(kN/m2)內(nèi) 2：內(nèi)磚200

5、厚gk=1.88(kN/m2)內(nèi) 3：內(nèi)磚防水200 厚gk=1.2(kN/m2)內(nèi) 4：內(nèi)墻涂料100 厚gk=1.36(kN/m2)內(nèi) 5：內(nèi)墻涂料120 厚5.頂棚：gk=3.2(kN/m2)涂料平頂：gk=0.015(kN/m2)輕鋼龍骨石膏板平頂：c)風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓按 50 年一遇考慮，為 0.40kN/，地面粗糙度類別為 C 類，風(fēng)荷載體型系數(shù)為 1.3；用于舒適度驗(yàn)算的風(fēng)壓，取為 0.25kN/。d)雪荷載：基本雪壓按 50 年一遇考慮，為 0.35kN/。e)作用：建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)（GB50223-2008），本工程建筑抗震設(shè)防類別根據(jù)丙類（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類），抗震設(shè)防烈度為

6、6 度，抗震計(jì)算均按 6 度考慮。類場地，設(shè)計(jì)為 0.05g。分組為第三組，設(shè)計(jì)基本本工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震等級為：框架四級。其它設(shè)備用房及特殊用房等均按實(shí)際荷載取值。本工程鋼筋砼結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別，地上部分為一類（室內(nèi)干燥環(huán)境），及二 a 類（室內(nèi)潮濕環(huán)境、非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境）。五、地質(zhì)條件1、本場地地基巖土層自上而下簡述如下：1 層：土質(zhì)不均，中壓縮性，力學(xué)強(qiáng)度低，場地普遍分布。2 層：力學(xué)強(qiáng)度一般，中壓縮性，土質(zhì)均勻性一般，呈透鏡狀分布分布。3 層：力學(xué)強(qiáng)度低，多為高壓縮性，土質(zhì)不均，場地多數(shù)地段分布，僅局部缺失。3-1 層：力學(xué)強(qiáng)度一般，中壓縮性，土質(zhì)均勻性一般，多

7、呈透鏡狀分布。4 層：力學(xué)強(qiáng)度一般，中壓縮性，土質(zhì)均勻性一般，除綜合樓處缺失外，其余地段均有分布。5 層：力學(xué)強(qiáng)度較高，多為中壓縮性，土質(zhì)較均勻，場地普遍分布，分布較均勻。6 層：力學(xué)強(qiáng)度一般，為中壓縮性，土質(zhì)均勻性一般，場地普遍分布，分布較均勻。7 層：力學(xué)強(qiáng)度較高，多為中壓縮性，土質(zhì)均勻性一般，場地普遍分布，分布較均勻。8 層：力學(xué)強(qiáng)度較高，中壓縮性，土質(zhì)均勻性一般，場地普遍分布，分布較均勻。8-1 層：力學(xué)強(qiáng)度較高，多為中壓縮性，土質(zhì)均勻性一般，呈透鏡狀分布于 8 層土中。場地地勢較平坦，未發(fā)現(xiàn)斷裂、滑坡、土洞塌陷、高邊坡等影響場地整體穩(wěn)定性的不利，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性較好，無液化土層分布，為

8、對建筑抗震不利地段，場地整體穩(wěn)定性一般。地基土層中，1 層土為雜填土，土質(zhì)不均，力學(xué)強(qiáng)度低，3 層土為軟土， 土質(zhì)不均，力學(xué)強(qiáng)度低，多為高壓縮性，2、48 層力學(xué)強(qiáng)度一般較高，多為中壓縮性，地基的整體穩(wěn)定性較差。影響場地整體穩(wěn)定性主要為：軟弱地基和局部側(cè)限的不均衡。綜上，場地地基土層分布比較穩(wěn)定，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性較好，無分布液化土分布，但分布有軟弱土，只要采取相應(yīng)措施可進(jìn)行本工程建設(shè)。2、場地效應(yīng)本工程場地位于寶應(yīng)安宜鎮(zhèn)，根據(jù)中國動參數(shù)區(qū)劃圖GB18306-2015，場地抗震設(shè)防烈度為 6 度，場地動峰值度為 0.05g，設(shè)計(jì)分組為第三組。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010 第 4.3

