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西安某地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u6904西安某地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計 11795摘要 2120511緒論 3269442建筑設(shè)計 4324652.1柱網(wǎng)設(shè)計 482582.2層高設(shè)計 5189922.3埋深設(shè)計 5173042.4防火設(shè)計 5194532.4.1防火分區(qū) 616352.4.2安全疏散 620762.5坡道設(shè)計 7115542.6防水設(shè)計 8186063.地下車庫圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計 8313903.1圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計概述 8106883.1.1土層參數(shù)信息 854943.1.2設(shè)計方案 9202723.1.3計算方法 9130263.2圍護結(jié)構(gòu)主要尺寸及參數(shù) 10324793.2.1基本設(shè)計參數(shù) 10308763.2.3支錨信息 10270003.2.4工況信息 11222973.3圍護結(jié)構(gòu)計算 11323293.3.1計算圖示 11262263.3.2初輪計算 12191993.3.3計算結(jié)果 13255173.3.3截面配筋 18118573.3.4整體穩(wěn)定性驗算 1864773.3.5抗傾覆穩(wěn)定性驗算 1973774地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計 2054514.1板的設(shè)計 20290564.1.1負一層頂板的設(shè)計 20245474.1.2負二層頂板的設(shè)計 30204484.1.3負三層頂板的設(shè)計 39168714.2負一層橫向次梁的設(shè)計 3929554.2.1內(nèi)力計算 39241694.2.2正截面承載力計算 42270394.2.3斜截面承載力計算 44171524.3負一層縱向次梁的設(shè)計 44293154.4側(cè)墻設(shè)計及計算(基于sap84的計算) 44273844.4.1側(cè)向土壓力計算 44324604.4.2內(nèi)力及配筋計算 47217974.5豎向荷栽作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算(基于PKPM的計算) 49164604.5.1初選梁柱截面尺寸 4923574.5.2組合內(nèi)力計算結(jié)果 50206214.6框架梁設(shè)計及計算 5042804.6.1初選梁柱截面尺寸 50226084.6.2框架梁的配筋計算 50187374.7框架柱的設(shè)計及計算 56163194.7.1初選梁柱截面尺寸 56245624.7.2框架柱的組合內(nèi)力 5654924.7.3剪跨比和軸壓比 5834704.7.4框架柱的配筋計算 5826994.8基礎(chǔ)設(shè)計 7556714.8.1基礎(chǔ)底板設(shè)計: 7651964.8.2底板沖切承載力驗算 78319724.8.3底板剪切承載力驗算 7921064.8.4地基梁的內(nèi)力計算及配筋 7931474.8.5抗浮驗算 82280424.9樓梯的設(shè)計及計算 8388023.9.1樓梯板的設(shè)計 83223463.9.2平臺板的設(shè)計 85262943.9.3平臺梁設(shè)計 86摘要本設(shè)計為西安長青地下車庫建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。本建筑是一個單建式地下三層停車場建筑,采用的是框架結(jié)構(gòu),其地上為城市中心花園。該設(shè)計可以有效利用城市地下空間,改善了城市中心停車位緊張的現(xiàn)狀,而且還為城市中一眼望去的灰蒙蒙的高樓大廈之間增添了一抹綠色。它的建筑面積約為16061mm2,內(nèi)部共可停車234輛。本設(shè)計主要包括兩大部分:第一部分為建筑設(shè)計,主要涵蓋了建筑形體的選擇,內(nèi)部區(qū)域的功能劃分,以及必要的防火和防水措施等。為了滿足建筑的防火方面要求,共設(shè)有四部樓梯,并裝有甲級防火門,而且在建筑的必要位置設(shè)置了防火卷簾門,以此來劃分防火區(qū)域;第二部分則是結(jié)構(gòu)設(shè)計,它其中還包括了兩個部分:地下車庫圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計和地下車庫主體結(jié)構(gòu)設(shè)計。圍護設(shè)計主要采用北京理正軟件設(shè)計和計算完成,其中設(shè)支護方式為地下連續(xù)墻、內(nèi)支撐為鋼筋混凝土支撐,比較分析了圍護結(jié)構(gòu)在彈性法和經(jīng)典法兩種不同算法下的差別,以及采用瑞典條分法計算了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,最后還包含了抗傾覆穩(wěn)定性計算;主體結(jié)構(gòu)設(shè)計則包含地下一層的頂板設(shè)計,以及其次梁的設(shè)計,負二、三層頂板設(shè)計,其中頂板設(shè)計采用彈性理論計算,側(cè)墻設(shè)計,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計,基礎(chǔ)設(shè)計和樓梯設(shè)計。其中框架結(jié)構(gòu)的計算荷載采用盈建科軟件計算完成。由于建筑主體接觸到了地下水,外墻和基礎(chǔ)均采用防水混凝土。為了防止不均勻沉降和滿足整體的剛度要求,采用筏板基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:地下車庫;地下連續(xù)墻;框架結(jié)構(gòu);筏板基礎(chǔ)1緒論隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,國內(nèi)機動車保有量逐年快速增長,據(jù)公安部統(tǒng)計,截至2021年3月,全國機動車保有量達3.78億輛,其中汽車2.87億輛,載客汽車保有量為2.48億輛,個人名義登記的小微型載客汽車(私家車)達2.29億輛。目前,全國汽車保有量超過100萬輛的城市共有72個,與去年同期相比增加5個。其中,汽車保有量超過200萬輛的城市33個,超過300萬輛的城市16個,北京汽車保有量突破600萬輛大關(guān),成都汽車保有量也超過500萬輛。新能源汽車保有量達551萬輛,新能源汽車新注冊登記量占汽車新注冊登記量的6.21%;另一方面,我國在汽車保有量快速增長的同時,國內(nèi)城市不同程度地存在停車之痛,并伴隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展愈演愈烈;城市內(nèi)機動車違章占道、侵占盲道、亂停亂放現(xiàn)象俯拾即是,隨處可見;城市道路早、晚高峰道路擁堵;停車位一位難求;停車難、停車管理難、停車收費亂,這就是當前我國城市普遍面臨的問題,不同城市之間可能在程度上稍有差別,但是總體情況相差無幾。而且,我國城市土地價格的飛速上漲,使得建設(shè)地上多層停車庫在經(jīng)濟方面顯得不是非常合理,更何況在停車需求量很大的區(qū)域,如城市商業(yè)中心、醫(yī)院、學校、聚居區(qū),可能已沒有空余土地可以提供來建造汽車庫。在這種情況下,為了解決國內(nèi)機動車保有量快速增長與停車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)增長緩慢的矛盾,就需要研究各種不同形式的停車方案,如以此來緩解城市停車問題的嚴重程度。現(xiàn)在,地面停車場和自行式地下停車場仍是最常見的結(jié)構(gòu)形式,有建造成本低、用戶使用安全簡單等優(yōu)點。而且在城市中心,地下車庫的優(yōu)勢就顯得極為明顯。首先,地下車庫本身就具有冬暖夏涼,減少自然條件對車的損害;避免搶車位、無車位的情況;防罰款,防碰撞;干凈衛(wèi)生,減少汽車清洗次數(shù);有利于保值增值等;再者,在城市中心建設(shè)地下車庫,當建造完成后,除車輛出入口、人員疏散口和通風口外,在頂部覆蓋土層后仍是城市開敞空間,對于城市表面的影響就顯得不是非常明顯。在20世紀50年代以后,歐美等資本主義國家開始建造規(guī)模較大的停車場,用以解決國內(nèi)機動車保有量快速增長與停車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)增長緩慢的矛盾。