课程设计资料之基坑支护计算书(包括上部结构计算)

课程设计资料之基坑支护计算书(包括上部结构计算) 内蒙古科技大学毕业设计MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714713485267_0 摘要 本设计为包头市环境保护局办公楼工程基坑围护、结构及基础工程设计，地点位于包头市昆区友谊大街南侧，为?类场地，设计地震分组为第一组，设计基本加速度值为0.2g，抗震设防烈度为8度;建筑防火等级为二级;建筑耐火等级为二级，耐久年限二级;总建筑面积约10000平方米，层数为地上8层，地下2层，1层层高为4.5m，2,8层层高为3.3m，地下一层层高为4.8m。 全部设计包括基坑支护、结构、基础设计部分: 1.围护结构不是主体结构的一部分，基坑周围有管线、道路及树木需要加以保护，但不需严加保护，故基坑工程等级可定为二级，由于基坑深8m，基底位于水位以上，不需采取降水和护坡措施。基坑支护采用土钉墙支护。 2.大楼设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 为框架结构，平面结构呈“一”字型布置，结构设计主要包括:(1)结构布置及结构计算单元的确定 (2)重力荷载计算 (3)横向水平地震作用分析 (4)PKPM电算 (5)楼梯设计 3.基础设计:基础采用箱形基础，主要构件均为钢筋混凝土。 关键词:办公楼; 基坑维护; 土钉墙; 框架结构; 箱形基础 内蒙古科技大学毕业设计说明书 Abstract The design for the Baotou Municipal Environmental Protection Bureau Office Building Foundation Pit, structural and foundation engineering,. is located in Baotou City, Kun District, south of Friendship Avenue. The venue for the Class is?,the design group for the first set of seismic design value of the basic acceleration is 0.2g, and the seismic intensity is 8 degrees. The design of fire protection rating is 2, the building fire rating is two, and the durable life is 2. The total construction area is about 10,000 square meters. There are 8 floors above the ground level, 2 layers underground. The first layer height is 4.5m, 2 ~ 8 layers is 3.3m, and the ground floor is 4.8m. All designs include excavation, construction, and foundation design . 1. Envelope is not a part of the maine structure. There are pipelines, a road and trees around the excavation needed to be protected, but without strict protection, so the excavation level could be set as two. As the pit depth is 8m, and the basement is located above the water level, rainfall and slope protection measures do not need to be taken. Excavation support uses soil nailing. 2.The building design is frame structure, and the surface structure is "one" type arrangement. The structural design includes: (1) Structural arrangement and structures of cells to determine (2) Gravity load calculation (3) Lateral seismic analysis (4) PKPM computing (5) Stair design 3. Foundation design: The foundation uses box foundation. Main components are reinforced concrete Keywords: Office Building; Pit Maintenance; Soil-nail Wall; FrameStructure; The box foundation 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第1章 设计背景、资料和要求 1.1设计背景 本设计位于包头市青山区团结大街北侧，南临九星电子大楼，北接自来水公司，建筑物西侧为富强路，南北侧临近均有建筑物，以均布荷载考虑，荷载为80kPa和100kPa，，间距与平面详图见图1。总建筑面积约为10000平方米，层数为地上8层，地下2层。围护结构不是主体结构的一部分，基坑周围有管线、道路及树木需要加以保护，但不需严加保护，故基坑工程等级可定为二级。 建筑防火等级为二级;建筑耐火等级为二级，耐久年限二级。 图1 建筑平面布置图 1.2设计资料 1.2.1气象资料: 1.冬季采暖室外计算温度,19?，夏季室外计算温度33.4?; 2.室内计算温度:卫生间、楼梯间和大厅16?，其他房间18?; 3.日最大降雨量为100.8mm，月最大降雨量为229.2mm，年最大降雨量为 673.4mm，年平均降雨日数:91.3天; 24.夏季主导风向为东南风，冬季为北风，最大风速25m/s,基本风压0.55KN/m; 25.最大积雪深度210mm，基本雪压S,0.45KN/m。 0 6.冬季相对湿度为55?，夏季相对湿度为40?。 1.2.2工程地质水文地质概况 本工程场区地形较为平坦。地层除表层人工填土外，其下为第四纪冲洪积成因的粘性土、粉土、砂类土层。该场地土类型为中软型土，建筑场地类别为 内蒙古科技大学毕业设计说明书 III类，无影响建筑物稳定性的不良地质作用。场区土层在水平方向的分布比较 均匀，成层性好，无软弱土层存在，建筑场地的地基土为均匀地基。地基土层岩 性特征和物理力学参数见以下两表。 场区内地下水分两层，上层滞水静止水位4.50,13.80m，含水层主要为粘 质粉土?层，补给来源主要为大气降水;层间水静止水位埋深8.60,14.00m。 含水层主要为细砂?层，补给来源主要是地下径流及越流补给;微承压水主要含 水层为中砂?层，静止水位埋深约20m。地下水对砼及钢筋砼中钢筋均无腐蚀性。 由于基坑深8m，基底位于水位以上，不需采取降水和护坡措施。 表1 地层岩性特征 编号 地层名称 平均厚度(m) 颜色 密实度 稠度状态 性 状 描 述 以粉质粘土为主，含少量砖屑、碎石，松散,稍密，? 素填土 1.55 黄褐 松散 硬塑 局部地段上部为杂填土 ? 粘质粉土 5.10 褐黄 中密 可塑 很湿，含氧化铁、云母，局部夹粘性土薄层 ? 粉质粘土 4.00 褐灰 中密 可塑 含氧化铁、有机质等 ? 粉质粘土 2.55 褐黄 中密 可塑 含氧化铁、云母 ? 细砂 3.35 褐黄 密实 主要颗粒为石英、长石、云母 ? 粘土 7.50 褐黄 密实 可塑 含氧化铁、云母等，夹粉质粘土、粉砂透镜体 饱和，主要矿物成分为石英、长石、云母，局部夹卵? 中砂 未穿透 灰黄 密实 石透镜体 ? 粉质粘土 未穿透 褐黄 密实 可塑 含氧化铁、云母，局部夹粉砂透镜体 ? 粉质粘土 未穿透 褐灰 密实 可塑 含氧化铁、有机质等，局部夹细砂透镜体和粘土薄层 ? 粘质粉土 未揭穿 褐黄 密实 硬塑 含氧化铁、云母，局部夹中砂及砂质粉土薄层 表2土层物理力学性质参数 湿密 饱和 液性 桩极限桩极限地基承重度 压缩模量 粘聚力 摩擦角 度 度 指数 侧阻 端阻 载力 土层 代号 Sr ,100 200 300 C Qsik 3ρg/ m I Ø? qkPa kPa L3% KN/m MPa MPa MPa kPa kPa ? 2.01 80.6 0.02 18.0 8.4 9.1 106 0 18 65 500 60 ? 2.05 89.4 0.04 19.6 11.3 13.5 15.4 15.2 28.7 70 700 180 34.2 17.0 ? 2.01 95.3 0.43 19.9 7.4 8.4 9.6 65 800 160 20.0 17.0 ? 2.08 94.0 11.80 20.0 9.8 10.9 12.6 29.4 11.9 70 800 170 ? 2.06 92.3 — 19.1 28 29.3 31.1 0 32 70 1000 240 ? 1.93 93.4 0.31 20.4 9.6 10.3 11.2 45 15 70 900 180 ? 2.03 93.2 — 19.3 35 36.3 37.1 0 30 80 1700 280 内蒙古科技大学毕业设计说明书 1.3设计要求 1.层高:1层为4.5m，2-8层为3.3m(层高满足建筑功能要求可自定，要求不同设计存在不同)。 设客梯两部 Q=lt(15人)速度1m/s。 2.平面形式:平面“一”字形或自定(应满足结构计算要求),建筑平面可以小于拟建场地，但不得超出场地面积。 3.基础埋深根据地质条件自定,筏板或箱形组合基础，2层地下室,地下室兼做车库。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第2章 土钉墙支护计算 2.1土钉支护技术 2.1.1土钉支护的概念 土钉支护亦称锚喷支护，就是逐层开挖基坑，逐层布置排列较密的土钉(钢筋)，强化边坡土体，并在坡面铺设钢筋网，喷射混凝土。相应的支护体称为土钉墙，它由被加固的土体、放置在土体中的土钉与喷射混凝土面板三个紧密结合的部分组成。土钉是其最主要的构件，英文名叫Soil Nailing，它的设置有打入法，旋入法，以及先钻孔、后置入、再灌浆三种方法。 2.1.2土钉支护的特点 与其它支护类型相比，土钉支护具有以下一些特点或优点: 1. 土钉与土体共同形成了一个复合体，土体是支护结构不可分割的部分。从而 合理的利用了土体的自承能力。 2. 结构轻柔，有良好的延性和抗震性。 3. 施工设备简单。土钉的制作与成孔、喷射混凝土面层都不需要复杂的技术和 大型机具。 4. 施工占用场地少。需要堆放的材料设备少。 5. 对周围环境的干扰小。没有打桩或钻孔机械的轰隆声，也没有地下连续墙施 工时污浊的泥浆。 6. 土钉支护是边开挖边支护，流水作业，不占独立工期，施工快捷。 7. 工程造价低，经济效益好，国内外资料表明，土钉支护的工程造价能够比其 它支护低1/2,1/3。 8. 容易实现动态设计和信息化施工。 2.1.3土钉支护的适用范围 土钉支护适用于:地下水位以上或经人工降水措施后的杂填土、普通粘土或弱胶结的砂土的基坑支护或边坡加固。一般可用于标准贯入基数N值在5以上的砂质土与N值在3以上的粘性土。 单独的土钉墙宜用于深度不大于12m的基坑支护或边坡维护，当土钉墙与放坡开挖、土层锚杆联合使用时，深度可以进一步加大。 土钉支护不宜用于含水丰富的粉细砂岩、砂砾卵石层和淤泥质土。不得用于 内蒙古科技大学毕业设计说明书 没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。 2.1.4土钉的作用机理 土钉在复合土体中有个整体以下几种作用机理: 1. 箍束骨架作用:该作用是由于土钉本身的刚度和强度，以及它在土体内分布 的空间所决定的。它在复合土体中起骨架作用，使复合土体构成一个整体， 从而约束土体的变形和破坏。 2. 分担作用:在复合土体内，土钉与土体共同承担外荷载和自重应力，土钉起 着分担作用。由于土钉有很高的抗拉、抗剪强度和土体无法相比的抗弯刚度， 所以在土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移。当土体发生开裂后，土 钉的分担作用更为突出，这时土钉内出现了弯剪、拉剪等复合应力，从而导 致土钉中的浆体碎裂、钢筋屈服。土钉墙之所以能够延迟塑性变形，并表现 出渐进性开裂，与土钉的分担作用是密切相关的。 3. 应力传递与扩散作用:当荷载增加到一定程度，边坡表面和内部裂缝已发展 到一定宽度，边坡应力达最大。此时，下部土钉位于滑裂区域以外土体中的 部分仍然能够提供较大的抗力。土钉通过它的应力传递作用可将滑裂区域内 的应力传递到后面稳定的土体中，分布在较大范围的土体内，降低应力集中 程度。 4. 对坡面变形的约束作用:在坡面上设置的与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝 土面板使发挥土钉有效作用的重要组成部分。喷射混凝土面板对坡面变形起 到约束作用，面板的约束力取决于土钉表面与土之间的摩阻力，当复合土体 开裂面区域扩大并连成片时，摩阻力主要来自开裂区域后的稳定复合土体。 2.1.5土钉支护设计 1. 确定土钉墙结构尺寸 (1)在初步设计时，应先根据基坑环境条件和工程地质资料，确定土钉墙的适用性，然后确定土钉墙的结构尺寸，土钉墙高度由工程开挖深度决定，开挖面坡度可取60?,90?，在条件许可时，尽可能降低坡面坡度。 (2)土钉墙均是分层分段施工，每层开挖的最大高度取决于该土体可以自然站立而不破坏的能力。在砂性土中，每层开挖高度一般为0.5,2.0m，在粘性土中可以增大一些。开挖高度一般与土钉竖向间距相同，常用1.0,1.5m;每层单次 内蒙古科技大学毕业设计说明书 开挖的纵向长度，取决于土体维持稳定的最长时间和施工流程的相互衔接，一般多用10m长。 2. 参数设计 土钉参数设计主要包括土钉长度、间距、布置、孔径和钢筋直径等。 (1) 土钉长度 在实际工程中，土钉长度L常采用坡面垂直高度H的60%,70%。土钉一般下斜，与水平面的夹角宜为5?,20?。研究表明:对钻孔注浆型土钉，用于粒状土陡坡加固时，L/H一般为0.5,0.8;对打入型土钉，用于加固粒状土陡坡时，其长度比一般为0.5,0.6.99规程要求L/H一般为0.5,1.2。其实，在只有饱和软土中才会取L/H大于1。 (2) 土钉直径及间距 土钉直径D一般由施工方法确定。打入的钢筋土钉一般为16,32mm，常是25mm，打入钢管一般是50mm;人工成孔时，孔径一般为70,120mm，机械成孔时，孔径一般为100,150mm。 SS土钉间距包括水平间距(列距)和垂直间距(行距)，其数值对土钉yx 墙的整体作用效果有重要影响，大小宜为1,2m。对于钻孔注浆土钉，可按6,12倍土钉直径D选定土钉行距和列距，且宜满足: S,S,K,D,L xy 式中:K—注浆工艺系数，一次压力注浆，K=1.5,2.5; D、L—土钉直径和长度，m; SS 、—土钉水平间距和垂直间距，m。 yx 2.2支护方案选择 本工程场区土层在水平方向的分布比较均匀，成层性好，无软弱土层存在，建筑场地的地基土为均匀地基。基坑开挖深度位于地下水位以上，不需考虑降水和护坡措施，符合土钉墙支护条件，故选择土钉墙作为基坑支护方式。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2.3右侧土钉墙计算 2.3.1土压力计算及土钉布置 由设计任务书得基坑开挖深度为8m，穿越三个土层，具体如图2.1所示， 地面均布荷载为80 kPa，开挖深度位于地下水位以上，故不用考虑降水。 1.主动土压力计算 ，，,,q，,hK,2cKaaa q—地面荷载(); kN 3kNm—土的重度(); , c—土层粘聚力(kPa) K—主动土压力系数，a ,20 ，为土层内摩擦角。 图2.1土层分布图 K,tan(45,),a2 0,,18,,,02020,,,=，c=0， 18K,tan45,,tan45,,0.528,,1a1,,22,,,, 0,,28.7020,, ,,28.7,c,15.2kP,K,tan45,,0.351,K,0.5922aa2a2,,2,, 0,,17020,, ,,17,c,20kP,K,tan45,,0.548,K,0.7403aa3a3,,2,, 各层土压力计算: 填土表面处的土压力 ,,qK,80，0.528,42.24kP a0aa 素填土底面土压力 ，，，，,,q，,hK,80，18，1.55，0.528,56.97kP a111a1a 粘质粉土顶面土压力 ,，，，， ,,q，,hK,2cK,80，18，1.55，0.351,2，15.2，0.592,19.88kPa111a2a2a 内蒙古科技大学毕业设计说明书 粘质粉土底面土压力 ，，,,q，,h，,hK,2cKa21122a2a2 =，， 80，18，1.55，19.6，5.10，0.351,2，15.2，0.592 54.96kP = a 粉质粘土顶层土压力 , ，，,,q，,h，,hK,2cKa21122a33a3 ，， ,80，18，1.55，19.6，5.10，0.548,2，20，0.740 84.31kP = a 粉质粘土底层土压力 , ，，,,q，,h，,h，,hK,2cKa3112233a33a3 ，， =80，18，1.55，19.6，5.10，19.9，1.35，0.548,2，20，0.740 99.03kP = a 2.