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文檔簡介
1、PAGE -一、設計依據甲方提供的設計委托書及批準的設計方案建材太原地質工程勘察院提供的本工程巖土工程勘察報告(詳細勘察)(編號:2010勘察18號)建材太原地質工程勘察院提供的本工程巖土工程勘察報告(詳細勘察)(編號:2011勘察20號)建筑工程抗震設防分類標準(GB 50223 - 2008)工程結構可靠性設計統一標準(GB 50153 - 2008)人民防空地下室設計規(guī)范 (GB 50038-2005) 以下簡稱地下室規(guī)范 混凝土結構設計規(guī)范(GB 50010-2002)建筑結構荷載規(guī)范(GB 50009-2001)砌體結構設計規(guī)范(GB 50003-2001)建筑抗震設計規(guī)范(GB50
2、011-2010)建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)地下工程防水技術規(guī)范(GB50108-2008)本工程設計引用的主要圖集:混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造詳圖(03G101-1)修正版、防空地下室設計荷載及結構構造(07FG01)等。 其它有關現行國家規(guī)范、規(guī)程、標準等。 二、工程概況(一)工程類別及結構型式本工程為單建掘開式工程,地下二層。地下室平時為商業(yè),局部戰(zhàn)時為人防物資庫和二等人員掩蔽部工程。工程防核武器的抗力級別為6級,防常規(guī)武器的抗力級別為6級,防化級別為丁級。工程主體采用現澆鋼筋混凝土板柱結構體系,口部通道及風道采用鋼筋混凝土封閉框架結構?;A型式
3、為筏板基礎,為抗浮設置抗拔樁(700混凝土灌注樁)。(二)場地工程地質情況和水文地質條件根據巖土工程勘察報告,基礎持力層為3層粉土層,地基承載力特征值fak=120kPa。場地類別為III類,屬建筑抗震不利地段。場地相對穩(wěn)定,適宜本工程建設。該地區(qū)抗震設防烈度為8度(第一組),設計基本地震加速度值為0.20g。擬建場地地基土存在輕微-中等地震液化現象。不均勻地基,非濕陷性場地,可不考慮軟弱土的震陷影響。標準凍土深度0.8m。根據巖土工程勘察報告,場地地下水抗浮設防水位接近地表。本工程設計、施工中應考慮地下水的影響。地下水對混凝土結構具微腐蝕性,對混凝土中的鋼筋具弱腐蝕性。場地土對混凝土結構和混
4、凝土中的鋼筋具微腐蝕性。(三)結構設計標準防核武器抗力級別防常規(guī)武器抗力級別防化級別設計合理使用年限結構安全等級6級6級物資庫:丁級,人員掩蔽部:丙級50年二級地基基礎設計等級抗拔樁基設計等級防水等級耐火等級丙級丙級一級一級標準凍深混凝土結構環(huán)境類別0.8m室內正常環(huán)境:一類;其余:二b類未經技術鑒定或設計許可,不得改變結構的用途和使用環(huán)境。(四) 抗震設防參數抗震設防類別抗震設防烈度設計基本地震加速度值設計地震分組丙類8度0.20g第一組抗震等級場地類別場地土類型三級III類中軟場地土(五)材料選用構 件 名 稱混凝土強度等級抗?jié)B等級混凝土墊層C15頂、底板、獨立柱基礎、水庫池壁C30P8外
5、墻C30P8框架柱C40內墻C30構造柱(GZ)、過梁C20室內設備基礎C20受力主筋采用HRB400級鋼筋,箍筋、拉結筋均采用HPB235級、HRB400級鋼筋,鋼板、型鋼采用Q235B鋼。地下室內填充墻為陶?;炷量招钠鰤K墻 MU5.0,砌塊專用砂漿Mb5.0。其余均為輕質隔墻。(六)結構截面尺寸頂板厚: 0.60m,樓板厚:0.4mm,底板厚:0.6m,外墻厚:0.50m內墻厚: 0.30m,0.35m, 臨空墻0.30m,0.35m,獨立柱800X800,700X700, 600X600。三、結構荷載計算(一)頂板覆土重(厚2.53.2m, 按3.2m計算,考慮路面作法):頂板自重:,