9、.1 條，本場地可不進(jìn)行液化判別和處理。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010 中第 4.1.14.1.6 條之規(guī)定，結(jié)合場地土的剪切波測試成果， 20m 范圍內(nèi)等效剪切波速值為 175.5183.8m/s，平均 180.6m/s，判定場地土類型為中軟土。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場地覆蓋層厚度大于 50m，故判定建筑場地類別為類。場地分布有軟弱土，根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010，判定場地為對建筑抗震不利地段。根據(jù)場地類別，設(shè)計(jì)分組，場地的設(shè)計(jì)特征周期值為 0.65s。3、水根據(jù)量測數(shù)據(jù)并結(jié)合地形地貌及區(qū)域水文地質(zhì)資料，場地歷史最高水位 4.00m 左右，常年平均水位 3.00m。

10、水對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋具有微腐蝕性。4、特殊性巖土場地特殊性巖土以雜填土為主。1 層為雜填土，土質(zhì)不均，多處于不飽和狀態(tài)，力學(xué)強(qiáng)度低，中壓縮性，層厚 0.35.3m，平均層厚 1.6m，承載力特征值 fak=60kPa，堆積年代超過 5 年。5、基坑支護(hù)及降水要求基坑開挖深度均不超過 6.0m，基坑工程安全等級為三級。本場地水位相對較高，在基坑開挖面以上，周邊環(huán)境條件比較復(fù)雜，工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜，需要由專業(yè)進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。若場地條件允許，采取必要的降排水措施后可采用放坡開挖，建議采用管井或針井降排水。在基坑降水影響范圍內(nèi)存在建（構(gòu)）筑物、道路、埋藏設(shè)施，應(yīng)采取必要的措施處理，如在基坑外側(cè)采用攪拌

11、樁圍封或水回灌等措施。根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范GB50021-2001（2009 年版）第 7.3.2 條條文說明，驗(yàn)算 7 層承壓水水壓力引起的基底隆起，滿足規(guī)范要求。六、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)縫的設(shè)置：本工程結(jié)構(gòu)之間建筑荷載差別較小，且基礎(chǔ)持力土層的壓縮模量、回彈再壓縮模量較高，經(jīng)初步計(jì)算分析，結(jié)構(gòu)之間的沉降差較小，本工程不設(shè)沉降縫。水平及垂直方向的受力結(jié)構(gòu)體系：根據(jù)建筑的總高度、抗震設(shè)防烈度、建筑的用途等情況，本工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。樓蓋結(jié)構(gòu)體系：根據(jù)建筑物的使用要求和施工條件，以及建筑物的總高度、層高和結(jié)構(gòu)跨度等情況，本工程采用現(xiàn)澆樓蓋，地上部分采用主次梁板樓蓋體系。樓屋面為雙向井

12、字梁梁板體系，便于室內(nèi)空間的靈活分隔，滿足建筑使用要求。問題的解決辦法：由于中庭樓板開洞面積較大，必須采取加強(qiáng)中庭周圍樓板的剛度及配筋，同時加大部分的截面尺寸等措施，提高建筑物的結(jié)構(gòu)整體剛度。嵌固端的確定：由于無室，因此將基礎(chǔ)頂作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端。其他：基坑開挖前應(yīng)對相鄰道路和管線的情況進(jìn)行詳細(xì)，必要時采取防護(hù)措施。基坑施工期間應(yīng)加強(qiáng)水及地表水的降排工作，尤其是降雨期間。七、地礎(chǔ)設(shè)計(jì)本工程基礎(chǔ)形式采用基礎(chǔ)形式采用條型基礎(chǔ)，其中結(jié)構(gòu)基底標(biāo)高約 1.5m 基礎(chǔ)持力層采用第 3-1 層粉土夾粉質(zhì)粘土，地基承載力特征值采用 120kPa。其中第 1 層粘土為雜填土，為了消除其影響，采取基底加中粗砂墊層