土钉参数及布置 00,土钉墙水平倾角为，即按1:0.3放坡，土钉与水平面的倾角取，土钉73.315 s,1.3ms,1.6m竖直间距取，水平间距取，机械成孔，取孔径130?。具体yx 见图2.2。 土钉处主动土压力计算: 第1点最大主动土压力 ,，， e,q，,hK,2cKa111a11a1 ，，,80，18，0.85，0.528,0 ,50.32kP a 第2点最大主动土压力 图2.2右侧土钉墙土钉布置 ,，， e,q，,h，,hK,2cKa21122a22a2 ,24.00kP，，,80，18，1.55，19.6，0.6，0.351,2，15.2，0.592 a 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第3点最大主动土压力 ,,，， e,q，,h，,hK,2cKa31122a22a2 ，， ,80，18，1.55，19.6，1.9，0.351,2，15.2，0.592,32.94kP a 第4点最大主动土压力 ,,,,,e,q，,h，,hK,2cK ,,a31122a22a2,, ，， ,80，18，1.55，19.6，3.2，0.351,2，15.2，0.592 ,41.89kP a 第5点最大主动土压力 ,,,,,e,q，,h，,hK,2cK ,,a31122a22a2,, ，，,80，18，1.55，19.6，4.5，0.351,2，15.2，0.592 ,50.83kP a 第6点最大主动土压力 , ，，e,q，h，h，hK,2cK,,,a3112233a33a3 ，，,80，18，1.55，19.6，5.10，19.9，0.7，0.548,2，20，0.740 ,91.94kP a 2.3.2土钉设计 1.折减系数计算 ，， ,,,,,,11,,20kk,tan,/tan45, ,,,,,，,,2tan2,k,,,,tan,,2，， 0,,土钉墙坡面与水平面夹角，为73.3(坡度1:0.3)。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ，， ,,,,,,11,,2011 ,tan,,,/tan45,,,,1，,,2tan2,,,,,1tan,,2，， ，，000,,,,73.3,18111820,,,tan,/tan45, ,,000,,2273.3，18tan73.3,,,,tan,,2，， ，， ,0.524，0.978,0.3/0.528 ,0.673 ，， ,,,,,,11,,2022,tan,/tan45, ,,,,,2，,,2tan2,2,,,,tan,,2，， ，，000,,,,73.3,28.71128.720,,,tan,/tan45, ,,000,,2273.3，28.7tan73.3,,,,tan,,2，， ,0.596 ,,,,,,0.596 345 ，， ,,,,,,11,,2036,tan,/tan45, ,,,,,6，,,2tan2,3,,,,tan,,2，， ，，000,,,,73.3,17111720,,,tan,/tan45, ,,000,,2273.3，17tan73.3,,,,tan,,2，， ，，,0.535，0.995,0.3/0.548 ,0.679 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2.受拉荷载标准值计算 T,,ess/cos, aixy 其中:,荷载折减系数; , e ,第i个土钉位置处的基坑水平荷载标准值，(kPa); ai SS 、---土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距，(m); yx , ---土钉与水平面的夹角。 T,,ess/cos, 11a1xy ,0.673，50.32，1.6，1.3/0.966 ,72.92kN T,,ess/cos, 22a2xy ,0.596，24，1.6，1.3/0.966 ,30.80kN T,,ess/cos, 33a3xy ,0.596，32.94，1.6，1.3/0.966 ,42.28kN T,,ess/cos, 44a4xy ,0.596，41.89，1.6，1.3/0.966 ,53.76kN T,,ess/cos, 55a5xy ,0.596，50.83，1.6，1.3/0.966 ,65.23kN 内蒙古科技大学毕业设计说明书 T,,ess/cos, 66a6xy ,0.679，91.94，1.6，1.3/0.966 ,134.42kN 3.土钉受拉承载力设计值计算 土钉受拉承载力设计值按以下 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算: T,1.25,T uj0j T其中:---第i根土钉受拉荷载标准值，(kN); i T---第i根土钉受拉承载力设计值，(kN); uj ,---基坑侧壁重要性系数，取1.0。 0 T,1.25,T,1.25，1.0，72.92,91.15kN u101 T,1.25,T,1.25，1.0，30.80,38.50kN u202 T,1.25,T,1.25，1.0，42.28,52.85kN u303 T,1.25,T,1.25，1.0，53.76,67.20kN u404 T,1.25,T,1.25，1.0，65.23,81.54kN u505 T,1.25,T,1.25，1.0，134.42,168.03kN u606 4.土钉长度设计 土钉长度按以下公式计算: ,Tujs l,i,dq,ujsik ,其中:---土钉受拉抗力分项系数，取1.3; s d ---第j根土钉锚固体直径，(m); uj q ---土钉穿越第i层土体与锚固体极限摩阻力标准取值; sik q,65kPaq,70kPaq,65kPa查表得，，。 sik1sik2sik3 l ---第i根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体内的长度,(m)。 i 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ,T91.15，1.3u1s l,,,4.47m1,dq3.14，0.13，65,u1sik ,T38.50，1.3u2s l,,,1.75m2,dq3.14，0.13，70,u2sik ,T52.85，1.3u3s l,,,2.40m3,dq3.14，0.13，70,u3sik ,T67.20，1.3u4s l,,,3.06m4,dq3.14，0.13，70,u4sik ,T81.54，1.3u5s l,,,3.71m5,dq3.14，0.13，70,u5sik ,T168.03，1.3u6s l,,,8.23m6,dq3.14，0.13，70,u6sik 5、自由段长度的计算 自由段长度按以下公式计算: ,HZ，，,,,,,,,,0iL,sin,/cos90,, ,,,,,,fisin22,,,,,L其中:---第i排土钉自由段长度(m); fi ---基坑深度(m); H 0,---土钉墙坡面与水平面的夹角; 73.3 0,,---土钉与水平面的倾角取; 15Z---第i排土钉到地面的距离(m)。 i 第1排土钉自由段长度计算， Z,0.85m1 ,HZ，，,,,,,,,,01l,sin,cos90,, ,,,,,,f1sin22,,,,, 0000,,,,8,0.8573.3，1573.3，15000,,,, ,sin73.3,cos90,15,0,,,,22sin73.3,,,, 7.15,，0.487/0.859 0.958 ,4.23m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第1排土钉长度: L,l，l,4.47，4.23,8.7m 11f1 第2土钉自由段长度计算，Z,2.15m 2 H,Z,，,,，,,,,,02l,sin,cos90,, ,,,,,,f2sin22,,,,, 0000,,,,8,2.1573.3，1573.3，15000,,,, ,sin73.3,cos90,15,0,,,,22sin73.3,,,, 5.85,，0.487/0.859 0.958 ,3.46m 第2土钉长度: L,l，l,1.75，3.46,5.21m 22f2 第3土钉自由段长度计算， Z,3.45m3 ,HZ，，,,,,,,,,03l,sin,cos90,, ,,,,,,f3sin22,,,,, 0000,,,,8,3.4573.3，1573.3，15000,,,, ,sin73.3,cos90,15,0,,,,22sin73.3,,,, 4.55,，0.487/0.859 0.958 ,2.69m 第3土钉长度: L,l，l,2.40，2.69,5.09m 33f3 Z,4.75m第4土钉自由段长度计算， 4 H,Z,，,,，,,,,,04l,sin,cos90,, ,,,,,,f4sin22,,,,, 0000,,,,8,4.7573.3，1573.3，15000,,,, ,sin73.3,cos90,15,0,,,,22sin73.3,,,, 3.25,，0.487/0.859 0.958 ,1.92m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第4土钉长度: L,l，l,3.06，1.92,4.98m 44f4 Z,6.05m 第5土钉自由段长度计算，5 H,Z,，,,，,,,,,05l,sin,cos90,, ,,,,,,f5sin22,,,,, 0000,,,,8,6.0573.3，1573.3，15000,,,, ,sin73.3,cos90,15,0,,,,22sin73.3,,,, 1.95,，0.487/0.859 0.958 ,1.15m 第5土钉长度: L,l，l,3.71，1.15,4.86m 55f5 Z,7.35m第6土钉自由段长度计算， 6 ,HZ，，,,,,,,,,06l,sin,cos90,, ,,,,,,f6sin22,,,,, 0000,,,,8,7.3573.3，1573.3，15000,,,, ,sin73.3,cos90,15,0,,,,22sin73.3,,,, 0.65,，0.487/0.859 0.958 ,0.38m 第6土钉长度: L,l，l,8.23，0.38,8.61m 66f6 综合上述计算结果及施工因素，取第1排和第6排土钉长度为11.5m，第2,5 排土钉取5.5m。 6、杆体直径计算: 土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算: KTmax A,sfyk 2A，，mm其中:---钢筋截面面积; s 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2f，，N/mm ---普通钢筋抗拉强度标准值; yk T，， ---土钉受拉承载力设计值最大值; Nmax ---土钉抗拔力安全系数，取1.3。 K 3KT1.3，168.03，102max A,,,546.10mmsf400yk 2A,615mm选取三级钢筋28， s 纵向受力钢筋去28，面层混凝土厚度取100?，加强筋取二级钢筋14，钢筋 网采用,150。 ,8 2.3.3土钉墙验算 1、土钉的内部抗拔力验算 FTsduLL,， f,d, F其中:---土钉的局部稳定性安全系数，取1.3; sd T ---土钉的设计内力(N); u ---土钉直径(M); d , ---界面粘结强度标准值(kPa)。 ,,60kPa,,60kPa,,70kPa查表得: ，， 312 (1)、第1排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，91.15，101sdu L，,4.23，,9.07m,11.5m1f3,,d3.14，0.13，60，101 满足内部抗拔力要求。 (2)、第2排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，38.50，102sdu L，,3.46，,5.21m,5.5m2f3,,d3.14，0.13，60，102 满足内部抗拔力要求。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 (3)、第3排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，52.85，103sdu L，,2.69，,5.10m,5.5m3f3,,d3.14，0.13，70，102 满足内部抗拔力要求。 (4)、第4排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，67.20，104sdu L，,1.92，,4.98m,5.5m4f3,,d3.14，0.13，70，102 满足内部抗拔力要求。 (5)、第5排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，81.54，105sdu，满足内部抗拔力要求。 L，,1.15，,4.86m，5.5m5f3,,d3.14，0.13，70，102 (6)、第6排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，168.03，106sdu L，,0.38，,11.08m，11.5m6f3,,d3.14，0.13，70，102 满足内部抗拔力要求。 2.抗滑稳定性验算 E作用在墙后滑移合力为土体主动土压力 ax ,,，， E,q，,hK,2cKSS,axiiaiiaixy F作用在墙底断面的抗滑合力 i ，，F,W，qBStan, ix 其中:---墙体自重(kN); W ---土钉墙宽度(m)， B ，，，，，，B,0.4~0.8H,0.4~0.8，8.0m,3.2~6.4m本设计 ，取。 6m FiK抗滑安全系数满足下式: K,,1.2hhEax 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ,,，，E,q，,HK,2cKSS,axiiaiiaixy 00，，,,,,1828.72020,,,,80，18.0，1.55tan45,,0，80，18.0，1.55，19.6，5.1，tan45,，，，，,,,,,,22,,,,,, ,,00,,,,28.717020,,,,,,，，,,2，15.2，tan45,，80，18.0，1.55，19.6，5.1，19.9，1.35tan45,，1.6，1.3,,,,22,,,,,,,,0,,17,,0,,,2，20.0，tan45,,,,,2,,，， ,438.80KN 0 ，，F,W，qBStan17iy 0，，,8，6，19.34，80，6.0，1.3，tan17 ,560.23KN F560.23i,,,1.28,1.2K，满足抗滑稳定性要求 hE438.80ax 3.抗倾覆稳定性验算 BMMWqBS抗倾覆力矩: ，，,，wwy2 HM2倾覆力矩:,, ，，,，,,MqhKcKSS0,0iiaiiaixy3抗倾覆安全系数要满足以下公式: MwK,,1.3 qM0 BMMWqBS抗倾覆力矩: ，，,，wwy2 6,8，6，19.34，80，6.0，1.3，，， 2 ,5492.45kN,m HM2倾覆力矩:,,，， ,，,,MqhKcKSS0,0iiaiiaixy3 8,438.80， 3 ,1170.13kN,m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 MwK,,1.3抗倾覆安全系数要满足以下公式: qM0 M5492.45wK,,,4.69,1.3 qM1170.130 满足抗倾覆稳定性要求 2.4左侧土钉墙计算 2.4.1土压力计算及土钉布置 基坑开挖深度为8m，穿越三个土层，具体如图2.3所示，地面均布荷载为 100 kPa，开挖深度位于地下水位以上，故不用考虑降水。 1.主动土压力计算 e,(q，,h)K,2cKaa q—地面荷载() kN 3kNm—土的重度() , ) c—土层粘聚力(kPa 图2.3土层分布图 ,20K—主动土压力系数， ，为土层内摩擦角。 