當時的地下停車場規(guī)模大多數(shù)在停放100輛汽車左右,最大的為美國洛杉磯波星廣場的地下停車場,容量為2150個車位,和芝加哥格蘭特公司的地下停車場,容量為2359個車位。這些大型車庫多位于中心區(qū)的廣場或公園地下,規(guī)模大,利用率高,服務設(shè)施比較齊全。對于在保留中心區(qū)開敞空間的前提下解決停車問題起到了積極作用。其中,洛杉磯波星廣場的地下停車場為3層,有4組進出坡道和6組層間坡道,均為曲線雙車線坡道,坡道寬8.37m,坡度為80/0,柱網(wǎng)為8.24m×8.24m.地面廣場恢復后,布置了綠地和游泳池。綜上所述,在城市建造地下車庫對城市規(guī)劃具有十分重要的意義。2建筑設(shè)計2.1柱網(wǎng)設(shè)計本設(shè)計停車數(shù)量一共為234輛,汽車庫內(nèi)停車方式采用垂直式,采用柱間停放3輛小型車小型車總長是4.8,總寬1.8。停放車輛時,根據(jù)我國《汽車庫建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ100-984.1.4汽車庫內(nèi)汽車與汽車、墻、柱、護欄之間的最小凈距:小型汽車之間的橫向凈距為0.6m,小型汽車與柱間凈距為0.3m,小型汽車與墻、護欄及其他構(gòu)筑物間凈距縱向為0.5m,橫向為0.6m,垂直式停車時小型汽車間凈距為0.5m。車庫內(nèi)采用垂直式停車,小型車之間縱向最小凈距為0.5m,橫向最小凈距為0.6m,車身與柱最小凈距為0.3m,小型車寬為1.8m,車長4.8mREF_Ref8973\r\h[7],所以停車間柱距=1.8×3+0.5×2+0.3×2+0.4×2=7.8m,取柱距為7.8m,縱向為便于計算,同時滿足小型車雙向通道大于7m,取柱距為7.8m。柱子截面尺寸為0.8m×0.8m。2.2層高設(shè)計地下汽車庫的層高,包括室內(nèi)凈高加上結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高度。根據(jù)我國《汽車庫建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ100-984.1.13汽車庫室內(nèi)小型車最小凈高為2.2m的規(guī)定REF_Ref8973\r\h[7]。由于本工程采用的是框架結(jié)構(gòu)體系,板層下還有布置一些通風換氣設(shè)備管線,綜合以上因素考慮,設(shè)計該地下車庫負一層層高3.6m,負二層層高3.6m。負一層主梁高1.0m,負二層主梁高0.8m,負三層主梁高0.8m,負一層凈高2.6m,負二層凈高2.8m,負三層凈高2.8m,滿足規(guī)范要求。2.3埋深設(shè)計該地下車庫地上為城市中心花園,種植各種花草樹木,修建各種娛樂設(shè)施,所以應根據(jù)規(guī)范保持一定覆土厚度,在設(shè)計中覆土厚度取2m。2.4防火設(shè)計由于是地下建筑,通風不好,防火設(shè)計是設(shè)計的關(guān)鍵,這就要求要有較好的防火措施。根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》GBGB50067-20143.0.1車庫的防火分類應分為四類,并應符合表3.0.1的規(guī)定。3.0.2地下汽車庫的耐火等級應為一級。表3.0.1車庫的防火分類名稱類別ⅠⅡⅢⅣ數(shù)量汽車庫>300輛151~300輛51~150輛≤50輛修車庫>15車位6~15車位3~5車位≤2車位停車場>400輛251~400輛101~250輛≤100輛注:汽車庫的屋面亦停放汽車時,其停車數(shù)量應計算在汽車庫的總車輛數(shù)內(nèi)。該車庫停車數(shù)量為234輛,大于150輛,小于300輛,防火分類屬于二類,但任務書中要求該車庫的耐火等級為一級,故設(shè)置了防火卷簾,以此來劃分防火區(qū)域,而且由于地下車庫的面積較大,故需設(shè)置自動噴淋滅火設(shè)施,以擴大單一防火區(qū)域面積,汽車庫與坡道上也設(shè)有自動滅火系統(tǒng)。2.4.1防火分區(qū)根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》GBGB50067-20145.1.1規(guī)定地下車庫防火分區(qū)最大允許建筑面積為2000㎡REF_Ref10593\r\h[8],該車庫負一層劃分為6個防火分區(qū),負一層防火分區(qū)面積分別為464.32㎡、1102.76㎡、754.52㎡、754.52㎡、1102.76㎡、464.32㎡,負二層劃分為4個防火分區(qū),負二層防火分區(qū)面積分別為1218.84㎡、1218.84㎡、1218.84㎡、1218.84㎡,負三層劃分為4個防火分區(qū),負二層防火分區(qū)面積分別為1218.84㎡、1218.84㎡、1218.84㎡、1218.84㎡,面積均小于2000㎡,符合規(guī)范要求。2.4.2安全疏散地下車庫的安全疏散,關(guān)系到人身安全,在設(shè)計時,應該特別重視。1、疏散出口的個數(shù)根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》GB50067-20146.0.6汽車庫、修車庫的汽車疏散出口不應少于兩個REF_Ref10593\r\h[8]。本設(shè)設(shè)計2個汽車疏散出口,每個防火分區(qū)內(nèi),設(shè)計1個出口。2、安全疏散距離根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》GB50067-20146.0.5汽車庫室內(nèi)最遠工作地點至樓梯間的距離不應超過45m,當設(shè)有自動滅火系統(tǒng)時,其距離不應超過60m。單層或設(shè)在建筑物首層的汽車庫,室內(nèi)最遠工作地點至室外出口的距離不應超過60mREF_Ref10593\r\h[8]。經(jīng)過計算,該汽車庫內(nèi)最遠工作地點至樓梯間的最大距離為42.9m小于45m,符合規(guī)范規(guī)定。3、汽車疏散出口的距離根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》GBGB50067-20146.0.10兩個汽車疏散出口之間的間距不應小于10m;兩個汽車坡道毗鄰設(shè)置時應采用防火隔墻隔開REF_Ref10593\r\h[8]。該地下車庫兩個汽車疏散出口之間的間距為124.8m大于10m,故符合規(guī)范要求。4、疏散指示及事故照明設(shè)備汽車庫內(nèi)應在每層出入口的顯著部位設(shè)置標明樓層和行駛方向的標志,宜在樓地面上用彩色線條標明行駛方向和用10~15cm寬線條標明停車位及車位號。在各層柱間及通車道盡端應設(shè)置安全指示燈。汽車庫內(nèi)應根據(jù)行車需要設(shè)置標志燈、導向燈,汽車庫的出入口宜設(shè)置指示汽車出入的信號燈和停車位指示燈。2.5坡道設(shè)計汽車庫的坡道有直線型、曲線型,該車庫坡道采用直線型。根據(jù)《汽車庫建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ100-20154.1.8汽車庫內(nèi)當通車道縱向坡度大于10%時,坡道上、下端均應設(shè)緩坡。其直線緩坡段的水平長度不應小于3.6m,緩坡坡度應為坡道坡度的1/2。曲線緩坡段的水平長度不應小于2.4m,曲線的半徑不應小于20m,緩坡段的中點為坡道原起點或止點REF_Ref8973\r\h[7]。該車庫坡度分別為12.8%,11.5%,12.8%,11.5%,小于15%,但大于10%,所以需要設(shè)置緩坡,坡道頭尾分別設(shè)置3.6m長的緩坡,即坡度變?yōu)?.06%、14.12%、7.06%;6.52%、13.04%、6.52%;7.06%、14.12%、7.06%;6.52%、13.04%、6.52%,小于15%,滿足規(guī)范要求。根據(jù)《汽車庫建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ100-20151.0.4汽車庫建筑規(guī)模宜按汽車類型和容量分為四類并應符合汽車庫建筑分類表的規(guī)定REF_Ref8973\r\h[7]。汽車庫建筑分類規(guī)模特大型大型中型小型停車數(shù)(輛)>500301~50051~300<503.2.4大中型汽車庫的庫址,車輛出入口不應少于2個;特大型汽車庫庫址,車輛出入口不應少于3個,并應設(shè)置人流專用出入口。各汽車出入口之間的凈距應大于15m。出入口的寬度,雙向行駛時不應小于7m,單向行駛時不應小于5mREF_Ref8973\r\h[7]。該車庫共有234個車位,根據(jù)分類屬于中型車庫,設(shè)計兩個車輛出入口,出入口的凈距為124.8m大于15m;出入口坡道的寬度為7.6m,按雙車道設(shè)計,故設(shè)計符合規(guī)范要求。2.6防水設(shè)計防水工程設(shè)計是地下工程設(shè)計的重要內(nèi)容,所以必須重點考慮本工程的頂板防水,此工程頂板防水采用的是SBS改性瀝青防水層的柔性防水。