13、，兩側(cè)采用中粗砂材料回填，且做好防水處理措施。本場地基礎(chǔ)持力層以下土層均屬于中低壓縮性土層，基礎(chǔ)沉降均能滿足相關(guān)規(guī)范要求?？垢〈胧簬r土工程勘察中提出抗浮設(shè)計(jì)水位可采用室外地坪標(biāo)高，防水設(shè)計(jì)水位應(yīng)高出室外地坪標(biāo)高 500mm 以上。對有抗浮設(shè)防要求的建（構(gòu)）筑物，設(shè)計(jì)部門應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)抗浮驗(yàn)算，若不滿足要求，可通過增加結(jié)構(gòu)配重、上覆土或設(shè)置抗浮樁等措施處理。八、結(jié)構(gòu)分析本工程采用結(jié)構(gòu)分析采用 PKPM 空間結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析，分析時考慮了扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng)；作用下的扭轉(zhuǎn)影響。作用和風(fēng)荷載按兩個主軸方向作用，同時考慮 5%的偶然偏心1)自振周期等指標(biāo)見下表:2) 結(jié)構(gòu)第一扭轉(zhuǎn)振型周期和第一平

14、動振型周期的比值為 0.85，小于 0.9，滿足規(guī)范要求。3) 在考慮 5%樓層質(zhì)量偶然偏心的單向作用下，樓層最大層間位移和層間位移平均值的樓層層間最大位移與層高之比作用X 方向最大值Y 方向最大值1/2323(第 1 層)1/2233 (第 1 層)風(fēng)荷載X 方向最大值Y 方向最大值1/7595(第 1 層)1/ 3269(第 1 層)作用下最大層間位移與層間位移平均值之比X 方向最大值(考慮偶然偏心 5%)Y 方向最大值(考慮偶然偏心5%)1.21(第 7 層)1.17 (第 6 層)振型123456789101112周期(s)1.05941.03560.92180.36980.35340

15、.31410.22990.20970.19680.16900.16390.1478振動轉(zhuǎn)角99.5412.57153.2489.41179.4051.8894.185.4492.6434.58126.7742.66平動系數(shù)0.980.950.110.990.990.080.860.980.450.650.750.84扭轉(zhuǎn)系數(shù)0.020.050.890.010.010.920.140.020.550.350.250.16比值，在 X 方向部分樓層有大于 1.2 的情況，但均滿足不應(yīng)大于 1.5 的規(guī)范限制要求，這說明結(jié)構(gòu)在局部樓層有平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的情況。4) 樓層側(cè)向剛度中第一層側(cè)移剛度小于上一

16、層相應(yīng)側(cè)移剛度 70%的比值或上三層平均側(cè)移剛度 80%的比值中之較小者，不滿足規(guī)范要求，屬于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，薄弱層大系數(shù)= 1.25。剪力放5) 結(jié)構(gòu)承載力和變形計(jì)算結(jié)果無超筋超限的情況。6) X 向樓層最小剪重比=0.80%, X 方向的有效質(zhì)量系數(shù): 99.55%;Y 向樓層最小剪重比=0.80%, X 方向的有效質(zhì)量系數(shù): 99.56%;限值為 90%，滿足。7)進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算，根據(jù) PKPM 的計(jì)算結(jié)果，該結(jié)構(gòu)剛重比 Di*Hi/Gi 大于 10,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算；該結(jié)構(gòu)剛重比 Di*Hi/Gi 大于 20，可以不考慮重力二階效應(yīng)。8) 用于舒適度驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)阻尼比為 2%結(jié)構(gòu)舒適性驗(yàn)算結(jié)果：X 向順風(fēng)向頂點(diǎn)最大度(m/s2) = 0.021X 向橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大度(m/s2) = 0.009Y 向順風(fēng)向頂點(diǎn)最大度(m/s2) = 0.024Y 向橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大度(m/s2) = 0.009最大度max 均小于 0.05(m/s2)，滿足舒適度要求。9）基礎(chǔ)采用 JCCAD 進(jìn)行計(jì)算，沉降值及差異沉降均滿足規(guī)范要求。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)