K,tan(45,),aa2 0,,18,,,02020,,,=，c=0， 18K,tan45,,tan45,,0.528,,1a1,,22,,,, 0,,28.7020,, ,,28.7,c,15.2kP,K,tan45,,0.351,K,0.5922aa2a2,,2,, 0,,17020,, ,,17,c,20kP,K,tan45,,0.548,K,0.7403aa3a3,,2,, 各层土压力计算: 填土表面处的土压力 ,,qK,100，0.528,52.80kP a0aa 素填土底面土压力 ，，，，,,q，,hK,100，18，1.55，0.528,67.53kP a111a1a 内蒙古科技大学毕业设计说明书 粘质粉土顶面土压力 , ，，，，,,q，,hK,2cK,100，18，1.55，0.351,2，15.2，0.592,26.90kPa111a2a2a 粘质粉土底面土压力 ，，,,q，,h，,hK,2cKa21122a22a2 ，，=100，18，1.55，19.6，5.10，0.351,2，15.2，0.592 61.98kP = a 粉质粘土顶层土压力 , ，，,,q，,h，,hK,2cKa21122a33a3 ，， ,100，18，1.55，19.6，5.10，0.548,2，20，0.740 95.27kP = a 粉质粘土底层土压力 , ，，,q，h，h，hK,2cK,,,,a3112233a33a3 ，，100，18，1.55，19.6，5.10，19.9，1.35，0.548,2，20，0.740 = 109.99kP = a 2.土钉参数及布置 00,11土钉墙水平倾角为，即按1:0.2放坡，土钉与水平面的倾角取，土钉78.7 s,1.2ms,1.3m竖直间距取，水平间距取，机械成孔孔径一般为100,150?，yx 取孔径130?，具体如图2.4所示。 土钉处主动土压力计算: 第1点最大主动土压力 ,，， e,q，,hK,2cKa111a11a1 ，，,100，18，0.85，0.528,0 ,57.55kP 图2.4左侧土钉墙土钉布置图 a 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第2点最大主动土压力 , ，，e,q，,h，,hK,2cKa21122a22a2 ，， ,100，18，1.55，19.6，0.15，0.351,2，15.2，0.592,27.92kP a 第3点最大主动土压力 ,,，，e,q，,h，,hK,2cK a31122a22a2 ，， ,100，18，1.55，19.6，1.35，0.351,2，15.2，0.592 ,36.18kP a 第4点最大主动土压力 ,,,,,e,q，,h，,hK,2cK,, a41122a22a2,, ，， ,100，18，1.55，19.6，2.55，0.351,2，15.2，0.592 ,44.44kP a 第5点最大主动土压力 ,,,,，， e,q，,h，,hK,2cKa51122a22a2 ，，,100，18，1.55，19.6，3.75，0.351,2，15.2，0.592 ,52.69kP a 第6点最大主动土压力 ,,,,,，，e,q，,h，,hK,2cK a61122a33a3 ，，,100，18，1.55，19.6，4.95，0.548,2，20，0.740 ,60.95kP a 第7点最大主动土压力 ,，， e,q，h，h，hK,2cK,,,a7112233a33a3 ,106.72kP，，,100，18，1.55，19.6，5.10，19.9，1.05，0.548,2，20，0.740 a 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2.4.2土钉设计 1.折减系数计算 ，， ,,,,,,11,,20kk ,tan,/tan45,,,,,,，,,2tan2,k,,,,tan,,2，， 0,土钉墙坡面与水平面夹角，为(坡度1:0.3)。 ,73.3 ，， ,,,,,,11,,2011 ,tan,,,/tan45,,,,1，,,2tan2,,,,,1tan,,2，， ，，000,,,,78.7,18111820,,,tan,/tan45, ,,000,,2278.7，18tan78.7,,,,tan,,2，， ，，,0.586，0.890,0.2/0.528 ,0.766 ，， ,,,,,,11,,2022,tan,/tan45, ,,,,,2，,,2tan2,2,,,,tan,,2，， ，，000,,,,78.7,28.71128.720,,,tan,/tan45, ,,000,,2278.7，28.7tan78.7,,,,tan,,2，， ,0.724 ,,,,,,,,0.724 3456 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ，， ,,,,,,11,,2033 ,tan,/tan45,,,,,,7，,,2tan2,3,,,,tan,,2，， ，，000,,,,78.7,17111720,,,tan,/tan45, ,,000,,2278.7，17tan78.7,,,,tan,,2，， ，，,0.597，0.905,0.2/0.548 ,0.768 2.受拉荷载标准值计算 T,,ess/cos, aixy 其中:,,荷载折减系数; e ,第i个土钉位置处的基坑水平荷载标准值，(kN); ai SS 、---土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距，(m); yx , ---土钉与水平面的夹角。 T,,ess/cos, 11a1xy ,0.766，57.55，1.3，1.2/0.982 ,70.03kN T,,ess/cos, 22a2xy ,0.724，27.92，1.3，1.2/0.982 ,32.11kN T,,ess/cos, 33a3xy ,0.724，36.18，1.3，1.2/0.982 ,41.61kN 内蒙古科技大学毕业设计说明书 T,,ess/cos, 44a4xy ,0.724，44.44，1.3，1.2/0.982 ,51.11kN T,,ess/cos, 55a5xy ,0.724，52.69，1.3，1.2/0.982 ,60.60kN T,,ess/cos, 66a6xy ,0.724，60.95，1.3，1.2/0.982 ,70.10kN T,,ess/cos, 77a7xy ,0.768，106.72，1.3，1.2/0.982 ,130.20kN 3.土钉受拉承载力设计值计算 土钉受拉承载力设计值按以下公式计算: T,1.25,T uj0j T其中:---第i根土钉受拉荷载标准值(kN); i T---第i根土钉受拉承载力设计值(kN); uj ,---基坑侧壁重要性系数，取1.0。 0 T,1.25,T,1.25，1.0，70.03,87.54kN u101 T,1.25,T,1.25，1.0，32.11,40.14kN u202 T,1.25,T,1.25，1.0，41.61,52.01kN u303 T,1.25,T,1.25，1.0，51.11,63.89kN u404 T,1.25,T,1.25，1.0，60.60,75.75kN u505 内蒙古科技大学毕业设计说明书 T,1.25,T,1.25，1.0，70.10,87.63kN u606 T,1.25,T,1.25，1.0，130.20,162.75kN u707 4.土钉长度设计 土钉长度按以下公式计算: ,Tujs l,i,dq,ujsik,其中:---土钉受拉抗力分项系数，取1.3; s d ---第j根土钉锚固体直径; uj q ---土钉穿越第I层土体与锚固体极限摩阻力标准取值; sik q,65kPaq,70kPaq,65kPa查表得，，。 sik1sik2sik3 l ---第i根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体内的长度(m); i ,T87.54，1.3u1s l,,,4.66m1,dq3.14，0.12，65,u1sik ,T40.14，1.3u2s l,,,1.98m2,dq3.14，0.12，70,u2sik ,T52.01，1.3u3s l,,,2.56m3,dq3.14，0.12，70,u3sik ,T63.89，1.3u4s l,,,3.15m4,dq3.14，0.12，70,u4sik ,T75.75，1.3u5s l,,,3.73m5,dq3.14，0.12，70,u5sik ,T87.63，1.3u6s l,,,4.32m6,dq3.14，0.12，70,u6sik ,T162.75，1.3u7s l,,,8.64m7,dq3.14，0.12，70,u7sik 内蒙古科技大学毕业设计说明书 5.自由段长度的计算 自由段长度按以下公式计算: ,HZ，，,,,,,,,,0iL,sin,/cos90,, ,,,,,,fisin22,,,,,L其中:---第i排土钉自由段长度(m); fi ---基坑深度(m); H 0---土钉墙坡面与水平面的夹角; ,78.7 0,,---土钉与水平面的倾角取; 11 Z---第i排土钉到地面的距离(m); i 第1排土钉自由段长度计算， Z,0.5m1 ,HZ，，,,,,,,,,01l,sin,cos90,, ,,,,,,f1sin22,,,,, 0000,,,,8,0.578.7，1178.7，11000,,,, ,sin78.7,cos90,11,0,,,,22sin78.7,,,, 7.5,，0.557/0.828 0.981 ,5.14m 第1排土钉长度: L,l，l,4.66，5.14,9.8m 11f1 Z,1.7m第2排土钉自由段长度计算， 2 H,Z，，,,,,,,,,02l,sin,cos90,, ,,,,,,f2sin22,,,,, 0000,,,,8,1.778.7，1178.7，11000,,,, ,sin78.7,cos90,11,0,,,,22sin78.7,,,, 6.3,，0.557/0.828 0.981 ,4.32m 第2排土钉长度: L,l，l,1.98，4.32,6.3m 22f2 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第3排土钉自由段长度计算， Z,2.9m3 ,HZ，，,,,,,,,,03l,sin,cos90,, ,,,,,,f3sin22,,,,, 0000,,,,8,2.978.7，1178.7，11000,,,, ,sin78.7,cos90,11,0,,,,22sin78.7,,,, 5.1,，0.557/0.828 0.981 ,3.50m 土钉长度: 第3排 L,l，l,2.56，3.50,6.06m 33f3 Z,4.1m第4排土钉自由段长度计算， 4 H,Z,，,,，,,,,,04l,sin,cos90,, ,,,,,,f4sin22,,,,, 0000,,,,8,4.178.7，1178.7，11000,,,, ,sin78.7,cos90,11,0,,,,22sin78.7,,,, 3.9,，0.557/0.828 0.981 ,2.67m 第4排土钉长度: L,l，l,3.15，2.67,5.82m 44f4 Z,5.3m第5排土钉自由段长度计算， 5 ,HZ，，,,,,,,,,05l,sin,cos90,, ,,,,,,f5sin22,,,,, 0000,,,,8,5.378.7，1178.7，11000,,,, ,sin78.7,cos90,11,0,,,,22sin78.7,,,, 2.7,，0.557/0.828 0.981 ,1.85m 第5排土钉长度: L,l，l,3.73，1.85,5.58m 55f5 内蒙古科技大学毕业设计说明书 Z,6.5m第6排土钉自由段长度计算， 6 ,HZ，，,,,,,,,,06l,sin,cos90,, ,,,,,,f6sin22,,,,, 0000,,,,8,6.578.7，1178.7，11000,,,, ,sin78.7,cos90,11,0,,,,22sin78.7,,,, 1.5,，0.557/0.828 0.981 ,1.03m 土钉长度: 第6排 L,l，l,4.32，1.03,5.35m 66f6 Z,7.7m第7排土钉自由段长度计算， 6 H,Z,，,,，,,,,,07l,sin,cos90,, ,,,,,,f7sin22,,,,, 0000,,,,8,7.778.7，1178.7，11000,,,, ,sin78.7,cos90,11,0,,,,22sin78.7,,,, 0.3,，0.557/0.828 0.981 ,0.21m 第7排土钉长度: L,l，l,8.64，0.21,8.85m 77f7 综合上述计算结果及施工因素，取第1排和第7排土钉长度为11.5m，第2,5 排土钉取6.5m。 6.杆体直径计算: 土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算: KTmax A,sfyk 2A，，mm其中:---钢筋截面面积; s 2f，，N/mm ---普通钢筋抗拉强度标准值; yk T，，N ---土钉受拉承载力设计值最大值; max 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ---土钉抗拔力安全系数，取1.3。 K 3KT1.3，162.75，102max A,,,528.90mmsf400yk 2A,615.3mm选取三级钢筋28， s 纵向受力钢筋取三级钢筋28，面层混凝土厚度取100?，加强筋取二级钢筋 16，钢筋网采用,200。 ,10 2.4.3土钉墙验算 1、土钉的内部抗拔力验算 FTsduLL,， f,d, F其中:---土钉的局部稳定性安全系数，取1.3; sd T ---土钉的设计内力(N); u ---土钉直径(m); d , ---界面粘结强度标准值(kPa)。 ,,60kPa,,60kPa,,70kPa查表得: ，， 312 (1)、第1排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，87.54，101sdu，满足内部抗拔力要L，,5.14，,10.17m,11.5m1f3,,d3.14，0.12，60，101 求。 (2)、第2排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，40.14，102sdu L，,4.32，,6.3m,6.5m2f3,,d3.14，0.12，60，102 满足内部抗拔力要求。 (3)、第3排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，52.01，103sdu L，,3.50，,6.06m,6.5m3f3,,d3.14，0.12，70，102 满足内部抗拔力要求。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 (4)、第4排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，63.89，104sdu L，,2.67，,5.82m,6.5m4f3,,d3.14，0.12，70，102 满足内部抗拔力要求。 (5)、第5排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，75.75，105sdu，满足内部抗拔力要求。 L，,1.85，,5.58m,6.5m5f3,,d3.14，0.12，70，102 (6)、第6排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，87.63，106sdu L，,1.03，,5.35m,6.5m6f3,,d3.14，0.12，70，102 满足内部抗拔力要求。 (7)、第7排土钉的内部抗拔力验算 3FT1.3，162.75，107sdu L，,0.21，,11.44m,11.5m7f3,,d3.14，0.12，70，103 2.抗滑稳定性验算 E作用在墙后滑移合力为土体主动土压力 ax ,,，， E,q，,hK,2cKSS,axiiaiiaixy F作用在墙底断面的抗滑合力 i ，，F,W，qBStan, ix 其中:---墙体自重(kN); W ---土钉墙宽度(m)， B ，，，，，，B,0.4~0.8H,0.4~0.8，8.0m,3.2~6.4m本设计，取。 6m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 FiK抗滑安全系数满足下式: K,,1.2hhEax ,,，，E,q，,HK,2cKSS,axiiaiiaixy 00，，,,,,1828.72020,,,,，，，，100，18.0，1.55tan45,,0，100，18.0，1.55，19.6，5.1，tan45,,,,,,,22,,,,,, ,,00,,,,28.717020,,,,,,，，,,2，15.2，tan45,，100，18.0，1.55，19.6，5.1，19.9，1.35tan45,，1.3，1.2,,,,22,,,,,,,,0,,17,,0,,,2，20.0，tan45,,,,,2,,，， ,373.62KN 0 ，，F,W，qBStan17iy 0，，,8，6，19.34，100，6.0，1.2，tan17 ,561.20KN F561.20i,,,1.50,1.2K hE373.62ax 满足抗滑稳定性要求 3.