地基底板與邊墻均采用防水混凝土,根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB50108—20084.1.4防水混凝土的設(shè)計抗?jié)B等級,應符合表4.1.4的規(guī)定REF_Ref12402\r\h[9]。本工程埋深13m,故混凝土抗?jié)B等級為P8。3.地下車庫圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計概述3.1.1土層參數(shù)信息1.土層信息覆土高度2.0m,主體結(jié)構(gòu)所處土層自上而下依次為層厚1.23m的Ⅱ級非自重濕陷性黃土和層厚16.94m的粉質(zhì)粘土,地下水位位于地下6m,土的重度,粘聚力,內(nèi)摩擦角等參數(shù)見表3-1。表3-1土層參數(shù)層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土0.8116.015.0030.002黃土狀輕亞粘土1.0216.218.0022.003Ⅱ級非自重濕陷性黃土1.2316.612.0026.004粉質(zhì)粘土20.0027.517.710.0015.003.1.2設(shè)計方案由于黃土地層濕陷性及地震坍塌性強烈,遇水膨脹強度喪失,為了可靠起見,基坑底部埋深為13m,因此可采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的方案,地下連續(xù)墻具有剛度大,止水性好的優(yōu)點,且鋼筋混凝土支撐承載能力高,且現(xiàn)場澆筑可以適用各種能力的基坑,采用混凝土支撐,厚度為1.0m深度為23m(嵌固深度設(shè)計10m)地下連續(xù)墻+3道內(nèi)支撐方案(3道混凝土內(nèi)支撐)圍護施工,連續(xù)墻類型采用單一墻。支撐采用鋼筋混凝土支撐,對減小維護水平位移,并保證圍護整體穩(wěn)定性有重要作用,同時支撐部分的支撐桿件經(jīng)過截面以及配筋的加強即可作為施工棧橋,既方便了施工,又降低了施工技術(shù)措施費。3.1.3計算方法圍護結(jié)構(gòu)計算采用理正深基坑7.0進行計算,內(nèi)力計算方法采用增量法,基坑外側(cè)土壓力計算方法采用主動土壓力計算,同時采用彈性法和經(jīng)典法進行計算,彈性法計算方法采用m法,即假定彈性抗力系數(shù)隨深度線性變化。兩種土壓力模型圖示如圖3-1,3-2。圖3-1彈性法土壓力模型圖3-2經(jīng)典法土壓力模型3.2圍護結(jié)構(gòu)主要尺寸及參數(shù)3.2.1基本設(shè)計參數(shù)圍護的基本參數(shù)設(shè)置如表3-2。表3-2圍護基本參數(shù)規(guī)范與規(guī)程《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012內(nèi)力計算方法增量法基坑等級一級基坑側(cè)壁重要性系數(shù)γ01.10基坑深度H(m)13.000嵌固深度(m)10.000墻頂標高(m)-2.000連續(xù)墻類型鋼筋混凝土墻├墻厚(m)1.000└混凝土強度等級C40有無冠梁有├冠梁寬度(m)1.000├冠梁高度(m)0.800└水平側(cè)向剛度(MN/m)188.810放坡級數(shù)0超載個數(shù)1支護結(jié)構(gòu)上的水平集中力0計算時考慮路面超載,大小20kPa,類型為均布荷載,計算得到第一層土的m值為16.50,第二層土的m值為9.28,第三層土的m值為12.12,第四層土的m值為4.00,m表示土的反力系數(shù)的比例系數(shù)。3.2.3支錨信息采用3道鋼筋混凝土,三道支撐的基本信息見表3-3。支錨支錨類型水平間距豎向間距預加力支錨剛度材料抗力材料抗力道號(m)(m)(kN)(MN/m)(kN)調(diào)整系數(shù)1內(nèi)撐5.5004.000880.00136.361432.501.002內(nèi)撐5.5003.0001130.00136.361432.501.003內(nèi)撐5.5003.0001140.00136.361432.501.00表3-3支錨信息3.2.4工況信息開挖階段體現(xiàn)“先撐后挖,分層開挖”的原則,先做預支撐,再進行緊鄰土層的開挖,每次開挖深度在下一排預試做橫撐的底部邊緣500mm,具體的工況信息如表3-4。表3-4開挖階段工況信息工況工況深度支錨號類型(m)道號1開挖4.5002加撐1.內(nèi)撐3開挖7.5004加撐2.內(nèi)撐5開挖10.5006加撐3.內(nèi)撐7開挖13.000回筑階段中第一階段灌注底板,強度達到70%后,拆除第3道支撐,中板,下立柱,均已灌注,尚未初凝。第二階段中板,下立柱強度達到70%,頂板,上層立柱均已灌注,但未初凝,拆除第2道支撐。第三階段拆除第1道支撐。第四階段,覆土,拆除所有腳手架。3.3圍護結(jié)構(gòu)計算3.3.1計算圖示采用理正深基坑軟件計算上述支護方案,按分步開挖,分步支撐的方案設(shè)計,總共設(shè)計7個開挖-支護工況,圍護結(jié)構(gòu)簡圖見圖3-1。圖3-1維護結(jié)構(gòu)計算簡圖3.3.2初輪計算根據(jù)規(guī)范應進行初輪計算,初輪計算不對支撐施加軸向預應力,其計算結(jié)果通過各項穩(wěn)定性驗算后取支撐軸力計算結(jié)果的50%-80%作為設(shè)計預加軸向力值進行第二輪計算,支撐按照規(guī)范施加預加軸向力。經(jīng)過理正深基坑7.0分別用彈性法和經(jīng)典法計算得到不施加軸向預應力情況下的三道支撐的支反力如下圖3-2,其中藍色字體代表彈性法計算結(jié)果,紅色字體代表經(jīng)典法計算結(jié)果。圖3-2不施加軸向預應力的內(nèi)撐支反力根據(jù)上述計算結(jié)果對第1道支撐施加軸向預應力880kN,第2道支撐施加軸向預應力1130kN,第3道支撐施加軸向預應力1140kN。3.3.3計算結(jié)果理正深基坑采用內(nèi)力計算方法為增量法,基坑外側(cè)土壓力計算方法采用主動土壓力計算,彈性法計算方法采用m法,各工況的維護結(jié)構(gòu)的受力情況見圖3-3到圖3-8,其中藍色和紅色分別表示彈性法和經(jīng)典法的計算結(jié)果。工況1是開挖至4.5m,工況2是在4.0m處設(shè)置第一道支撐,彈性法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力1021.17kN,最大彎矩為228.19kNm,最大剪力為88.60kN,基坑外側(cè)最大土壓力350.68kN,最大位移為1.78mm,最大彎矩為149.69kNm,最大剪力為137.74kN,經(jīng)典法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力768.35kN。圖3-3工況1,2內(nèi)力計算結(jié)果工況3是設(shè)置第1道支撐后繼續(xù)開挖到6.5m,彈性法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力1017.86kN,最大位移為0.24mm,最大彎矩為22.64kNm,最大剪力為8.59kN,基坑外側(cè)最大土壓力232.63kN,最大位移為0.03mm,最大彎矩為25.77kNm,最大剪力為12.86kN,經(jīng)典法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力808.84kN,最大剪力3.68kN,基坑外側(cè)最大土壓力8.52kN,最大剪力0.41kN。圖3-4工況3內(nèi)力計算結(jié)果工況4是在6.0m處加第二道支撐,彈性法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力1017.86kN,最大位移為0.14mm,最大彎矩為21.52kNm,最大剪力為16.47kN,基坑外側(cè)最大土壓力232.63kN,最大位移為0.18mm,最大彎矩為40.24kNm,最大剪力為33.53kN,經(jīng)典法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力808.84kN,最大剪力3.68kN,基坑外側(cè)最大土壓力8.52kN,最大剪力0.41kN。圖3-5工況4內(nèi)力計算結(jié)果工況5是第2道支撐后繼續(xù)開挖到9.5m,彈性法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力897.00kN,最大位移為1.2mm,最大彎矩為121.64kNm,最大剪力為36.65kN,基坑外側(cè)最大土壓力232.63kN,最大位移為0.29mm,最大彎矩為139.96kNm,最大剪力為101.06kN,經(jīng)典法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力687.98kN,最大彎矩為32.20kNm,最大剪力為46.72kN,基坑外側(cè)最大土壓力38.01kN,最大彎矩為12.02kNm,最大剪力為26.09kN。