6、 設備及裝修荷載(風管及抹灰):取消防車等效均布載(按2.5m覆土厚),考慮該道路為城市干道,計算取15 kN/m2人防區(qū)戰(zhàn)時等效靜載:則:平時荷載組合, 戰(zhàn)時荷載組合,?。ǘ前褰ㄖ|層重:頂板自重: , 設備及裝修荷載(風管及抹灰):戰(zhàn)時不拆遷的固定荷載:平時活荷載:戰(zhàn)時等效靜載(同防護單元隔墻等效靜載):(戰(zhàn)時等效靜載由核爆荷載控制)則:平時荷載設計值取戰(zhàn)時荷載設計值,?。ㄈ┩鈮|區(qū)工程地下水抗浮設防水位標高781.35m,接近地表,按地表計算水位。西區(qū)工程地下水抗浮設防水位標高779.00m,接近地表,按地表計算水位。頂板處側向水、土壓力: 取樓板處側向水、土壓力: 取底板處側向水
7、、土壓力: 取地面超載引起的側壓力: 平時荷載設計值: 頂板處側向水、土壓力: 樓板處側向水、土壓力: 取底板處側向水、土壓力: 取戰(zhàn)時荷載設計值:根據地質報告,外墻土按飽和土計算。根據地下室規(guī)范4.8.3條和全國民用建筑工程設計技術措施防空地下室(2009年版)表3.3.2-2,作用在外墻上的核爆等效靜載標準值:。根據地下室規(guī)范第4.7.3條,作用在外墻上的常規(guī)武器等效靜載標準值??芍鈮Φ刃ъo載由核爆荷載控制。作用在地下室外墻上的荷載設計值:頂板處側向水、土壓力:取樓板處側向水、土壓力: 取底板處側向水、土壓力: 取(四)底板地下柱、墻、柱帽托板自重:0.7X0.7X10.5X25+3.0
8、X3.0X(0.25+0.2)X25=129+101=230 kN 折算為面荷載:230/64=3.6 kN/m2 ,考慮墻體自重,取20kN/m2.底板水浮力標準值:10X(2.8+4.9+5.5+0.6)=138 kN/m2按無樁基整體式筏板基礎取值,人防區(qū)底板戰(zhàn)時等效靜載:(戰(zhàn)時等效靜載由核爆荷載控制)則:平時荷載組合1:,取180 kN/m2.平時荷載組合2: (水浮力作用)則平時荷載組合底板反力為180 kN/m2.相應地:戰(zhàn)時荷載組合1:.戰(zhàn)時荷載組合2:經比較可知,戰(zhàn)時動荷載由核爆荷載控制,常規(guī)武器荷載不起控制作用。四、結構抗浮及地基承載力驗算(一)抗浮計算根據頂板上覆土重:頂板
9、自重:樓板自重:底板自重:底板厚600,反托板750,4X4m,底板折算厚度為0.6X(8X8-4X2X2)+4X2X2X1.35/64=0.7875m則底板自重底板上建筑面層重:墻體及柱重: 合計: 浮力N N樁正截面受拉承載力滿足要求。(滿足圖集10SG813中直徑700的 G型要求)(3) 抗拔樁豎向抗壓計算根據建筑樁基技術規(guī)范(JGJ 94-2008)第5.3.5條,=2.199X1021+1500X0.384=2821 kN則Ra=2821/2=1410 kN由于采用筏板基礎,抗拔樁不承受上部豎向荷載作用,可不考慮樁對筏板的沖切作用, 適當采取加強措施:樁頂底板處設置反托板局部加厚,
10、設置抗沖切彎起鋼筋等。(4) 樁對底板抗沖切驗算(平時荷載)按抗拔樁的抗壓豎向極限承載力2821 kN為沖切力, 進行底板抗沖切計算. 此為最保守的計算工況。A 樁對承臺底板沖切:設置樁頂承臺,承臺厚厚,則,則,按配置彎起鋼筋計算,彎起鋼筋雙向各4根25: ,滿足抗沖切要求。B 承臺對底板沖切:,則按配置彎起鋼筋計算,彎起鋼筋雙向各4根25: ,滿足抗沖切要求。則無柱底的樁頂承臺如下:(三)地基承載力驗算平時荷載組合底板反力(包括基礎底板和建筑墊層自重),取210 kN/m2.地基承載力特征值fak=200kPa,修正后的地基承載力特征值fa pk超補償地基,地基承載力顯然滿足要求。五、板抗沖