抗倾覆稳定性验算 BMMWqBS抗倾覆力矩:，， ,，wwy2 HM2倾覆力矩:,,，， ,，,,MqhKcKSS0,0iiaiiaixy3抗倾覆安全系数要满足以下公式: MwK,,1.3 qM0 BMMWqBS抗倾覆力矩:，， ,，wwy2 6,8，6，19.34，100，6.0，1.2，，， 2 ,5501.95kN,m HM2,,倾覆力矩:，， ,，,,MqhKcKSS0,0iiaiiaixy3 8,373.62， 3 ,997.57kN,m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 MwK,,1.3抗倾覆安全系数要满足以下公式: qM0 M5501.95wK,,,5.52,1.3 qM997.570 满足抗倾覆稳定性要求 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第3章 结构布置及结构计算单元的确定 3.1、框架体系的结构布置 框架结构的优点:平面布置灵活，既能获得较大的空间，也可分隔为小空间，以适应不同使用功能的要求，建立的立面容易处理。若通过合理的设计，框架可以成为耗能能力强、变形能力大的延性框架。框架结构是高次超静定结构，既能承受竖向荷载，也能承受风荷载或水平地震作用等水平侧向力的作用。 1、柱网布置应满足生产工艺的要求 本设计柱网布置方式采用不对称不等跨式布置。 2、柱网布置应满足建筑平面布置的要求。 在办公楼与民用建筑中，柱网布置应与建筑分隔墙布置相协调，一般常将柱子设在纵横建筑隔墙的交叉点上，以尽量减少柱子对建筑使用功能的影响。柱网的尺寸还受跨度的限制，梁跨度一般在6,9m之间为宜;同时，在办公楼建筑中，一般是两边为办公室，中间为走廊，可将中柱布置在走道两侧，或可取消一排柱子，布置成为两跨框架，本设计建筑平面布置为后者。 3、柱网布置要使结构变为合理 柱网布置时，应考虑到结构在竖向荷载作用下内力分布均匀合理，各构件材料均能充分利用。 4、柱网布置应方便施工 建筑设计在结构布置时应考虑到施工方便，以加快施工进度，降低工程造价。现浇框架结构可不受建筑模数和构件标准的限制，但在结构布置时亦尽量使梁板布置简单规则，以方便施工。本设计柱网布置如下图3.1所示 图3.1结构平面布置 内蒙古科技大学毕业设计说明书 3.2框架承重方案 一般情况下柱在两个方向均应有梁拉结，亦既沿房屋纵横方向均应布置梁系。因此，实际的框架结构是一个空间受力体系。沿建筑物长向的称为纵向框架，沿建筑物短向的称为横向框架，分别承受各自方向上的水平力，而楼面竖向荷载则依楼盖结构布置方式的不同而按不同的方式传递;按楼面竖直荷载传递路线的不同，承重框架的布置方案有横向框架、纵向框架和纵横向混合承重等几种，本设计采用纵横向混合承重方案，该方案由于纵横两个方向的框架共同承重，因此，结构的空间刚度较大，结构的整体性较好，对结构抗震有利。 3.3计算单元的选取及计算简图的确定 为减少计算工作量，结构内力分析时，常常不是对整个结构进行分析，而是从实际结构中选取有代表性的某一部分作为计算对象，称为计算单元，结构负荷的楼面面积称为从属面积。 本设计取?轴的一榀框架作为计算单元，如图3.2所示: 1、该工程的抗震等级为二级，设防烈度8度。 2、该工程的基础采用箱型基础，有一层地下室。 3、计算简图用梁、柱的轴线表示:梁、柱轴线取各自的形心线;对与钢筋混凝土楼盖整体浇筑的框架梁，一般可取楼板底面作为梁轴线;对于底层柱的下端，一般取至基础顶面。其计算简图如图3.3所示: 图3.2一榀框架的计算单元 内蒙古科技大学毕业设计说明书 图 3.3一榀框架计算简图 3.4、框架结构梁、柱截面尺寸的初选 3.4.1、框架梁尺寸的初选 1、根据《建筑抗震设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》及《混凝土结构设计规范》的规定: 梁的几何尺寸，宜符合下列各项的要求: (1)、梁截面高度小于或等于800mm，取50为模数;800mm以上取100为模数。 (2)、现浇楼盖中，一般主梁至少要比次梁高50mm，以便于施工。?、主梁截面宽度不小于200mm，次梁截面宽度不应小于150mm。 一般在横向框架梁设计时，常取，采用横向框架设计体系。为了防h,L/10 止框架梁发生剪切破坏，梁高h不宜大于1/4净跨，同时框架梁的截面宽度可取b=(1/2,1/3)h,为了使梁的两端节点传力可靠，梁宽不宜小于柱宽的1/2且不小于250?.以满足承载力、刚度和延性的要求。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2.框架梁截面初选 横向边跨框架梁(AB、CD跨): 1111hh=(,)L=(,)×6300=525,787.5?，取=650?; bb881212 1111bhb=(,)=(,)×650=217,325?，取=300?。 bbb3322 故AB、CD跨框架梁的截面尺寸取300mm×650mm。 横向中间跨框架梁(BC跨): 1111hh=(,)L=(,)×1800=150,225?，取=500?; bb881212 1111bhb=(,)=(,)×500=167,250?，取=300?。 bbb3322 故BC跨框架梁的截面尺寸取300mm×500mm。 纵向框架梁: 1111hh=(,)L=(,)×6000=500,750?，取=650?; bb881212 1111bhb=(,)=(,)×650=217,325?，取=300?。 bbb3322 故纵向框架梁的截面尺寸取300mm×650mm。 3.次梁截面尺寸的初选 次梁沿纵向布置，每跨布置一根，如图2.4所示 1111hh=(,)L=(,)×6000=500,750?，取=550? bb881212 1111bhb=(,)=(,)×550=183,275?，取=250mm bbb3322 故次梁的截面尺寸取250mm×550mm。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 图2.4次梁布置 3.4.2、柱截面尺寸的初选 1、按照《建筑设计抗震规范》第6.3.6、6.3.7条规定: (1)、柱截面的边长不宜小于300mm; (2)、柱剪跨比宜大于2; (3)、柱截面长边与短边之比不宜大于3。 2、抗震设计时，要求柱的轴压比满足下式要求: N,,,u NfAcc N,,Fgn E N---地震作用组合下的柱的轴向压力设计值(kN); 2F---按简支状态计算的柱的负荷面积(); mm 2g---折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取12,15; KN/mE ,---考虑地震作用组合后的柱的轴向压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2; n---验算截面以上的楼层层数; 2A---柱截面面积(); mmc u---框架柱轴压比限值，对一、二、三、级抗震等级，分别取0.7、0.8、0.9; N 计算柱截面尺寸，只要底层柱的截面满足要求，则其余各层也满足要求。根据《建筑设计抗震规范》表6.1.2及《混凝土结构设计规范》表11.1.4得， ,,u,0.8g本工程为二级抗震等级，轴压比限值。将各层的重力荷载代表值近NE 2似值取13。 KN/m 根据《混凝土结构设计规范》第11.2.1条规定，框支梁、框支柱以及二级抗震等级的框架梁、柱节点，混凝土强度等级不应低于C30，其他各类结构构件混凝土强度等级不应低于C20，故选底层和地下一层柱的混凝土等级为C40，梁、板的混凝土强度等级为C35，二,八层柱的混凝土强度等级为C35，梁、板的混凝土强度等级为C30。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 根据《混凝土结构设计规范》表4.1.4查表得: 22f,19.1N/mmf,1.71N/mmC40混凝土 ct 由结构平面布置图可知: 1.8，6.3672中柱负荷面积为: ，6，10,2.43，10mm2 6.3672左边柱负荷面积为: ，6，10,1.89，10mm2 为了方便施工取中柱与边柱的截面相同，因此取以上三者较大值 72。 F,2.43，10mm 地震区竖向荷载产生的轴力估计值: 7N,,Fgn,1.2，2.43，10，13，9,3411.72KN E 3N3411.72，102 A,,,223280.1mmc,,uf0.8，19.1Nc 故取柱截面尺寸为: 22 满足要求 600，600,360000mm,223280.1mm 3.5确定板的厚度 根据《混凝土结构设计规范》表10.1.1查得，现浇钢筋混凝土双向板的最 小厚度为80?。 11连续板h,L,，3150,79mm，则初步确定屋面板及楼面板厚度为4040 mmmm100，卫生间的板的厚度为80。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第4章 重力荷载计算 4.1荷载计算(各工程做法的荷载计算) 4.1.1屋面(保温隔热不上人屋面)的荷载计算 屋面(保温隔热不上人屋面)的荷载计算: 2kNm? 40厚C20刚性防水混凝土面层 25×0.04=1.0 2kNm 10厚低标号砂浆隔离层 20×0.01=0.2 2kNm120厚聚苯乙烯泡沫塑料板防水隔热保温层 0.5×0.12=0.06 2kNm 20厚1:3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 0.08，0.122kNm80,120厚LC5.0浮石混凝土2%找坡层 ×9=0.9 2 2kNm100厚钢筋混凝土屋面板 25×0.1=2.5 2gkNm恒荷载标准值: =5.06 k 2，kNm恒荷载设计值: g=1.25.06=6.072 2q,0.5kNm?活荷载标准值: k 2q,0.5，1.4,0.7kNm活荷载设计值: 2kNm屋面荷载设计值:?=q+g=0.7+6.072=6.772 4.1.2楼面的荷载计算 楼面的荷载计算: ?细石混凝土露面 40厚C20细石混凝土表面撒1:1水泥砂子，随打随抹光 2，kNm素水泥浆结合层一遍(内掺建筑胶) 230.04=0.92 2，kNm100厚钢筋混凝土楼板 250.1=2.5 2gkNm恒荷载标准值: =3.42 k 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2，kNm恒荷载设计值: g=1.23.42=4.104 2q,2.0kNm?活荷载标准值: k 2q,2.0，1.4,2.8kNm活荷载设计值: 2kNm屋面荷载设计值:?=q+g=2.8+3.42=6.904 4.1.3卫生间的荷载计算 卫生间的荷载计算: 2kNm?5厚陶粒棉砖，干水泥擦缝 0.12 40厚C20细石混凝土随打随抹光 2，kNm 素水泥浆结合层一遍(内掺建筑胶) 230.04=0.92 2，kNm 80厚钢筋混凝土楼板 250.08=2.0 2gkNm恒荷载标准值: =3.04 k 2，kNm恒荷载设计值: g=1.23.04=3.648 2q,2.0kNm?活荷载标准值: k 2q,2.0，1.4,2.8kNm活荷载设计值: 2kNm卫生间荷载设计值:?=q+g=2.8+3.648=6.448 4.1.4内墙面的荷载计算 内墙面的荷载计算: 粉刷石膏面浆一遍 2，kNm2厚面层专用粉刷石膏罩面 13.50.002=0.027 2，kNm10厚粉刷石膏砂浆打底分遍抹平 120.01=0.12 2gkNm恒荷载标准值: =0.147 k 2，kNm恒荷载设计值: g=1.20.147=0.177 内蒙古科技大学毕业设计说明书 4.1.5外墙面的荷载计算 外墙面的荷载计算: 无机建筑涂料两道 2，kNm6厚1:2.5水泥砂浆抹平 200.006=0.12 2，kNm12厚1:3水泥砂浆打底扫毛或划出纹道 120.012=0.24 2gkNm恒荷载标准值: =0.36 k 2，kNm恒荷载设计值: g=1.20.36=0.432 4.1.6踢脚线的荷载计算 踢脚线的荷载计算: 2kNm 5,10厚地砖踢脚线，稀水泥浆擦缝(120?高) 0.12 2，kNm 8厚1:2水泥砂浆粘结层(内掺建筑胶)200.008=0.16 2，kNm 5厚1:3水泥砂浆打底划出纹道 200.005=0.10 2gkNm恒荷载标准值: =0.38 k 2，kNm恒荷载设计值: g=1.20.38=0.456 4.1.7走廊楼梯的荷载计算 走廊楼梯的荷载计算 20厚磨光花岗岩面层，水泥浆擦缝 20厚1:3干硬性水泥砂浆结合层，表面撒水泥粉 2kNm水泥浆一道(内掺建筑胶) 1.16 2，kNm100厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 2kNm12厚抹灰层 0.24 2gkNm恒荷载标准值: =3.9 k 2，kNm恒荷载设计值: g=1.23.9=4.68 内蒙古科技大学毕业设计说明书 4.2各层屋面(楼面)荷载计算 屋面及楼面荷载计算见下表4.1 表4.1屋面及楼面荷载汇总表(kN) 22层 次 楼屋面类型 面积(?) kNmkNm恒载() 活载() 8 现浇屋面 777.6 5.06 0.5 办公室 567 3.42 2.0 7 卫生间 37.8 3.04 2.0 走廊、楼梯 172.8 3.9 2.5 办公室 567 3.42 2.0 6 卫生间 37.8 3.04 2.0 走廊、楼梯 172.8 3.9 2.5 办公室 567 3.42 2.0 5 卫生间 37.8 3.04 2.0 走廊、楼梯 172.8 3.9 2.5 办公室 567 3.42 2.0 4 卫生间 37.8 3.04 2.0 走廊、楼梯 172.8 3.9 2.5 办公室 567 3.42 2.0 3 卫生间 37.8 3.04 2.0 走廊、楼梯 172.8 3.9 2.5 办公室 567 3.42 2.0 2 卫生间 37.8 3.04 2.0 走廊、楼梯 172.8 3.9 2.5 办公室 567 3.42 2.0 1 卫生间 37.8 3.04 2.0 走廊、楼梯 172.8 3.9 2.5 内蒙古科技大学毕业设计说明书 梁自重计算见下表4.2 4.2梁自重计算表(kN) 层梁的 截面面积 单梁自重 粉刷重 总 重 根数 合 计 次 型号 ? kN kN kN kN ，，， 0.300.6250.195 6.3 0.24 ，， KL1 5 6.3=30.71[(0.65-0.1) 32.83 20 656.6 ， =0.195 3 2+0.30]= 2.117 1 , ，，， 0.300.5 250.15 1.8 0.24 8 ，，KL2 =0.15 1.8=6.75 [(0.5-0.10)2 7.225 10 72.25 ， +0.30]=0.475 ，，， 0.300.6250.195 6.0 0.24 ，，5 KL3 6.3=30.71[(0.65-0.10) 31.266 36 1125.576 =0.195 3 2+0.30]=2.016 ， ，，， 0.250.5250.195 6.0 0.24 ，，CL 5 6.3=30.71[(0.55-0.10) 22.356 18 402.408 ，=0.138 3 2+0.30]=1.656 , 2256.834 2kNm注:粉刷采用水泥水膏砂浆，0.24 内蒙古科技大学毕业设计说明书 柱自重计算计算结果见下表4.3 表4.3柱自重计算表(kN) 层次 柱截面 换算 单 根 抹灰总重 根数 合 计 1/2柱 柱高 柱 重 系数 重 ? m kN kN kN kN ，，，-1 0.60.6 4.8 250.364.8 1.1 47.52 40 1900.8 950.4 =0.36 =43.2 ，，，1 0.60.6 4.5 250.364.5 1.1 44.55 40 1782 891 =0.36 =40.5 2 ，，，, 0.60.6 3.3 250.363.3 1.1 32.67 40 1306.8 653.4 =0.36 =29.7 8 内蒙古科技大学毕业设计说明书 各层墙自重计算见下表4.4 表4.4墙自重计算(kN) 层 各分部分项工程荷 上半层 下半层 2 面积载值(kN/m) 2自重(kN) 自重(kN) ) 面积(m数 2(m) 300厚陶粒砌块砌 外墙，外侧涂料内 ， 侧粉刷石膏，单位 1.0 ，， 面积自重:(54-3.99-0.610+14109.352 ，， 60.3+0.36+0.14.4-1.2-0.64) 2， 2=47.4 7=2.307(kN/m) 200厚粉煤灰轻质 ，，空心砌块内墙，粉(6.3-0.6)+1.0(1.0 ，刷石膏，单位自重:6-0.6) 15-1.0 ，，，，，，70.2+0.1472=11.214-1.00.90.250.543 8 22=147.9 .694(kN/m) 过梁单位面积自 ，，，，重:0.225=50.214+1.50.21.828.2 2，2=5.64 (kN/m) ，，塑钢窗单位面积自(3.918 1.0 ，重: +1.22)=72.6 36.3 20.5(kN/m) ，，木门单位面积:0.2(1.214 1.0 2，+0.92)=18.6 3.72 (kN/m) 合计 428.115 层 各分部分项工程荷上半层+下半层 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2 载值 ) 面积(m 2数 自重(kN) (kN/m) 300厚陶粒砌块砌 外墙，外侧涂料内 侧粉刷石膏，单位 ，，， 面积自重: (54-0.610+14.4-0.64) (2.3-0.65) ，，，，，， 60.3+0.36+0.142-3.91.818-1.21.82=187.32 432.147 2 7=2.307(kN/m) 200厚粉煤灰轻质 空心砌块内墙，粉 ，刷石膏，单位自重: (6.3-0.6+6-0.6) (3.3-0.65) ，，，，，，，70.2+0.1472=115-1.22.414-0.92.4 2=396.585 671.815 2.694(kN/m) 7 过梁单位面积自 , ，，，，，重:0.225=50.214+1.50.22=5.64 28.2 1.82 2(kN/m) 塑钢窗单位面积自 ，，，，重:0.5 3.91.818+1.21.82=130.68 65.34 ，，，，木门单位面积:0.2 1.22.414+0.92.42=44.64 8.928 ，，，，踢脚线单位面积自[(6.3-0.6)152+(6.0-0.6)152+(54-6)22.651 ，，重:0.44 2]0.12=51.48 合计 1229.081 层各分部分项工程荷上半层 下半层 22数 载值 自重 ) 面积(m) 面积(m 2(kN) (kN/m) 300厚陶粒砌块砌 外墙，外侧涂料内 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ，，，， 侧粉刷石膏，单位(54-0.610 (54-3.69 1.651.6 ，，， 面积自重:+14.4-0.64)2--0.610+14.4-1.2-0.6 ，，，， 60.3+0.36+0.14(1.65-0.85)3.9 4) 2=84.48 518.521 2，， 18-(1.65-1.0)1.2 7=2.307(kN/m) ， 2=140.28 200厚粉煤灰轻质 ，，空心砌块内墙，粉,(6.3-0.6 (6.3-0.6+6- 1.651.6 ，，，刷石膏，单位自重:+6-0.6)15-1.2 0.6)15-(2.4-2.25) ，，，，，，70.2+0.1472=114-0.92,=244.035 (1.214+1.0 859.951 2，0.92)=263.61 .694(kN/m) 过梁单位面积自 ，，，，，，重:0.225=50.214+1.50.20.214+1.5 1.81.856.4 2，，，2=5.64 0.22=5.64 (kN/m) 1 ，，，，塑钢窗单位面积自(3.918 (3.618 1.650.15 ，，重: +1.22)=119.79 +1.22)=10.08 64.935 20.5(kN/m) ，，，，木门单位面积:0.2(1.214 (1.214 1.650.156.696 2，，+0.92)=30.69 +0.92)=2.79 (kN/m) 踢脚线单位面积自51.48 22.651 重: 20.44(kN/m) ，，玻璃门单位面积:(1.22+5.4)0.468 0.15 2=1.17 0.4(kN/m) 合计 1529.622 33注:陶粒砌块自重:6.0kN/m，粉煤灰轻质空心砌块:7——8kN/m 踢脚线高:120mm 过梁高:200mm 内蒙古科技大学毕业设计说明书 4.3杆件刚度计算 4.3.1梁线刚度 底层梁采用C35混凝土，其它层采用C30混凝土，包头地区抗震设防烈度为8度，基本地震加速度为0.2g，查《混凝土结构设计规范》表4.1.5得: 4272E，10Nmm3.15，10kNm3.15C35:== C 4272E，10Nmm3.00，10kNm3.00C30:== C 3bhl,截面惯性矩: b12 在框架结构中，由于楼板作为框架梁的翼缘参加工作，使得梁的刚度有所提高，通常采用简化方法进行处理。其中，在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作 l,2ll,1.5ll用，中框架梁取，边框梁取(为考虑楼板翼缘作用的梁截面b0b00 惯性矩)。 框架梁线刚度计算列表如下表4.5、4.6所示 表4.5底层框架梁线刚度表 梁 截 面 跨 截面惯 中框梁 边框梁 ElElibbi 尺 寸 度 性矩 ,l,2ll,1.5l,b0b0bbll m 24号 mm44 kNmkNm mm ,2,3,2，KL1 0.30.66.3 69000 52000 6.9，101.38，101.04，10 5 ,3,3,3，KL2 0.30.5 1.8 108500 81375 3.1，106.2，104.65，10 ,3,2,2，KL3 0.30.66.0 362250 54600 6.9，101.38，101.04，10 5 内蒙古科技大学毕业设计说明书 表4.6其他层框架梁线刚度表 梁 截 面 跨截面惯 中框梁 边框梁 ElEliibb 尺 寸度 性矩 ,l,1.5l,l,2l b0b0bbll m 24号 mm44 kNmkNm mm ,3,2,2，KL1 0.30.66.3 65714.3 49523.8 6.9，101.38，101.04，105 ,3,3,3，KL2 0.30.5 1.8 103333.3 77500 3.1，106.2，104.65，10 ,3,2,2， KL3 0.30.66.0 69000 52000 6.9，101.38，101.04，105 4.3.2柱线刚度 底层柱和地下一层柱采用C40混凝土，其它层采用C35混凝土，包头地区抗 震设防烈度为8度，基本地震加速度为0.2g，查《混凝土结构设计规范》表4.1.5 4272E，10Nmm3.25，10kNm3.25得:C40:== C 4272E，10Nmm3.15，10kNm3.15C35:== C 各层柱线刚度计算结果见下表4.7: 表4.7柱线刚度 3ElbhEc楼 柱 高 截 面尺 寸 C i,,lcc12l 2层 m ? (kN/m) 4 kN,mm 8 7,2，, 3.3 0.60.6 103090.9 1.08，103.15，10 2 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ,27，1 4.5 0.6 0.678000 3.25，101.08，10 7,2，-1 4.8 0.6 0.673125 3.25，101.08，10 4.3.3柱侧移刚度 边柱、中柱侧移刚度计算如下表4.8;4.9;刚度汇总见表4.10。 表4.8边框架柱的侧移刚度计算表 层 柱 线刚度 底层:底层: 2 高 ，，，，k,,kk,,0.5，k/2，k D,,,12kh bcccc m 次 kN,m一般层:一般层:Nmm() ，，k,,k(2k),,k2，k bcc 左柱:0.667 0.438 20245.3 1 4.5 78000 中柱:1.743 0.599 27687.1 右柱:0.667 0.438 20245.3 左柱:0.492 0.197 22379 2 3.3 103090.9 中柱:1.263 0.387 43962.7 右柱:0.492 0.197 22379 3 左柱:0.480 0.194 22038.2 , 3.3 103090.9 中柱:1.232 0.381 43281.1 8 右柱:0.480 0.194 22038.2 内蒙古科技大学毕业设计说明书 表4.9中框架柱的侧移刚度计算 层 柱 线刚度 底层:底层: 2 高 ，，，，k,,kk,,0.5，k/2，k D,,,12kh bcccc m 次 kN,m一般层:一般层:(Nmm) ，，k,,k(2k),,k2，k bcc 左柱:0.885 0.807 37301.3 1 4.5 78000 中柱:2.276 0.649 29998.2 右柱:0.885 0.807 37301.3 左柱:0.653 0.246 27945.3 2 3.3 103090.9 中柱:1.681 0.457 51914.6 右柱:0.653 0.246 27945.3 3 左柱:0.637 0.242 27490.9 , 3.3 103090.9 中柱:1.640 0.451 51233.1 8 右柱:0.637 0.242 27490.9 4.10各层D值汇总 层 1 2 3,8 数 柱 型 ，，， 左柱:837301.3 827945.3 827490.9 中框架柱 ，，，中柱:1629998.2 1651914.6 1651233.1 ，，，右柱:837301.3 827945.3 827490.9 ，，， 左柱:220245.3 222379 222038.2 边框架柱 ，，，中柱:427687.1 443962.7 443281.1 ，，，右柱:220245.3 222379 222038.2 1268521.6 1543125.2 1520861.2 ，，,DkNm 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第5章 横向水平地震作用分析 5.1各层重力荷载代表值的计算 根据《建筑抗震设计规范》第5.1.3条，计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构件的自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数应按表5.1.3条用。 重力荷载代表值的计算如下表5.1所示，重力荷载代表值图如下图5.1所示，其中，顶层重力荷载代表值包括:屋面恒载、50%的屋面雪载、纵墙梁自重、半层柱自重、半层墙体自重;其它层重力荷载代表值包括:楼面恒载、50%的楼面均布活荷载、纵墙梁自重、楼面上下半层柱自重及纵横墙体自重。 表5.1重力荷载代表值 层 楼面荷载 梁荷载柱荷载墙体自重合计 次 (kN) (kN) (kN) 及其他 (kN) (kN) ，，8 777.65.06+0.5777.6 ，0.5=4129.056 2256.834 653.4 428.115 7467.405 ，，7 (5673.42+37.83.04 ，，, +172.83.9)+(5672.0 2256.834 1306.8 1229.081 8341.487 ，，2 +37.82.0+172.82.5) ，0.5=3548.772 ，， (5673.42+37.83.04 ，，1 +172.83.9)+(5672.0 2256.834 891 1529.622 8226.228 ，，+37.82.0+172.82.5) ，0.5=3548.772 内蒙古科技大学毕业设计说明书 图5.1重力荷载代表值图 5.2横向框架自振周期 对于多层钢筋混凝土框架，由于它的侧移容易计算，故采用能量法计算自振 周期: n2,G,iii,1 2,T,1Tn ,G,iii,1其中: ,——结构基本周期考虑非承重填充墙影响的折减系数，民用框架取0.6,T ,0.7，现取=0.6; T G——集中在各楼面处的重力荷载代表值(kN); i ,G——假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而得的ii T结构各层楼面处的位移(m)。基本周期的计算如下表5.2所示: 1 内蒙古科技大学毕业设计说明书 表5.2基本周期T的计算 1 ,u, i nn2层G,DGU(kN) GU ,GU,,,uiiiiiiii,G/,Di,1,1iii次 2kN/m kN/m (kN) (m) kN/m (m) 8 7467.405 1520861.2 7467.405 0.005 0.2 1493.481 298.696 7 8341.487 1520861.2 15808.892 0.010 0.195 1626.590 317.185 6 8341.487 1520861.2 24150.379 0.016 0.185 1543.175 285.487 5 8341.487 1520861.2 32491.866 0.021 0.169 1409.711 238.241 4 8341.487 1520861.2 40833.353 0.027 0.148 1234.540 182.712 3 8341.487 1520861.2 49174.840 0.032 0.121 1009.320 122.128 2 8341.487 1543125.2 57516.327 0.037 0.089 742.392 66.073 1 8226.228 1268521.6 65742.555 0.052 0.052 427.764 22.244 ? 9486.973 1532.766 1532.766T,2，0.6,0.482(s) 19486.973 5.3横向水平地震作用的计算 5.3.1结构抗震信息 本建筑位于包头地区，为?类场地，设计地震分组为第一组，设计基本加速 度值为0.2g，抗设防烈度为8度，根据《抗震建筑结构设计规范》查得，场地 ,特征周期=0.35(s)，水平地震影响系数最大值=0.16，混凝土结构的阻Tmaxg ,尼比=0.05。 5.3.2横向水平地震作用的计算方法 由于该建筑重量和线刚度沿高度分布比较均匀，且高度小于40m，并以剪切 变形为主(房屋高宽比小于4的结构)。故采用底部剪力法计算水平地震作用。 ，T因为=0.482,1.4=1.40.35=0.49s，因而不需考虑建筑物顶部附加水T1g 平地震作用。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 5.3.3结构水平地震作用的标准值 ,T,5 TT1gg 0.90.9T,,0.35,,g ,,,,,,，0.16,0.12,,1,,maxT0.482,,,,1 8 G,,G,0.85,G,0.85，65742.555,55881.172kN eqii,1 F,,G,0.12，55881.172,6705.741kN Ek1eq ,——相应于结构基本周期的水平地震影响系数; 1 ——结构等效重力荷载值(kN); Geq G——结构总重力荷载(kN); ,,——等效重力荷载系数，《抗震建筑结构设计规范》规定=0.85。 5.3.4各层横向地震作用及楼层地震剪力 各层横向地震作用及楼层地震剪力计算如下表5.3 GHii F,F(1,,)iEkn8 ,GHjj,j1 表5.3各层横向地震作用及楼层地震剪力 GHii层 hHGGHFV iiiiiii8,GHjj数 j,1(m) (m) (kN) kN kN kN,m 8 3.3 27.6 7467.405 206100.378 0.197 1321.031 1321.031 7 3.3 24.3 8341.487 202698.134 0.194 1300.914 2621.945 6 3.3 21 8341.487 175171.227 0.167 1119.859 3741.804 5 3.3 17.7 8341.487 147644.320 0.141 945.509 4687.313 4 3.3 14.4 8341.487 120117.413 0.115 771.160 5458.473 3 3.3 11.1 8341.487 92590.506 0.088 590.105 6048.578 2 3.3 7.8 8341.487 65063.599 0.062 415.756 6464.334 1 4.5 4.5 8226.228 37018.026 0.035 234.701 6699.035 ? 27.6 1046403.603 内蒙古科技大学毕业设计说明书 横向框架各层水平地震作用力及地震剪力力下图5.2 水平地震作用力 水平地震剪力 图5.2横向框架各层水平地震作用及地震剪力(kN) 内蒙古科技大学毕业设计说明书 5.4横向框架在水平地震作用下的变形验算 多遇地震作用下，层间弹性位移计算如下表5.4。 ,,,ii,1层间相对转角公式: ,,eh 表5.4横向框架在水平地震作用下的变形验算 层 层 层间 层间位移层间相对弹D层间刚度 i Vi 次 高 剪力 性转角 ,,,,ii,1kN/m Di m kN , e m 8 3.3 1321.031 1520861.2 0.0009 1/3663 7 3.3 2621.945 1520861.2 0.0017 1/1942 6 3.3 3741.804 1520861.2 0.0025 1/1319 5 3.3 4687.313 1520861.2 0.0031 1/1065 4 3.3 5458.473 1520861.2 0.0036 1/917 3 3.3 6048.578 1520861.2 0.0040 1/825 2 3.3 6464.334 1543125.2 0.0042 1/786 1 4.5 6699.035 1268521.6 0.0053 1/849 由《抗震建筑结构设计规范》第5.1.1条可知，层间弹性转角 ,,?,,=1/550，根据变形验算，层间最大位移发生在第二层，其值为1/786ee ,1/550，满足要求。 5.5水平地震作用下横向框架的内力分析 4.5.1横向框架柱的内力计算方法 横向框架柱的内力计算采用改进反弯点法，即D值法。计算各柱所分配的剪力公式为: n Dik, ， VVV,,Fikiiin,1i,Dik,1i V——框架第i层第k根柱所分配的地震剪力(kN); ik 内蒙古科技大学毕业设计说明书 D——框架第i层第k根柱的侧移刚度(kN/m); ik n ,D——第i层柱侧移刚度总和(kN/m); ik,1i V——第i层的层剪力(kN)。 