圖3-6工況5內(nèi)力計算結(jié)果工況6是在9.0m處加第二道支撐,彈性法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力897kN,最大位移為0.64mm,最大彎矩為73.42kNm,最大剪力為130.54kN,基坑外側(cè)最大土壓力232.63kN,最大位移為0.22mm,最大彎矩為158.46kNm,最大剪力為139.46kN,經(jīng)典法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力687.98kN,最大彎矩為32.20kNm,最大剪力46.72kN,基坑外側(cè)最大土壓力38.01kN,最大彎矩為12.02kNm,最大剪力26.09kN。圖3-7工況6內(nèi)力計算結(jié)果工況7是設(shè)置第3道支撐后繼續(xù)開挖到基坑底部,即16.3m,彈性法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力623.04kN,最大位移為7.82mm,最大彎矩為605.35kNm,最大剪力為311.18kN,基坑外側(cè)最大土壓力232.63kN,最大位移為0.46mm,最大彎矩為738.31kNm,最大剪力為394.24kN,經(jīng)典法算得連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大土壓力414.02kN,最大彎矩為471.44kNm,最大剪力為297.96kN,基坑外側(cè)最大土壓力104.85kN,最大彎矩為719.62kNm,最大剪力為205.51kN.圖3-8工況7內(nèi)力計算結(jié)果7個工況全部完成后連續(xù)墻的內(nèi)力包絡(luò)圖如圖3-9,其中藍色表示彈性法計算結(jié)果,紅色表示經(jīng)典法計算結(jié)果。彈性法算得第1道支撐的軸力128.69kN,第2道支撐的軸力490.75kN,第3道支撐的軸力2116.24kN,連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大位移為7.82mm,最大彎矩為605.35kNm,最大剪力為311.18kN,基坑外側(cè)最大位移為0.52mm,最大彎矩為738.31kNm,最大剪力為394.24kN,經(jīng)典法算得第1道支撐的軸力2.45kN,第2道支撐的軸力80.23kN,第3道支撐的軸力703.37kN,連續(xù)墻在基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩為471.44kNm,最大剪力為297.96kN,基坑外側(cè)最大彎矩為719.62kNm,最大剪力為205.51kN.圖3-9內(nèi)力包絡(luò)圖理正深基坑采用三種方法對地下連續(xù)墻的地表沉降進行計算,其中三角形法得到最大沉降量為7mm,指數(shù)法得到最大沉降量為11mm,拋物線法得到最大沉降量為6mm,具體地表沉降圖如圖3-10。圖3-10地表沉降圖3.3.3截面配筋1.冠梁配筋經(jīng)過理正深基坑計算后對冠梁配筋情況如圖3-11,選筋情況如表3-5,其中b=1.0m,h=0.6m。As=40mm,h0=600-40=540mm。圖3-11冠梁配筋簡圖表3-5冠梁選筋鋼筋級別選筋As1HRB3352D16As2HRB3352D16As3HPB300d8@2002.連續(xù)墻配筋連續(xù)墻采用均勻配筋,混凝土保護層厚度50mm,墻的縱筋采用HRB335,彎矩折減系數(shù)采用0.85,剪力折減系數(shù)取1.00,荷載分項系數(shù)取1.25。使用理正深基坑通過彈性法和經(jīng)典法兩種計算方法得到內(nèi)力計算結(jié)果總結(jié)如下表3-6。表3-6內(nèi)力計算結(jié)果段內(nèi)力類型彈性法經(jīng)典法內(nèi)力內(nèi)力號計算值計算值設(shè)計值實用值1基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩(kN.m)605.35471.44707.50707.50基坑外側(cè)最大彎矩(kN.m)738.31719.62862.89862.89最大剪力(kN)394.24297.96492.80542.08理正深基坑對連續(xù)墻配筋結(jié)果如下表3-7,其中字母d表示HPB300,D表示HRB335。表3-7連續(xù)墻配筋結(jié)果段選筋類型級別鋼筋實配[計算]面積號實配值(mm2/m)基坑內(nèi)側(cè)縱筋HRB335D25@1004909[4092]1基坑外側(cè)縱筋HRB335D25@1004909[4092]水平筋HRB335D12@200565拉結(jié)筋HPB300d6@1002833.3.4整體穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性計算方法采用瑞典條分法,應力狀態(tài)采用總應力法,條分法中的土條寬度取1.00m,滑裂面整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=1.974,圓弧半徑(m)R=26.606,圓心坐標X(m)=-2.645,圓心坐標Y(m)=13.382。整體穩(wěn)定性驗算簡圖如圖3-12。圖3-12整體穩(wěn)定性驗算簡圖3.3.5抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆安全系數(shù):K Mp——被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩,對于內(nèi)支撐支點力由內(nèi)支撐抗壓力決定;對于錨桿或錨索,支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。 Ma——主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。對各工況進行抗傾覆穩(wěn)定性驗算:工況1:開挖至3.5m,未進行支撐,因此內(nèi)撐材料抗力及錨固力均為0。表3-8工況1內(nèi)撐材料抗力及錨固力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1鋼筋混凝土支撐02鋼支撐03鋼支撐0工況1抗傾覆安全系數(shù):KS工況2:在3.0m處加第1道支撐,工況3:開挖至6.5m,工況2,3內(nèi)撐材料抗力及錨固力如表3-8。表3-8工況2,3內(nèi)撐材料抗力及錨固力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1鋼筋混凝土支撐21.4922鋼支撐0.0003鋼支撐0.000工況2抗傾覆安全系數(shù):KS工況3抗傾覆安全系數(shù):KS工況4:在6.0m處加第2道支撐,工況5:開挖至9.5m,工況4,5內(nèi)撐材料抗力及錨固力如表3-9。表3-9工況4,5內(nèi)撐材料抗力及錨固力序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1鋼筋混凝土支撐21.4922鋼支撐58.5333鋼支撐0.000工況4抗傾覆安全系數(shù):KS工況5抗傾覆安全系數(shù):KS工況6:在9.0m處加第2道支撐,工況7:開挖至16.3m,工況6,7內(nèi)撐材料抗力及錨固力如表3-10。序號支錨類型材料抗力(kN/m)錨固力(kN/m)1鋼筋混凝土支撐21.4922鋼支撐58.5333鋼支撐58.533工況6抗傾覆安全系數(shù):KS工況7抗傾覆安全系數(shù):KS4地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1板的設(shè)計4.1.1負一層頂板的設(shè)計1、荷載計算(1)板厚的確定:按規(guī)范要求,現(xiàn)澆雙向板的厚度h與跨度的最小比值:連續(xù)梁式板>=1/50,h=7800×1/50=156,因荷載較大,板厚取300。(2)恒載標準值2000mm土層厚 2×20=40面層:30mm厚水泥砂漿面層0.03×20=0.6防水層:SBS防水卷材0.4找平層:20mm厚水泥砂漿找平層0.02×20=0.4保溫層:200mm厚加氣混凝土0.2×9=1.8板自重:300mm厚現(xiàn)澆混凝土樓板0.3×25=7.5板底抹灰:15mm厚白灰抹灰0.015×17=0.255合計g=50.955(3)活荷載標準值:q=3(4)荷載組合=1\*GB3①由可變荷載效應控制的組合=1.0×(1.3×50.955+1.5×3)=70.74②由永久荷載效應控制的組合=1.0×(1.35×50.955+0.7×1.5×3)=71.94kN/>70.74因此永久荷載起控制作用=1.35×50.955+0.7×1.5×3=71.94=1.35×50.955+0.5×0.7×1.5×3=70.36=1.575圖3.1板的受力圖=3\*GB3③取板的計算寬度為1m,按端支座是固定的五跨等跨連續(xù)雙向板計算。