11、切計算(一)頂板抗沖切驗算(平時荷載)板塊,1、托板邊緣處板厚, 取,滿足采用C30混凝土,滿足抗沖切要求。2.柱帽轉折點取托板厚,則,取,則采用C30混凝土,滿足抗沖切要求。(二)頂板抗沖切驗算(戰(zhàn)時荷載) 根據規(guī)范D.2.3條:,板塊1、托板邊緣處板厚, 取,滿足采用C30混凝土,滿足抗沖切要求。2.柱帽轉折點取托板厚,則,取,則采用C30混凝土,滿足抗沖切要求。(三)樓板抗沖切驗算(平時荷載)板塊,1、托板邊緣處板厚,。取,滿足采用混凝土,滿足抗沖切要求。2.柱帽轉折點取托板厚,則,取,則采用混凝土,滿足抗沖切要求。(四)樓板抗沖切驗算(戰(zhàn)時荷載) 根據規(guī)范D.2.3條:,板塊1、托板邊
12、緣處板厚,。取,滿足采用混凝土,滿足抗沖切要求。2.柱帽轉折點取托板厚,則,取,則采用混凝土,滿足抗沖切要求。(五)底板抗沖切驗算(平時荷載)板塊,1、托板邊緣處板厚, 取,滿足采用C30混凝土,滿足抗沖切要求。2、柱邊為減小底板埋深,底板采用反柱帽型式。反柱帽底寬B=0.5X8.0=4.0m。無斜托。取托板厚,則,則,滿足抗沖切要求。(六)底板抗沖切驗算(戰(zhàn)時荷載) 根據規(guī)范D.2.3條:,板塊1、托板邊緣處板厚, 取,滿足采用C30混凝土,滿足抗沖切要求。2、柱邊托板厚,則,則,滿足抗沖切要求。實際設計抗拔柱對于底板所受向上力相當于支點,故底板的沖切力Fl應小于上述計算值,滿足要求。但仍進
13、行底板抗沖切、抗彎驗算,并采取底板設置抗沖切彎筋等局部加強措施。六、板柱結構內力配筋計算內力計算采用清華大學編制的結構力學求解器計算程序,按等代框架計算,對支座彎矩乘以0.9的調幅系數,跨中彎矩相應增加支座彎矩減少的部分。根據地下室規(guī)范的有關規(guī)定,戰(zhàn)時板的跨中彎矩乘以0.9的折減系數,再相應增加支座彎矩減少的部分。計算等代框架模型共2個,分別計算了戰(zhàn)時和平時兩種工況,配筋取最不利結果。經對比:頂板、樓板配筋均為戰(zhàn)時荷載控制。根據規(guī)范要求,人防工程無梁樓蓋縱筋最小配筋率0.3%。(一) 等代框架1(平時荷載)雙層7跨8.0X7,結構對稱,荷載對稱。邊跨: 中跨: 柱以及墻體的計算高度取層高。荷載
14、:頂板:樓板:外墻:底板:計算結果如下所示。等代框架1計算簡圖等代框架1計算彎矩圖等代框架1計算剪力圖等代框架1a計算軸力圖1. 平時頂板配筋計算支座筋,跨中筋,頂板配筋計算如下所示。HRB400鋼筋??缰邪鍘В褐ёㄩL布置,跨中通長布置柱上板帶:支座通長布置,跨中通長布置平時頂板配筋計算表位置彎矩分配系數板帶寬度每米彎矩板厚配筋實配短筋節(jié)點173962柱上0.645959002004跨中0.43966002101節(jié)點183255柱上0.7546109002056跨中0.252056001061節(jié)點193375柱上0.7546329002133跨中0.252106001088單元(1)3215
15、柱上0.5544426002360跨中0.453626001912單元(2)2236柱上0.5543086001615跨中0.452526001312兩端支座抗剪驗算:按構造配拉結筋2 平時樓板配筋計算支座筋,跨中筋,樓板配筋計算如下所示。柱上板帶:支座通長布置,跨中通長布置,跨中板帶:支座通長布置,跨中通長布置平時樓板配筋計算表位置彎矩分配系數板帶寬度每米彎矩板厚配筋實配短筋節(jié)點91245柱上0.64187600966跨中0.41254001030節(jié)點10697柱上0.754130600667跨中0.2544400354節(jié)點11752柱上0.754141600724跨中0.254740037