i '，，h,y，y，y，yh用公式确定柱的反弯点高度 0123 y——框架柱的标准反弯点高度比; 0 yy——为上下层横梁刚度比对的修正值，首层不考虑 01 k，kb1b2,,0,,1; 1k，kb3b4 yh,,h——为上层高度变化的修正值，，顶层不考虑; 22上 yh,,h——为下层高度变化的修正值，，首层不考虑。 3下3 以中框架柱为例进行计算，边框架的计算方法、步骤与中框架的完全相同。其算过程如下列表5.5、5.6、5.7、5.8所示 表5.5中框架柱边柱反弯点高度的确定(左右柱相同) ,''层y ,yy ,,yy h h,h3031212k 次 8 0.637 1 - 1 0.30 0 - 0 0.30 0.99 2.31 7 0.637 1 1 1 0.40 0 0 0 0.40 1.32 1.98 6 0.637 1 1 1 0.45 0 0 0 0.45 1.485 1.815 5 0.637 1 1 1 0.45 0 0 0 0.45 1.485 1.815 4 0.637 1 1 1 0.45 0 0 0 0.45 1.485 1.815 3 0.637 1 1 1 0.50 0 0 0 0.50 1.65 1.65 2 0.653 1 1 1.364 0.55 0 0 0 0.55 1.815 1.485 1 0.885 1 0.73 - 0.66 0 0 - 0.66 2.97 1.53 内蒙古科技大学毕业设计说明书 表5.6中框架柱中柱反弯点高度的确定 ,''层y ,yy , , y y hh,h3031212k 次 8 1.640 1 - 1 0.414 0 - 0 0.414 1.366 1.934 7 1.640 1 1 1 0.482 0 0 0 0.482 1.591 1.709 6 1.640 1 1 1 0.482 0 0 0 0.482 1.591 1.709 5 1.640 1 1 1 0.482 0 0 0 0.482 1.591 1.709 4 1.640 1 1 1 0.50 0 0 0 0.50 1.65 1.65 3 1.640 1 1 1 0.50 0 0 0 0.50 1.65 1.65 2 1.681 1 1 1.364 0.50 0 0 0 0.50 1.65 1.65 1 2.276 1 0.73 - 0.586 0 0 - 0.586 2.637 1.863 表5.7框架柱边柱柱端弯矩、剪力(左右柱相同) 层 层层间剪力层 间 DVMM ik下ik上 ,次 高 刚 度 y V ikN kN kN,mkN,m K m ,D kN ikN 8 3.3 1321.031 1520861.2 27490.9 27.779 0.637 0.30 64.169 27.501 7 3.3 2621.945 1520861.2 27490.9 47.195 0.637 0.40 93.446 62.297 6 3.3 3741.804 1520861.2 27490.9 67.352 0.637 0.45 122.244 100.018 5 3.3 4687.313 1520861.2 27490.9 84.372 0.637 0.45 153.135 125.292 4 3.3 5458.473 1520861.2 27490.9 98.253 0.637 0.45 178.329 145.906 3 3.3 6048.578 1520861.2 27490.9 108.874 0.637 0.50 179.642 179.642 2 3.3 6464.334 1543125.2 27490.9 116.358 0.653 0.55 172.792 211.190 1 4.5 6699.035 1268521.6 37301.3 194.272 0.885 0.66 217.973 423.124 M,Vyh注:， 。 ，，M,V1,yh下ik0ik上 内蒙古科技大学毕业设计说明书 表5.8中柱柱端弯矩、剪力计算 ,层 层高 层间剪力 层间刚度 DVMM ik下ik上 K 次 m y V,D kN kN iikN kN kN,mkN,m8 3.3 1321.031 1520861.2 51233.1 44.915 1.64 0.414 86.857 61.363 7 3.3 2621.945 1520861.2 51233.1 89.146 1.64 0.482 152.386 141.796 6 3.3 3741.804 1520861.2 51233.1 127.221 1.64 0.482 217.472 202.358 5 3.3 4687.313 1520861.2 51233.1 159.369 1.64 0.482 272.425 253.492 4 3.3 5458.473 1520861.2 51233.1 185.588 1.64 0.50 306.220 306.220 3 3.3 6048.578 1520861.2 51233.1 205.652 1.64 0.50 339.326 339.326 2 3.3 6464.334 1543125.2 51914.6 219.787 1.681 0.50 362.649 362.649 1 4.5 6699.035 1268521.6 29998.2 160.777 2.276 0.586 219.654 310.911 内蒙古科技大学毕业设计说明书 5.5.2地震力作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 地震力作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算见下表5.9，计算公式: rliirudbludb， ，，M,M，M，，M,M，M，1,，1,bijijbijijlrlri，ii，ibbbb lrnMM，，，lrbbV，，N,,V,V, ， ibbb,1lk 内力计算结果如图5.3;5.4;5.5。所示 表5.9梁端弯矩、剪力及柱轴力 AB梁(l=6.3m) BC梁(l=1.8m) 柱 轴 力 lrlr层(kN) VV MMMMbbbbbb 次 kN,mkN,mkN,mkN,m(kN) (kN) 8 边柱:15.545 64.169 33.764 -15.545 53.093 53.093 -58.992 中柱:43.447 7 边柱:47.941 120.947 83.148 -32.396 130.601 130.601 -145.112 中柱:156.163 6 边柱:99.417 184.541 139.755 -51.476 219.513 219.513 -243.903 中柱:348.59 5 边柱:168.916 253.153 184.691 -69.499 290.092 290.092 -322.324 中柱:601.415 4 边柱:251.67 303.621 217.728 -82.754 341.984 341.984 -379.982 中柱:898.643 3 边柱:343.204 325.548 251.117 -91.534 394.429 394.429 -438.254 中柱:1245.363 2 边柱:442.49 352.434 273.068 -99.286 428.907 428.907 -476.563 中柱:1622.64 1 边柱:548.153 439.163 226.516 -105.663 355.787 355.787 -395.319 中柱:1912.296 内蒙古科技大学毕业设计说明书 图5.3 左地震力作用下的框架弯矩图(kNm) 因为结构对称内力也对称分布故内力图也是对称画出。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 图5.4左地震力作用下的框架剪力图(kN) 内蒙古科技大学毕业设计说明书 图5.5左地震力作用下的框架轴力图(kN) 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第6章 楼梯设计 6.1设计资料 ，本工程楼梯选用现浇整体式板式楼梯，踏步尺寸为150mm300mm，层高:一层4500?，二,八层3300?，混凝土强度等级为C25，板内配筋HPB235级钢 2kNm筋，梁内为HRB335级钢筋，楼梯上均布活荷载标准值q=2.5.计算?,?轴线。 6.2楼梯结构结构设计 楼梯结构平面布置图如图6.1所示。 图6.1首层楼梯平面布置图 6.2.1楼梯板设计 1.楼梯板取板厚h=140mm，为板水平长度的1/30.板的倾斜角度 150tan,,,0.5cos,,0.894， 。取1m宽板带作为计算单元。 300 内蒙古科技大学毕业设计说明书 (1)荷载计算 ,,楼梯板的荷载计算，恒载分项系数=1.2，活载取=1.4. GQ 总荷载设计值: ?恒载 ，，kNm20厚磨光花岗岩面层 (0.3+0.15)0.02 28/0.3=0.84 20厚1:3干硬性水泥砂浆结合找平层 ，，kNm(0.3+0.15)0.02 20/0.3=0.6 ，，，kNm三角形踏步 0.50.30.1525/0.3=1.88 ，kNm混凝土斜板 0.1425/0.894=3.91 ，kNm板底抹灰 0.0217/0.894=0.38 kNm合计:7.61 ，kNm恒载设计值: 1.27.61=9.13 ?活荷载 kNm活载标准值 2.5 ，kNm活载设计值 1.42.5=3.5 ?荷载总计 kNmP=g+q=9.13+3.5=12.63 ?截面设计 12l跨中弯矩，板水平计算跨度=4.2m。 M,plnn10 1122，12.63，4.2,22.28kN,m?= M,pln1010 h板的有效高度=140-20=120mm 0 6M22.28，10, ,,,0.13s221.0，11.9，1000，120,fbhc10 内蒙古科技大学毕业设计说明书 1，1,2,1，1,2，0.13s,,,0.93 ,s22 6M22.28，102 A,,,950.67mms,fh0.93，210，120sy0 2A选配12@120，=942 mm,s 2A(1000/120=8.3，取9根)实用=1018，分布筋每级踏步配1根8. mm,s 6.2.2平台板计算设计 (1)确定板厚 l=1.8+0.3/2+0.12/2=2.01m，取1m板宽进行设计 0 l平台板厚h=/35=54?，取70?. 0 (2)荷载计算 ? 恒载 ，kNm20厚花岗岩楼面 0.0228=0.56 ，kNm20厚1:3干硬性水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 ，kNm70厚平台板 0.0725=1.75 ，kNm板底抹灰 0.0217=0.34 kNm 合计: 3.05 kNm恒载标准值 3.05 ，kNm恒载设计值 1.23.05=3.66 ? 活载 kNm活载标准值 2.5 ，kNm活载设计值 1.42.5=3.5 ? 荷载总计 kNmP=g+q=3.66+3.5=7.16 (3)截面设计 内蒙古科技大学毕业设计说明书 1122M,pl，7.16，2.01,3.62kN,m弯矩设计值= n88 h板的有效高度=70-20=50mm 0 6M3.62，10,,,,0.122 s221.0，11.9，1000，50,fbhc10 1，1,2,1，1,2，0.122s,,,0.935 ,s22 6M3.62，102 A,,,368.73mms,fh0.935，210，50sy0 2A选配,8@130，=387 mms 楼梯段板和平台板配筋如图6.2所示。 图6.2楼梯板和平台板配筋 内蒙古科技大学毕业设计说明书 6.2.3平台梁设计 ，设平台梁截面尺寸为300mm500mm，跨度6000mm (1)荷载计算 l,1.05l，平台梁计算跨度=1.05(6.0-0.2)=6.09m 0n ? 恒载 ，梯段板传来 9.134.2/2=19.17kNm ，kNm平台板传来 3.662.01/2=3.68 ，，，kNm梁自重(板除外) 1.20.3(0.5-0.07)25=3.87 ，，，，kNm梁侧抹灰 1.20.02(0.5-0.07)217=0.35 ，，，kNm梁底粉刷 1.20.020.317=0.12 kNm 合计:27.19 ? 活荷载设计值 ，，kNm1.42.5(4.2/2+2.01/2)=10.87 kNm?荷载设计 P=27.19+10.87=38.06 (2)截面设计 1122M,pl，38.06，6.09,176.45kN,m?矩设计值= n88 112剪力设计值 V,pl,，38.06，6.09,110.37kNn22 ?配筋计算 平台梁接倒L形计算 ''b,b，5hh，=300+570=650mm，梁的有效高度=500-35=465mm 0ff 判断截面类型: ''',176.45 ，，，，bhfh,h/2,650，70，11.9，465,70/2,232.82kN,mkN,mffcf0 ?为第一类T型截面 内蒙古科技大学毕业设计说明书 6M176.45，10,,,,0.106 s221.0，11.9，650，465,fbhc10 1，1,2,1，1,2，0.106s,,,0.944 ,s22 6M176.45，102 A,,,1339.91mms,fh0.944，300，465sy0 2A选配422，=1520 mms 0.7fbh,0.7，1.43，300，465,139.64kN,110.37kN t0 故可按构造配置箍筋，箍筋选配8@200. , 平台梁配筋如图6.3所示。 图6.3平台板配筋图 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第7章 PK电算内容整理 7.1结构设计信息 一、结构设计信息 总信息 .............................................. 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 25.00 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角 (Rad): ARF = 0.00 地下室层数: MBASE= 0 竖向荷载计算信息: 按模拟施工加荷计算方式 风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 框架结构 裙房层数: MANNEX= 0 转换层所在层号: MCHANGE= 0 墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 2.00 墙元侧向节点信息: 内部节点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 风荷载信息 .......................................... 修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.55 地面粗糙程度: B 类 结构基本周期(秒): T1 = 0.00 体形变化分段数: MPART= 1 各段最高层号: NSTi = 9 各段体形系数: USi = 1.30 内蒙古科技大学毕业设计说明书 地震信息 ............................................ 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 15 地震烈度: NAF = 8.00 场地类别: KD = 2 设计地震分组: 一组 特征周期 TG = 0.35 多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.16 罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.90 框架的抗震等级: NF = 2 剪力墙的抗震等级: NW = 2 活荷质量折减系数: RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 1.00 结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00 是否考虑偶然偏心: 否 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0 活荷载信息 .......................................... 考虑活荷不利布置的层数 不考虑 柱、墙活荷载是否折减 不折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 ------------柱，墙，基础活荷载折减系数------------- 计算截面以上的层数---------------折减系数 1 1.00 2---3 0.85 4---5 0.70 6---8 0.65 9---20 0.60 > 20 0.55 内蒙古科技大学毕业设计说明书 调整信息 ........................................ 