計算彎矩的計算,根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》附錄查得彎矩系數(shù),混凝土的泊桑。圖3.2板的劃分2、按彈性理論計算(1)求各區(qū)格板跨內(nèi)正彎矩時,按恒荷載均布及活荷載棋盤式布置計算,取荷載:g=g+=70.36,q==1.575。(2)在g作用下各內(nèi)支座均可視作固定,某些區(qū)格板跨內(nèi)最大彎矩不在板的中心點處,在q作用下,各區(qū)格板四邊均可視作簡支,跨內(nèi)最大正彎矩則在中心點處,計算時,可近視取二者之和作為跨內(nèi)最大正彎矩值。(3)在求各中間支座最大負彎矩(絕對值)時,按恒荷載及活荷載均滿布各區(qū)格。(4)支承梁截面尺寸的確定根據(jù)經(jīng)驗,支承梁的截面高度h=~,梁截面高度為(7800/14~7800/8)=(550~975)mm,因荷載較大,取主梁h=1000mm,截面寬度b=~=(1000/3~1000/2)=(330~500)mm,故取b=500mm,次梁h=750mm,b=350mm.各區(qū)格板計算跨度的確定邊跨:Lo=Ln+a/2+b/2和Lo=Ln+h/2+b/2中取最小值中跨:Lo=Lc和Lo=1.1Ln中取最小值Lc:支座中心線間的距離Lo:梁、板的計算跨度Ln:梁、板的凈跨度h:板的厚度a:梁、板在墻體上的支承長度b:梁、板的中間支座寬度A區(qū)格板:=3900>1.1=1.1×(3900-250-175)=3822.5mm故取==3822.5mm。B區(qū)格板:++=(3900-175-175)++=3875mm>++=(3900-175-175)++=3785mm取==3785mmC區(qū)格板:=3785mm,=3822.5mmD區(qū)格板:=3822.5mm,=3785mmA、B、C、D區(qū)格板的內(nèi)力計算及計算簡圖如表3.1。表3.1雙向板的彎矩計算區(qū)格A/3.8225m/3.8225m=1跨內(nèi)計算簡圖(0.0176×70.36+0.0368×1.575)×=19.94kN·m/m(0.0176×70.36+0.0368×1.575)×=19.94kN·m/m(19.94+0.2×19.94)kN·m/m=23.93kN·m/m(19.94+0.2×19.94)kN·m/m=23.93kN·m/m支座計算簡圖0.0513×71.94×=53.92kN·m/m0.0513×71.94×=53.92kN·m/m
表3.1雙向板的彎矩計算(續(xù)表)區(qū)格B/3.785m/3.785m=1跨內(nèi)計算簡圖(0.0234×70.36+0.0368×1.575)×=23.46kN·m/m(0.0234×70.36+0.0368×1.575)×=23.46kN·m/m(23.46+0.2×23.46)kN·m/m=28.15kN·m/m(23.46+0.2×23.46)kN·m/m=28.15kN·m/m支座計算簡圖0.0667×71.94×=66.05kN·m/m0.0667×71.94×=66.05kN·m/m
表3.1雙向板的彎矩計算(續(xù)表)區(qū)格C/3.785m/3.8225m=0.97跨內(nèi)計算簡圖(0.02406×70.36+0.03932×1.575)×=24.15kN·m/m(0.01634×70.36+0.03662×1.575)×=16.62kN·m/m(24.15+0.2×16.62)kN·m/m=27.47kN·m/m(16.62+0.2×24.15)kN·m/m=21.45kN·m/m支座計算簡圖0.06152×71.94×=60.92kN·m/m0.0554×71.94×=54.85kN·m/m
表3.1雙向板的彎矩計算(續(xù)表)區(qū)格D/3.785m/3.875m=0.97跨內(nèi)計算簡圖(0.01826×70.36+0.03932×1.575)×=18.54kN·m/m(0.02292×70.36+0.03662×1.575)×=22.99kN·m/m(18.54+0.2×22.99)kN·m/m23.14kN·m/m(22.99+0.2×18.54)kN·m/m=26.70kN·m/m支座計算簡圖0.05878×71.94×=58.20kN·m/m0.0614×71.94×=60.80kN·m/m2、受力鋼筋截面面積的計算:截面有效高度:由于是雙向配筋,兩個方向的截面有效高度不同,考慮到短跨方向的彎矩比長跨方向大,故應將短跨方向的跨中受力鋼筋放置在長跨方向的外側(cè)。因此跨中截面=300-20=280mm(短跨方向),=300-30=270mm(長跨方向),支座截面=280mm。對于A區(qū)格板,考慮到該板四周與梁整澆在一起,整塊板內(nèi)存在內(nèi)拱作用,使板內(nèi)彎矩大大減小,故其彎矩設(shè)計值應乘以折減系數(shù)0.8.混凝土采用,鋼筋采用HPB300,.計算配筋時,近似取內(nèi)力臂系數(shù)(1)、A區(qū)格板:支座配筋見D、C區(qū)格計算,因為相鄰區(qū)格板分別求得的同一支座負彎矩不相等時,取絕對值的較大值作為該支座最大負彎矩。(2)B區(qū)格板計算:支座配筋計算:鋼筋選用HRB335,B-C支座B-D支座(3)C區(qū)格板計算:支座配筋計算:鋼筋選用HRB335,見B區(qū)格板計算A-C支座(4)D區(qū)格板計算支座配筋計算:鋼筋選用HRB335,A-D支座見B區(qū)格計算。3、選配鋼筋最小配筋面積:支座:.跨中:表3.2跨中截面配筋表截面計算鋼筋面積/選用鋼筋實際配筋面積/A區(qū)格板跨中X方向266.56A12@160707Y方向276.43A12@160707B區(qū)格板跨中X方向391.95A12@160707Y方向406.47A12@160707C區(qū)格板跨中X方向396.65A12@160707Y方向309.72A12@160707D區(qū)格板跨中X方向322.19A12@160707Y方向385.53A12@160707表3.3支座截面配筋表截面B-CB-DA-CA-D計算鋼筋面積/827.69827.69687.34729.32選用鋼筋B12@130B12@130B12@160B12@150實際配筋面積/8708707077544.1.2負二層頂板的設(shè)計1、內(nèi)力計算(1)頂板截面尺寸的確定:取板厚300mm。(2)恒載標準值:20mm厚水泥砂漿面層0.02×20=0.420mm厚水泥砂漿結(jié)合層0.02×20=0.4300mm厚現(xiàn)澆混凝土樓板板自重0.3×25=7.515mm厚低筋石灰抹底0.015×13.6=0.2合計g=8.5(3)活荷載標準值:q=2.5(4)荷載組合=1\*GB3①由可變荷載效應控制的組合=1.0×(1.3×8.5+1.5×2.5)=14.8②由永久荷載效應控制的組合=1.0×(1.35×8.5+0.7×1.5×2.5)=14.1<14.8因此可變荷載起控制作用g+q=1.3×8.5+1.5×2.5=14.8=1.3×8.5+0.5×1.5×2.5=12.925=1.875圖3.3板的受力圖=3\*GB3③取板的計算寬度為1m,按端支座是固定的五跨等跨連續(xù)雙向板計算。計算彎矩的計算,根據(jù)靜力計算手冊查得彎矩系數(shù),混凝土的泊桑比。圖3.4板的劃分2、按彈性理論計算(1)求各區(qū)格板跨內(nèi)正彎矩時,按恒荷載均布及活荷載棋盤式布置計算,取荷載:g=g+=12.925,q==1.875。(2)在g作用下各內(nèi)支座均可視作固定,某些區(qū)格板跨內(nèi)最大彎矩不在板的中心點處,在q作用下,各區(qū)格板四邊均可視作簡支,跨內(nèi)最大正彎矩則在中心點處,計算時,可近視取二者之和作為跨內(nèi)最大正彎矩值。(3)在求各中間支座最大負彎矩(絕對值)時,按恒荷載及活荷載均滿布各區(qū)格。(4)支承梁截面尺寸的確定根據(jù)經(jīng)驗,支承梁的截面高度h=~,梁截面高度為(7800/14~7800/8)=(560~975)mm,故取h=800mm,截面寬度b=~=(800/3~800/2)=(266~400)mm,故取b=400mm,(5)各區(qū)格板計算跨度的確定A區(qū)格板:=7800≤1.1=1.1×(7800-200-200)=8140mm故,取==7800mmB區(qū)格板:++=(7800-200-200)++=7660mm<++=(7800-200-200)++=7750mm取==7660mmC區(qū)格板:=7800mm,=7660mmD區(qū)格板:=7660mm,=7800mm(6)A、B、C、D區(qū)格板的內(nèi)力計算及計算簡圖表3.1雙向板的彎矩計算區(qū)格A/7.8m/7.8m=1跨內(nèi)計算簡圖(0.0176×12.925+0.0368×1.875)×=18.04kN·m/m(0.0176×12.925+0.0368×1.875)×=18.04kN·m/m(18.04+0.2×18.04)kN·m/m=21.65kN·m/m(18.04+0.2×18.04)kN·m/m=21.65kN·m/m支座計算簡圖0.0513×14.8×=46.19kN·m/m0.0513×14.8×=46.19kN·m/m表3.1雙向板的彎矩計算(續(xù)表)區(qū)格B/7.66m/7.66m=1跨內(nèi)計算簡圖(0.0234×12.925+0.0368×1.875)×=21.79kN·m/m(0.0234×12.925+0.0368×1.875)×=21.79kN·m/m(21.79+0.2×21.79)kN·m/m=26.15kN·m/m(21.79+0.2×21.79)kN·m/m=26.15kN·m/m支座計算簡圖0.0667×14.8×=57.92kN·m/m0.0667×14.8×=57.92kN·m/m表3.1雙向板的彎矩計算(續(xù)表)區(qū)格C/7.66m/7.8m=0.98跨內(nèi)計算簡圖(0.01774×12.925+0.03848×1.875)×=17.69kN·m/m(0.02288×12.925+0.03672×1.875)×=21.39kN·m/m(17.69+0.2×21.39)kN·m/m=21.97kN·m/m(21.39+0.2×17.69)kN·m/m=24.93kN·m/m支座計算簡圖0.05702×14.8×=49.13kN·m/m0.0608×14.8×=52.80kN·m/m