16、8單元(8)518柱上0.55472400584跨中0.4558400468單元(9)389柱上0.55454400435跨中0.4544400354兩端支座抗剪驗算:按構造配拉結筋3. 平時底板配筋計算支座筋,跨中筋,頂板配筋計算如下所示。HRB400鋼筋??缰邪鍘В褐ёㄩL布置,跨中通長布置柱上板帶:支座通長布置,跨中通長布置平時底板配筋計算表位置彎矩分配系數板帶寬度每米彎矩板厚配筋實配短筋節(jié)點15041柱上0.647569002568跨中0.45056002730節(jié)點25732柱上0.75410759003718跨中0.253286001725節(jié)點44883柱上0.75491590031
17、36跨中0.253056001599單元(31)4470柱上0.5546156003365跨中0.455036002708單元(33)3298柱上0.5544546002428跨中0.453716001962由平時和戰(zhàn)時配筋計算結果可知,底板配筋由平時荷載控制。兩端支座抗剪驗算:配拉結筋(二) 等代框架1(戰(zhàn)時荷載)雙層7跨8.0X7,結構對稱,荷載對稱。邊跨: 中跨: 柱以及墻體的計算高度取層高。荷載:頂板:樓板:外墻:底板:計算結果如下所示。等代框架1計算簡圖等代框架1計算彎矩圖等代框架1計算剪力圖等代框架1計算軸力圖PAGE -1 戰(zhàn)時頂板配筋計算支座筋,跨中筋,頂板配筋計算如下所示。H
18、RB400鋼筋。無梁樓蓋縱筋最小配筋率0.3%??缰邪鍘В褐ёㄩL布置,跨中通長布置柱上板帶:支座通長布置,跨中通長布置戰(zhàn)時頂板配筋計算表位置彎矩分配系數板帶寬度每米彎矩板厚配筋實配短筋節(jié)點175560柱上0.648349002336跨中0.45566002450節(jié)點184386柱上0.7548239002304跨中0.252746001179節(jié)點194678柱上0.7548779002460跨中0.252936001262單元(1)4431柱上0.5546096002696跨中0.454986002183單元(2)3133柱上0.5544316001879跨中0.453536001528兩端
19、支座抗剪驗算:, 按構造配拉結筋由平時和戰(zhàn)時配筋計算結果可知,頂板配筋由戰(zhàn)時荷載控制。2 戰(zhàn)時樓板配筋計算支座筋,跨中筋,樓板配筋計算如下所示。柱上板帶:支座通長布置,跨中通長布置,跨中板帶:支座通長布置,跨中通長布置戰(zhàn)時樓板配筋計算表位置彎矩分配系數板帶寬度每米彎矩板厚配筋實配短筋節(jié)點92933柱上0.644406001919跨中0.42934002060節(jié)點101928柱上0.7543626001569跨中0.25121400820節(jié)點111950柱上0.7543666001586跨中0.25122400827單元(8)1573柱上0.5542174001500跨中0.451774001213單元(9)1293柱上0.5541784001220跨中0.45146400995兩端支座抗剪驗算:按構造配拉結筋由平時和戰(zhàn)時配筋計算結果可知,樓板配筋由戰(zhàn)時荷載控制。3 戰(zhàn)時底板配筋計算支座筋,跨中筋,頂板配筋計算如下所示。HRB400鋼筋。無梁樓蓋縱筋最小配筋率0.3%??缰邪鍘В褐ёㄩL布置,跨中通長布置柱上板帶
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