中梁刚度增大系数: BK = 1.00 梁端弯矩调幅系数: BT = 0.85 梁设计弯矩增大系数: BM = 1.00 连梁刚度折减系数: BLZ = 0.70 梁扭矩折减系数: TB = 0.40 全楼地震力放大系数: RSF = 1.00 0.2Qo 调整起始层号: KQ1 = 0 0.2Qo 调整终止层号: KQ2 = 0 顶塔楼内力放大起算层号: NTL = 0 顶塔楼内力放大: RTL = 1.00 九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 剪力墙加强区起算层号 LEV_JLQJQ = 1 强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0 配筋信息 ........................................ 梁主筋强度 (N/mm2): IB = 300 柱主筋强度 (N/mm2): IC = 300 墙主筋强度 (N/mm2): IW = 210 梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 210 柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 210 墙分布筋强度 (N/mm2): JWH = 210 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00 柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 200.00 墙竖向筋分布最小配筋率 (%): RWV = 0.30 内蒙古科技大学毕业设计说明书 设计信息 ........................................ 结构重要性系数: RWO = 1.00 柱计算长度计算原则: 有侧移 梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 P-Delt 效应: 否 柱配筋计算原则: 按单偏压计算 钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85 (mm): BCB = 30.00 梁保护层厚度 柱保护层厚度 (mm): ACA = 30.00 是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 否 荷载组合信息 ........................................ 恒载分项系数: CDEAD= 1.20 活载分项系数: CLIVE= 1.40 风荷载分项系数: CWIND= 1.40 水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30 竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50 特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00 活荷载的组合系数: CD_L = 0.70 风荷载的组合系数: CD_W = 0.60 活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50 剪力墙底部加强区信息................................. 剪力墙底部加强区层数 IWF= 2 剪力墙底部加强区高度(m) Z_STRENGTHEN= 9.30 内蒙古科技大学毕业设计说明书 * 各层的质量、质心坐标信息 * 层号 塔号 质心 X 质心 Y 质心 Z 恒载质量 活载质量 (m) (m) (t) (t) 9 1 22.155 15.532 32.400 731.3 20.0 8 1 22.232 15.553 29.100 788.3 83.8 7 1 22.232 15.553 25.800 788.3 83.8 6 1 22.232 15.553 22.500 788.3 83.8 5 1 22.232 15.553 19.200 788.3 83.8 4 1 22.232 15.553 15.900 788.3 83.8 3 1 22.232 15.553 12.600 788.3 83.8 2 1 22.244 15.549 9.300 830.0 83.8 1 1 22.247 15.543 4.800 918.6 83.8 活载产生的总质量 (t): 690.709 恒载产生的总质量 (t): 7209.577 结构的总质量 (t): 7900.286 恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载 结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量 活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 (1t = 1000kg) 内蒙古科技大学毕业设计说明书 * 各层构件数量、构件材料和层高 * 层号 塔号 梁数 柱数 墙数 层高 累 计高度 (m) (混凝土) (混凝土) (混凝土) (m) 1 1 102(40) 40(40) 0(25) 4.800 4.800 2 1 102(40) 40(40) 0(25) 4.500 9.300 3 1 102(35) 40(35) 0(25) 3.300 12.600 4 1 102(35) 40(35) 0(25) 3.300 15.900 5 1 102(35) 40(35) 0(25) 3.300 19.200 6 1 102(35) 40(35) 0(25) 3.300 22.500 7 1 102(35) 40(35) 0(25) 3.300 25.800 8 1 102(35) 40(35) 0(25) 3.300 29.100 9 1 102(35) 40(35) 0(25) 3.300 32.400 内蒙古科技大学毕业设计说明书 * 风荷载信息 * 层号 塔号 风荷载X 剪力X 倾覆弯矩X 风荷载Y 剪力Y 倾覆弯矩Y 9 1 49.49 49.5 163.3 186.64 186.6 615.9 8 1 47.82 97.3 484.4 180.33 367.0 1826.9 7 1 46.02 143.3 957.4 173.52 540.5 3610.5 6 1 44.04 187.4 1575.8 166.08 706.6 5942.2 5 1 41.86 229.2 2332.2 157.86 864.4 8794.8 4 1 39.41 268.6 3218.7 148.62 1013.0 12137.9 3 1 36.58 305.2 4225.9 137.96 1151.0 15936.2 2 1 46.33 351.5 5807.9 174.71 1325.7 21902.0 1 1 49.42 401.0 7732.6 186.36 1512.1 29160.0 内蒙古科技大学毕业设计说明书 计算信息 各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息 Floor No : 层号 Tower No : 塔号 Xstif，Ystif : 刚心的 X，Y 坐标值 Alf : 层刚性主轴的方向 Xmass，Ymass : 质心的 X，Y 坐标值 Gmass : 总质量 Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率 Ratx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值 Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比 值 或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 RJX，RJY，RJZ: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度 =========================================================== Floor No. 1 Tower No. 1 Xstif= 22.2050(m) Ystif= 15.5540(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 22.2467(m) Ymass= 15.5428(m) Gmass= 1086.2758(t) Eex = 0.0023 Eey = 0.0006 Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000 Ratx1= 1.1281 Raty1= 1.2662 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 7.9262E+05(kN/m) RJY = 7.5851E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) ----------------------------------------------------------- Floor No. 2 Tower No. 1 内蒙古科技大学毕业设计说明书 Xstif= 22.2050(m) Ystif= 15.5540(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 22.2444(m) Ymass= 15.5493(m) Gmass= 997.6864(t) Eex = 0.0022 Eey = 0.0003 Ratx = 0.7596 Raty = 0.7270 Ratx1= 0.7326 Raty1= 0.8214 薄弱层地震剪力放大系数= 1.15 RJX = 6.0205E+05(kN/m) RJY = 5.5140E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) ----------------------------------------------------------- Floor No. 3 Tower No. 1 Xstif= 22.2050(m) Ystif= 15.5540(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 22.2322(m) Ymass= 15.5530(m) Gmass= 955.9700(t) Eex = 0.0015 Eey = 0.0001 Ratx = 1.6504 Raty = 1.5405 Ratx1= 1.1863 Raty1= 1.2912 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 9.9362E+05(kN/m) RJY = 8.4944E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) ----------------------------------------------------------- Floor No. 4 Tower No. 1 Xstif= 22.2050(m) Ystif= 15.5540(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 22.2322(m) Ymass= 15.5530(m) Gmass= 955.9700(t) Eex = 0.0015 Eey = 0.0001 内蒙古科技大学毕业设计说明书 Ratx = 1.0458 Raty = 0.9953 Ratx1= 1.2342 Raty1= 1.3263 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 1.0391E+06(kN/m) RJY = 8.4548E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) ----------------------------------------------------------- Floor No. 5 Tower No. 1 Xstif= 22.2050(m) Ystif= 15.5540(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 22.2321(m) Ymass= 15.5530(m) Gmass= 955.9701(t) Eex = 0.0015 Eey = 0.0001 Ratx = 1.0093 Raty = 0.9727 Ratx1= 1.2444 Raty1= 1.3528 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 1.0488E+06(kN/m) RJY = 8.2236E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) ----------------------------------------------------------- Floor No. 6 Tower No. 1 Xstif= 22.2050(m) Ystif= 15.5540(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 22.2322(m) Ymass= 15.5530(m) Gmass= 955.9700(t) Eex = 0.0015 Eey = 0.0001 Ratx = 1.0039 Raty = 0.9719 Ratx1= 1.2950 Raty1= 1.4848 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 1.0530E+06(kN/m) RJY = 7.9923E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ----------------------------------------------------------- Floor No. 7 Tower No. 1 Xstif= 22.2050(m) Ystif= 15.5540(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 22.2322(m) Ymass= 15.5530(m) Gmass= 955.9700(t) Eex = 0.0015 Eey = 0.0001 Ratx = 1.0023 Raty = 0.9621 Ratx1= 1.3485 Raty1= 1.5440 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 1.0554E+06(kN/m) RJY = 7.6895E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) ----------------------------------------------------------- Floor No. 8 Tower No. 1 Xstif= 22.2050(m) Ystif= 15.5540(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 22.2321(m) Ymass= 15.5530(m) Gmass= 955.9701(t) Eex = 0.0015 Eey = 0.0001 Ratx = 0.9972 Raty = 0.9252 Ratx1= 1.3977 Raty1= 1.6559 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 1.0524E+06(kN/m) RJY = 7.1145E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) ----------------------------------------------------------- Floor No. 9 Tower No. 1 Xstif= 22.2050(m) Ystif= 15.5540(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 22.1553(m) Ymass= 15.5321(m) Gmass= 内蒙古科技大学毕业设计说明书 771.2122(t) Eex = 0.0028 Eey = 0.0012 Ratx = 0.8943 Raty = 0.7549 Ratx1= 1.2500 Raty1= 1.2500 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 9.4125E+05(kN/m) RJY = 5.3705E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) ----------------------------------------------------------- 抗倾覆验算结果 抗倾覆弯矩Mr 倾覆弯矩Mov 比值Mr/Mov 零应力区 (%) X风荷载 2144927.5 8661.0 247.65 0.00 Y风荷载 568820.5 32660.9 17.42 0.00 X 地 震 2144927.5 81223.3 26.41 0.00 Y 地 震 568820.5 75283.9 7.56 0.00 结构整体稳定验算结果 层号 X向刚度 Y向刚度 层高 上部重量 X刚重比 Y刚重比 1 0.793E+06 0.759E+06 4.80 79003. 