表3.1雙向板的彎矩計算(續(xù)表)區(qū)格D/7.66m/7.8m=0.98跨內(nèi)計算簡圖(0.02364×12.925+0.03668×1.875)×=21.96kN·m/m(0.01646×12.925+0.03848×1.875)×=16.72kN·m/m(21.96+0.2×16.72)kN·m/m=25.30kN·m/m(16.72+0.2×21.96)kN·m/m=21.11kN·m/m支座計算簡圖0.06088×14.8×=52.87kN·m/m0.0553×14.8×=48.02kN·m/m
3、受力鋼筋截面面積的計算:截面有效高度:由于是雙向配筋,兩個方向的截面有效高度不同,考慮到短跨方向的彎矩比長跨方向大,故應將短跨方向的跨中受力鋼筋放置在長跨方向的外側(cè)。因此跨中截面=300-20=280mm(短跨方向),=300-30=270mm(長跨方向),支座截面=280mm。對于A區(qū)格板,考慮到該板四周與梁整澆在一起,整塊板內(nèi)存在內(nèi)拱作用,使板內(nèi)彎矩大大減小,故其彎矩設(shè)計值應乘以折減系數(shù)0.8.混凝土采用,鋼筋采用HPB300,.計算配筋時,近似取內(nèi)力臂系數(shù)(1)A區(qū)格板計算:支座配筋見D、C區(qū)格計算,因為相鄰區(qū)格板分別求得的同一支座負彎矩不相等時,取絕對值的較大值作為該支座最大負彎矩。(2)B區(qū)格板計算:支座配筋計算:鋼筋選用HRB335,B-C支座:B-D支座:(3)C區(qū)格板計算:支座配筋計算:鋼筋選用HRB335,見B區(qū)格板計算A-C支座:(4)D區(qū)格板計算:支座配筋計算:鋼筋選用HRB335,A-D支座:見B區(qū)格計算4、選配鋼筋,最小配筋面積:支座:跨中:表3.5跨中截面配筋表截面計算鋼筋面積/選用鋼筋實際配筋面積/A區(qū)格板跨中X方向241.16A12@160707Y方向250.09A12@160707B區(qū)格板跨中X方向364.10A12@160707Y方向377.59A12@160707C區(qū)格板跨中X方向317.23A12@160707Y方向347.12A12@160707D區(qū)格板跨中X方向352.27A12@160707Y方向304.82A12@160707表3.6支座截面配筋表截面B-CB-DA-CA-D計算鋼筋面積/725.81725.81661.65662.53選用鋼筋B12@150B12@150B12@160B12@160實際配筋面積/7547547077074.1.3負三層頂板的設(shè)計由于負二層和負三層的跨度、荷載組合等設(shè)計完全一樣,故負三層頂板的設(shè)計與負二層頂板的完全一樣。4.2負一層橫向次梁的設(shè)計4.2.1內(nèi)力計算根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》沈蒲生主編第59頁,雙向板支撐梁按彈性理論計算時,為方便計算,可將支撐梁上的梯形荷載或三角形荷載根據(jù)支座截面彎矩相等的原則換算為等效均布荷載。下圖為次梁承受的荷載換算為等效均布荷載后的荷載圖。圖3.9次梁承受的荷載圖計算跨度邊跨:取較小值中跨:==7.7m1.05=故取=7.56m平均跨:2、荷載計算由板傳來的恒荷載設(shè)計值(換算為等效均布荷載):=1.3×50.955××3.9=161.464由板傳來的活荷載設(shè)計值(換算為等效均布荷載):=1.5×3××3.9=10.969梁自重:0.35×(0.75-0.3)×25=3.938梁側(cè)抹灰:0.015×2×(0.75-0.3)×17=0.230梁自重及抹灰產(chǎn)生的均布荷載設(shè)計值:g=1.3×(3.938+0.230)=5.4183、內(nèi)力計算(1)彎矩計算:M=邊跨:=5.418×=321.23161.464×=9573.2010.969×=649.818中跨:=5.418×=309.65161.464×=9228.2510.969×=626.92平均跨(計算支座彎矩時用):=5.418×=315.42161.464×=9399.9310.969×=638.58計算支座彎矩時,把板傳來的三角形荷載等效為均布荷載邊跨:+321.23+9573.20=9894.43中跨:+309.65+9228.25=9537.90平均跨:+315.42+9399.93=9715.35(2)剪力計算:K=邊跨:=5.418×7.7=41.719kN161.464×7.7=1243.273kN10.969×7.7=94.461kN中間跨:=5.418×7.56=40.96kN161.464×7.56=1220.668kN10.969×7.56=82.926kN計算支座彎矩時,把板傳來的三角形荷載等效為均布荷載邊跨:+41.719+1243.273=1284.992kN中跨:+40.96+1220.668=1261.628kN4.2.2正截面承載力計算(1)確定翼緣寬度,跨中截面按T形截面計算。邊跨:==2.567m,=b+=0.35+(7.8-0.25-0.175)=7.725m取較小值=2.567m中間跨:==2.52m,=b+=0.35+(7.8-0.175-0.175)=7.45m取較小值=2.52m支座截面按矩形截面計算(2)判斷截面類型取=750-80=670mm,縱向受力鋼筋選用HRB400級,箍筋選用HPB300級,混土選用,=19.1,HPB300,=270,HRB400,=360。邊跨:=1.0×19.1×2.567××300×(670-)=7648.6kN·m>836.74kN·m中間跨:=1.0×19.1×2.52××300×(670-)=7508.6kN·m>501.19kN·m故屬于第一類T形截面(3)正截面承載力計算:按彈性理論計算連續(xù)梁內(nèi)力時,中間跨的計算跨度取為支座中心線間的距離,故所求的支座彎矩和剪力都是指支座中心線的,而實際上正截面受彎承載力和斜截面受彎承載力的控制截面在支座邊緣,所以計算配筋時,將其換算到截面邊緣??v向受力鋼筋的最小配筋率為0.2%和0.45%中的較大值,即0.45×=0.214%,。表3.11正截面受彎承載力計算表截面邊跨中離端第一支座離端第二跨中離端第二支座中間跨中M/(KN·m)836.74-1076.08364.28-838.40501.19(KN·m)_____713.21×=124.81_____679.82×=118.97_____=M-(KN·m)836.74-951.27364.28-719.43501.190.110.130.050.100.070.117<=0.550.140<=0.550.005<=0.550.106<=0.550.073<=0.550.9420.9300.9740.9470.964()36834241155131502156選用鋼筋8C2510C256C258C256C25實際配筋面積()3927.249092945.43927.22945.4配筋率1.4%1.6%0.6%1.2%0.8%規(guī)范規(guī)定:當梁的腹板高度hw≥450時,在梁的兩個側(cè)面應沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋,每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋(不包括梁上、下部受力鋼筋及架立鋼筋)的截面面積不應小于腹板截面面積bhw的0.1%,且其間距不宜大于200。則腹筋為:0.1%350450=157.5。所以每側(cè)配2根φ12的鋼筋。4.2.3斜截面承載力計算表3.12斜截面承載力計算表截面A支座B支座左B支座右C支座左C支座右V/KN548.51-837.27713.21-645.78679.820.25×1×19.1×350×670=1119.74KN>V,截面滿足要求0.7×1.71×350×670=280.70KN<V,按計算配箍箍筋直徑和肢數(shù)4φ8201.2(mm)按構(gòu)造配箍按構(gòu)造配箍按構(gòu)造配箍按構(gòu)造配箍按構(gòu)造配箍實際間距(mm)200200200200200配筋率=201.2/350×200=0.287%>=0.24×4.3負一層縱向次梁的設(shè)計由于橫向和縱向的柱距、梁截面尺寸等設(shè)計完全一樣,故縱向次梁的設(shè)計與橫向次梁的完全一樣。4.4側(cè)墻設(shè)計及計算(基于sap84的計算)4.4.1側(cè)向土壓力計算(1)工程地質(zhì)條件圖3.5工程地質(zhì)條件(2)側(cè)向土壓力計算根據(jù)經(jīng)驗公式,土的有效內(nèi)摩擦角在-0.81處:在-1.83處:在-2處:在-3.06處:在-5.6處:在-6處:在-9.2處:在-12.8處:圖3.6側(cè)向土壓力4.4.2內(nèi)力及配筋計算(1)荷載計算為了簡化計算,把側(cè)向土壓力等效化為等效均布荷載,由于側(cè)墻相當于嵌固在框架上的鋼筋混凝土板,所以按板的計算方法計算(按單向板計算)。取1m寬的板帶計算。圖3.7側(cè)向土壓力轉(zhuǎn)化為等效均布荷載荷載設(shè)計值:=1.3×38.19kN/m=49.65kN/m=1.3×89.70kN/m=116.61kN/m=1.3×127.62kN/m=165.91kN/m荷載計算簡圖如下:圖3.8側(cè)墻荷載計算簡圖(2)計算跨度(3)配筋計算取1m板寬,b=1000mm,板厚h=300mm,板有效厚度高度,支座處=300-60=240mm,跨中=300-40=260mm混凝土選用,,受力鋼筋選用HRB335級,=300N/,,表3.8側(cè)墻板各截面配筋表截面第一端支座第一跨跨內(nèi)第二端支座第二跨跨內(nèi)第三端支座第三跨跨內(nèi)第四端支座M/()-37.0920.45-85.0966.15-160.4394.28-188.56=0.0450.0210.1030.0680.1950.0980.2290.046<0.021<0.109<0.071<0.219<0.103<0.264<(㎡)527.29265.011250.11879.272501.741274.223016.61最小配筋面積(㎡)946989946989946989946選用鋼筋B14@120B14@120B14@120B14@120B22@150B14@120B25@150實配鋼筋面積(㎡)12831283128312832534128332724.5豎向荷栽作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算(基于PKPM的計算)4.5.1初選梁柱截面尺寸1.梁、柱的截面尺寸初選梁的截面初選負一層框架梁橫向和縱向統(tǒng)一取h=1000mm,b=500mm,負二層框架梁橫向和縱向統(tǒng)一取h=800mm,b=400mm,負三層框架梁橫向和縱向統(tǒng)一取h=800mm,b=400mm。柱的截面尺寸初選柱截面為:4.5.2組合內(nèi)力計算結(jié)果4.6框架梁設(shè)計及計算4.6.1初選梁柱截面尺寸1.梁的截面尺寸初選負一層框架梁橫向和縱向統(tǒng)一取h=1000mm,b=500mm,負二層框架梁橫向和縱向統(tǒng)一取h=800mm,b=400mm,負三層框架梁橫向和縱向統(tǒng)一取h=800mm,b=400mm。4.6.2框架梁的配筋計算1.負一層梁的計算正截面承載力計算:HRB400級鋼筋,表3.17負一層框架梁的配筋表計算公式梁AB梁BCCD梁左中右左中右左中?928.61615.9-1609.3-1620.41341.6-1540.2-1550.221370.90.1150.2000.1990.2000.1660.1910.1920.170ξ=0.1220.2250.2240.2260.1830.2130.2150.1872986.475498.275472.575515.824457.855205.515243.934566.3910701070107010701070107010701070實配鋼筋6C25294412C25588712C25588712C25588710C25490612C25588712C25588710C254906規(guī)范規(guī)定:當梁的腹板高度hw≥450時,在梁的兩個側(cè)面應沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋,每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋(不包括梁上、下部受力鋼筋及架立鋼筋)的截面面積不應小于腹板截面面積bhw的0.1%,且其間距不宜大于200。則腹筋為:0.1%500700=350。所以每側(cè)配4根A14的鋼筋。斜截面受剪承載力計算Vmax=1255.5KN驗算截面尺寸:混凝土強度等級為C40,故截面符合要求驗算是否需要計算配置箍筋故需要進行配置箍筋(只配箍筋不配彎起鋼筋)若選用A12@160,實有(可以)配箍率:最小配筋率(可以)梁端加密區(qū)箍筋取六肢箍A加密區(qū)長度按規(guī)范規(guī)定取1.5和500中的較大者加密區(qū)長度為1380;最大間距是中的較小值,箍筋設(shè)置滿足要求。3)裂縫寬度驗算以最大彎矩檢驗,只要它滿足其余的也應該滿足。Mmax=1620.4KN.m計算受彎構(gòu)件裂縫寬度滿足要求。負二層梁的計算正截面承載力計算:HRB400級鋼筋,表3.18負二層框架梁的配筋表計算公式梁AB梁BCCD梁左中右左中右左中-418.0303.9303.7-341.3312.6-362.5-356.8307.60.1060.0770.0770.0860.0790.0920.0900.078ξ=0.1120.0800.0800.0900.0820.0960.0950.0811708.131221.261220.421378.971257.791469.161444.851236.78684.8684.8684.8684.8684.8684.8684.8684.8實配鋼筋4C2519634C2519634C2519634C2519634C2519634C2519634C2519634C251963規(guī)范規(guī)定:當梁的腹板高度hw≥450時,在梁的兩個側(cè)面應沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋,每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋(不包括梁上、下部受力鋼筋及架立鋼筋)的截面面積不應小于腹板截面面積bhw的0.1%,且其間距不宜大于200。則腹筋為:0.1%400500=200。所以每側(cè)配2根A14的鋼筋。2)斜截面受剪承載力計算驗算截面尺寸:混凝土強度等級為C40,截面符合要求驗算是否需要計算配置箍筋故不需要進行配置箍筋3)裂縫寬度驗算以最大彎矩檢驗,只要它滿足其余的也應該滿足。計算受彎構(gòu)件,裂縫寬度滿足要求。負三層梁的計算1)正截面承載力計算:HRB400級鋼筋,表3.18負三層框架梁的配筋表計算公式梁AB梁BCCD梁左中右左中右左中-328.3325.7-349.7-356.4308.0356.3-355.6308.80.0830.0820.0880.0900.0780.0900.0900.078ξ=0.0870.0860.0930.0940.0810.0940.0940.0811323.951308.751414.641443.151238.461442.721439.741241.82684.8684.8684.8684.8684.8684.8684.8684.8實配鋼筋4C2519634C2519634C2519634C2519634C2519634C2519634C2519634C251963規(guī)范規(guī)定:當梁的腹板高度hw≥450時,在梁的兩個側(cè)面應沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋,每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋(不包括梁上、下部受力鋼筋及架立鋼筋)的截面面積不應小于腹板截面面積bhw的0.1%,且其間距不宜大于200。則腹筋為:0.1%400500=200。所以每側(cè)配2根A12的鋼筋。2)斜截面受剪承載力計算驗算截面尺寸:混凝土強度等級為C40,截面符合要求驗算是否需要計算配置箍筋故不需要進行配置箍筋3)裂縫寬度驗算以最大彎矩檢驗,只要它滿足其余的也應該滿足。計算受彎構(gòu)件,裂縫寬度滿足要求。4.7框架柱的設(shè)計及計算4.7.1初選梁柱截面尺寸1.柱的截面尺寸初選初選柱截面為:4.7.2框架柱的組合內(nèi)力表4.19負一層柱的組合內(nèi)力表桿件號截面內(nèi)力種類組合邊柱上端1081.4-2107.3下端-345.9-396.5第一端中柱上端-1073.8-2186.2下端344.6-394.0第二端中柱上端-1081.4-2107.3下端345.9-396.5表4.20負二層柱的內(nèi)力組合表桿件號截面內(nèi)力種類組合邊柱上端-22.3-3265.1下端-50.4-16.6第一端中柱上端42.9-5963.3下端-21.4-17.9第二端中柱上端-43.3-5861.7下端21.3-17.9表4.21負三層柱的內(nèi)力組合表桿件號截面內(nèi)力種類組合邊柱上端203.3-3972.0下端-90.7-81.7第一端中柱上端-6.5-6999.8下端2.92.6第二端中柱上端6.5-6999.8下端-2.92.64.7.3剪跨比和軸壓比4.7.4框架柱的配筋計算1.負一層邊柱(柱)1)采用混凝土,HRB400級鋼筋,2)求,判別大小偏心受壓將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利的內(nèi)力進行配筋計算.N=2107.3,,應考慮偏心距增大系數(shù)判定為大偏心受壓3)求采用對稱配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=2107.3kN按構(gòu)造配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=2107.3kN按普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定配置構(gòu)造鋼筋2.負二層邊柱(柱)1)采用混凝土,HRB400級鋼筋,2)求,判別大小偏心受壓將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利的內(nèi)力進行配筋計算。邊柱上端-22.3-3265.1下端-50.4-16.6N=2692.1,,不考慮偏心距增大系數(shù)初步判定為小偏心受壓3)求采用對稱配筋為大偏心受壓按構(gòu)造配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=2692.1kN按普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定配置構(gòu)造鋼筋取加密區(qū),4A8@100,非加密區(qū)取A8@2002.負三層邊柱1)采用混凝土,HRB400級鋼筋,2)求,判別大小偏心受壓將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利的內(nèi)力進行配筋計算。N=3972.0,,不考慮偏心距增大系數(shù)初步判定為小偏心受壓3)求采用對稱配筋為大偏心受壓選配6C25,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=3972kN按構(gòu)造配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=3972kN按普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定配置構(gòu)造鋼筋3.負一層第一中柱(柱)1)采用混凝土,HRB400級鋼筋,2)求,判別大小偏心受壓將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利的內(nèi)力進行配筋計算.N=5087.7kN,應考慮偏心距增大系數(shù)初步判定為小偏心受壓3)求采用對稱配筋為大偏心受壓。按構(gòu)造配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=3483.8kN按普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定配置構(gòu)造鋼筋取加密區(qū),4A8@100,非加密區(qū)取A8@2004.負二層第一中柱(柱)1)采用混凝土,HRB400級鋼筋,2)求,判別大小偏心受壓將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利的內(nèi)力進行配筋計算.N=6240.4kN,不考慮偏心距增大系數(shù)初步判定為小偏心受壓3)求采用對稱配筋為小偏心受壓按構(gòu)造配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=3483.8kN按普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定配置構(gòu)造鋼筋取加密區(qū),4A8@100,非加密區(qū)取A8@2004.負二層第一中柱(柱)1)采用混凝土,HRB400級鋼筋,2)求,判別大小偏心受壓將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利的內(nèi)力進行配筋計算.N=6240.4kN,不考慮偏心距增大系數(shù)初步判定為小偏心受壓3)求采用對稱配筋為小偏心受壓按構(gòu)造配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=3483.8kN按普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定配置構(gòu)造鋼筋取加密區(qū),4A8@100,非加密區(qū)取A8@2005.負一層第二中柱(柱)1)采用混凝土,HRB400級鋼筋,2)求,判別大小偏心受壓將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利的內(nèi)力進行配筋計算.N=5864.7,mm,應考慮偏心距增大系數(shù)初步判定為小偏心受壓3)求采用對稱配筋按大偏心受壓計算按構(gòu)造配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=3483.8kN按普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定配置構(gòu)造鋼筋取加密區(qū),4A8@100,非加密區(qū)取A8@2006.負二層第二中柱(柱)1)采用混凝土,HRB400級鋼筋,2)求,判別大小偏心受壓將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利的內(nèi)力進行配筋計算.N=7055,mm,不考慮偏心距增大系數(shù)初步判定為小偏心受壓3)求采用對稱配筋為小偏心受壓按構(gòu)造配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=3483.8kN按普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定配置構(gòu)造鋼筋取加密區(qū),4A8@100,非加密區(qū)取A8@200。6.負二層第二中柱(柱)1)采用混凝土,HRB400級鋼筋,2)求,判別大小偏心受壓將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣,并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后,選出最不利的內(nèi)力進行配筋計算.N=7055,mm,不考慮偏心距增大系數(shù)初步判定為小偏心受壓3)求采用對稱配筋為小偏心受壓按構(gòu)造配筋選配5C20,柱的斜截面受剪承載力計算截面滿足要求取N=3483.8kN按普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定配置構(gòu)造鋼筋取加密區(qū),4A8@100,非加密區(qū)取A8@200。4.8基礎(chǔ)設(shè)計梁板式肋形基礎(chǔ)是框架結(jié)構(gòu)中最常見的基礎(chǔ)形式之一,其設(shè)計計算的關(guān)鍵是內(nèi)力計算,內(nèi)力計算可根據(jù)荷載分布與上部結(jié)構(gòu)等情況采用直線分布簡化法或基床系數(shù)法。當?shù)鼗至油临|(zhì)均勻,上部剛度較好,各柱相差不大(<20%)且柱荷載分布較均勻時,地基反力可認為符合直線分布,基礎(chǔ)內(nèi)力可采用“倒樓蓋法”計算,“倒樓蓋法”是將基礎(chǔ)底板作為樓蓋,地基凈反力作為荷載,底板按連續(xù)單向板或雙向板計算,柱端作為支座,縱橫肋梁按連續(xù)梁計算,本設(shè)計的荷載分布與柱網(wǎng)布置等情況符合上述計算條件,故采用“倒樓蓋法”計算基礎(chǔ)內(nèi)力是合適的。4.8.1基礎(chǔ)底板設(shè)計:采用混凝土,HRB400級鋼筋,底板截面尺寸的確定:根據(jù)受沖切的公式=260.4mm及斜截面受剪承載力公式,初步確定板厚400mm荷載計算基礎(chǔ)板的荷載計算20㎜厚1:2.5水泥砂漿罩面0.02×17=0.3460㎜厚細石混凝土打底0.06×14=0.84400㎜厚現(xiàn)澆混凝土板0.4×25=10100㎜混凝土墊層0.1×24=2.4合計:g=13.58基底反力計算側(cè)墻自重:25×0.3×(3.6+3.4)×(75.6+126)=10584底
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