48.16 46.08 2 0.602E+06 0.551E+06 4.50 68979. 39.28 35.97 3 0.994E+06 0.849E+06 3.30 59840. 54.80 46.84 4 0.104E+07 0.845E+06 3.30 51119. 67.08 54.58 5 0.105E+07 0.822E+06 3.30 42398. 81.64 内蒙古科技大学毕业设计说明书 64.01 6 0.105E+07 0.799E+06 3.30 33676. 103.18 78.32 7 0.106E+07 0.769E+06 3.30 24955. 139.56 101.68 8 0.105E+07 0.711E+06 3.30 16234. 213.94 144.62 9 0.941E+06 0.537E+06 3.30 7512. 413.47 235.91 该结构刚重比Di*Hi/Gi大于10,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考虑重力二阶效应 * 楼层抗剪承载力、及承载力比值 Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比 ----------------------------------------------------------- 层号 塔号 X向承载力 Y向承载力 Ratio_Bu:X,Y ----------------------------------------------------------- 9 1 0.6292E+04 0.6292E+04 1.00 1.00 8 1 0.8096E+04 0.8096E+04 1.29 1.29 7 1 0.9714E+04 0.9714E+04 1.20 1.20 6 1 0.1121E+05 0.1121E+05 1.15 1.15 5 1 0.1259E+05 0.1259E+05 1.12 1.12 4 1 0.1385E+05 0.1385E+05 1.10 1.10 3 1 0.1498E+05 0.1498E+05 1.08 1.08 2 1 0.1177E+05 0.1256E+05 0.79 0.84 1 1 0.1218E+05 0.1268E+05 1.03 1.01 内蒙古科技大学毕业设计说明书 7.2 楼板计算书 一、基本资料: 1、房间编号: 2 2、边界条件(左端/下端/右端/上端):固定/固定/固定/固定/ 3、荷载: 永久荷载标准值:g,3.50 kN/? 可变荷载标准值:q,2.00 kN/? 计算跨度 Lx=6150 mm ;计算跨度 Ly=3300 mm 板厚 H=100 mm; 砼强度等级:C30;钢筋强度等级:HPB235 4、计算方法:弹性算法。 5、泊松比:μ,1/5 6、考虑活荷载不利组合。 二、计算结果: 2，，，， Mx =(0.00515+0.03887/5)(1.203.5+1.401.0)=0.79 3.3kN,m 考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩: 2，，， Mxa =(0.02010+0.09103/5)(1.41.0)=0.58 3.3kN,m Mx=0.79+0.58=1.37 kN,m 22 Asx= 307.05，实配φ8@150 (As,335) mmmm ρmin,0.307% ， ρ,0.335% 2，，，， My =(0.03887+0.00515/5)(1.20 3.5+1.401.0)= 2.43 3.3kN,m 考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩: 2，，， Mya =(0.09103+0.02010/5)(1.41.0) =1.45 3.3kN,m My= 2.43 + 1.45 = 3.88 kN,m 22 Asy= 307.05mm，实配φ8@150 (As,335mm) ρmin , 0.307% ， ρ , 0.335% 2，，，， Mx' =0.05708(1.203.5+1.402.0)3.3 = 4.35 kN,m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 22 Asx'= 307.05，实配φ14@200 (As ,770,可能与邻跨有关系) mmmm ρmin,0.307% ， ρ,0.770% 2，，，， My' =0.08178(1.203.5+1.402.0) = 6.23 3.3kN,m 22 Asy'= 384.60，实配φ14@200 (As , 770,可能与邻跨有关系) mmmm ρmin , 0.307% ， ρ , 0.770% 三、跨中挠度验算: M -------- 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值 k M -------- 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 q (1)、挠度和裂缝验算参数: 2，，，，M =(0.00515+0.03887/5)(1.03.5+1.02.0) = 0.77 3.3kN,mk 2，，，，M =(0.00515+0.03887/5)(1.03.5+0.52.0) =0.63 3.3kN,mq 22NmmNmm Es ,210000 Ec ,29791 22NmmNmm Ftk,2.01 Fy,210 (2)、在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs: ?、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ， 按下列公式计算: ，， ψ , 1.1 - 0.65ftk/(ρteσsk) (混凝土规范式 8.1.2,2) ，，M σsk , /(0.87hoAs) (混凝土规范式 8.1.3,3) k ，， σsk , 0.77/(0.8781335) = 32.78N/mm 2，，，， 矩形截面，Ate,0.5bh,0.51000100= 50000 mm ρte , As / Ate (混凝土规范式 8.1.2,4) ρte , 335/ 50000=0.00670 ，， ψ , 1.1 - 0.652.01/(0.0067032.78) = -4.835A 当 ψ,0.2 时，取ψ , 0.2 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ?、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 αE: αE ,Es / Ec ,210000.0/29791.5 = 7.049 ?、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 γf': 矩形截面，γf' , 0 h ?、纵向受拉钢筋配筋率 ρ , As/b/ , 335/1000/81=0.00414 0 ?、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式(混凝土规范式 8.2.3,1)计算: 2，，，， Bs=EsAs/[1.15ψ+0.2+6αEρ/(1+ 3.5γf')] h0 ，， Bs, 210000 335 2，，，，/[1.150.200+0.2+67.0490.00414/(1+3.50.00)]= 763.19 81kN,m(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 θ: 按混凝土规范第 8.2.5 条，当ρ',0时，θ,2.0 (4)、受弯构件的长期刚度 B，可按下列公式计算: ，，MM B , / [Mq (θ - 1) + ] Bs (混凝土规范式 8.2.2) kk ，， B , 0.77/[ 0.63 (2-1)+ 0.77] 763.19 = 419.753 kN,m 4，，L(5)、挠度 f , κ Qk / B 4，， f ,0.00248 5.5 / 419.753= 3.850mm 3.3 f / L , 3.850/3300= 1/857，满足规范要求～ 四、裂缝宽度验算: ?、X方向板带跨中裂缝: 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ， 按下列公式计算: ，， ψ , 1.1 - 0.65 ftk / (ρte σsk) (混凝土规范式 8.1.2,2) ，，M σsk , / (0.87 ho As) (混凝土规范式 8.1.3,3) k 6，，， σsk ,0.7710/(0.8773335) = 36.37N/mm 2，，，， 矩形截面，Ate,0.5bh,0.51000100= 50000mm ρte , As / Ate (混凝土规范式 8.1.2,4) ρte , 335/ 50000.= 0.007 内蒙古科技大学毕业设计说明书 当 ρte ,0.01 时，取ρte , 0.01 ，， ψ , 1.1 - 0.65 2.01/( 0.0136.37) = -2.485 当 ψ,0.2 时，取ψ , 0.2 ，，，， ωmax ,αcrψσsk/Es(1.9c+0.08Deq/ρte) (混凝土规范式 8.1.2,1) ，，，，， ωmax ,2.10.20036.4/210000(1.920+0.0811.43/0.01000) = 0.009，满足规范要求～ ?、Y方向板带跨中裂缝: 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ， 按下列公式计算: ，， ψ , 1.1 - 0.65ftk / (ρteσsk) (混凝土规范式 8.1.2,2) ，，Mh σsk , / (0.87 As) (混凝土规范式 8.1.3,3) k0 6，，， σsk ,2.39/(0.87 81335.) = 101.21N/mm 10 2，，，， 矩形截面，Ate,0.5bh,0.51000100= 50000 mm ρte , As / Ate (混凝土规范式 8.1.2,4) ρte , 335/ 50000= 0.007 当 ρte ,0.01 时，取ρte , 0.01 ，， ψ , 1.1 - 0.65 2.01/( 0.01 101.21) = -0.188 当 ψ,0.2 时，取ψ , 0.2 ，，，， ωmax ,αcrψσsk/Es(1.9c+0.08Deq/ρte) (混凝土规范式 8.1.2,1) ，，，，， ωmax ,2.10.200101.2/210000(1.920+0.0811.43/0.01000) = 0.026，满足规范要求～ ?、左端支座跨中裂缝: 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ， 按下列公式计算: ，， ψ , 1.1 - 0.65 ftk / (ρte σsk) (混凝土规范式 8.1.2,2) ，，M σsk , / (0.87 ho As) (混凝土规范式 8.1.3,3) k 内蒙古科技大学毕业设计说明书 6，，， σsk ,3.42/(0.8778770) = 65.45N/mm 10 2，，，， 矩形截面，Ate,0.5bh,0.51000100= 50000 mm ρte , As / Ate (混凝土规范式 8.1.2,4) ρte , 770/ 50000= 0.015 ，， ψ , 1.1 - 0.65 2.01/( 0.0265.45) = -0.194 当 ψ,0.2 时，取ψ , 0.2 ，，，， ωmax , αcrψσsk/Es(1.9c+0.08Deq/ρte) (混凝土规范式 8.1.2,1) ，，，，， ωmax ,2.10.200 65.4/210000(1.920+0.0820.00/0.01539) = 0.019，满足规范要求～ ?、下端支座跨中裂缝: 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ， 按下列公式计算: ，， ψ , 1.1 - 0.65ftk /(ρte σsk) (混凝土规范式 8.1.2,2) ，，Mh σsk ,/ (0.87 As) (混凝土规范式 8.1.3,3) k0 6，，， σsk ,4.90/(0.8778770) = 93.77N/mm 10 2，，，， 矩形截面，Ate,0.5bh,0.51000100= 50000 mm ρte , As / Ate (混凝土规范式 8.1.2,4) ρte , 770./ 50000= 0.015 ，， ψ , 1.1 - 0.65 2.01/( 0.0293.77) = 0.197 当 ψ,0.2 时，取ψ , 0.2 ，，，， ωmax ,αcrψσsk/Es (1.9c+0.08Deq/ρte) (混凝土规范式 8.1.2,1) ，，，，， ωmax ,2.10.200 93.8/210000 (1.920+0.0820.00/0.01539) =0.027，满足规范要求～ ?、右端支座跨中裂缝: 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ， 按下列公式计算: 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ，， ψ , 1.1 - 0.65 ftk / (ρte σsk) (混凝土规范式 8.1.2,2) ，，Mh σsk , / (0.87As) (混凝土规范式 8.1.3,3) k0 6，，， σsk , 3.42/(0.8778770) = 65.45N/mm 10 2，，，， 矩形截面，Ate,0.5bh,0.51000100= 50000 mm ρte , As / Ate (混凝土规范式 8.1.2,4) ρte , 770/ 50000= 0.015 ，， ψ , 1.1 - 0.65 2.01/( 0.02 65.45) = -0.194 当 ψ,0.2 时，取ψ , 0.2 ，，，， ωmax,αcrψσsk/Es(1.9c+0.08Deq/ρte)(混凝土规范式8.1.2,1) ，，，，， ωmax ,2.10.200 65.4/210000. (1.920.+0.0820.00/0.01539) ,0.019，满足规范要求～ ?、上端支座跨中裂缝: 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ， 按下列公式计算: ，， ψ , 1.1 - 0.65 ftk / (ρte σsk) (混凝土规范式 8.1.2,2) ，，Mh σsk , / (0.87 As) (混凝土规范式 8.1.3,3) k0 6，，， σsk , 4.90/(0.8778770) = 93.77N/mm 10 2，，，， 矩形截面，Ate,0.5bh,0.51000100= 50000 mm ρte , As / Ate (混凝土规范式 8.1.2,4) ρte , 770/ 50000= 0.015 ，， ψ , 1.1 - 0.652.01/(0.0293.77) =0.197 当 ψ,0.2 时，取ψ , 0.2 ，，，， ωmax,αcrψσsk/Es(1.9c+0.08Deq/ρte)(混凝土规范式 8.1.2,1) ，，，，， ωmax ,2.10.200 93.8/210000 (1.920.+0.0820.00/0.01539) ,0.027，满足规范要求～ 内蒙古科技大学毕业设计说明书 第8章 箱形基础设计 8.1、箱形基础的尺寸及构造 1.箱形基础构造及尺寸选择 根据构造要求本设计取墙体厚度:外墙350?，内墙350?; 板厚:顶板350?，底板500?。其平面布局与详图见图8.1,8.2所示。 图8.1箱基平面示意图 图8.2箱基横剖面图 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2.箱形基础水平截面面积验算 ，，，纵墙水平截面面积:0.356.094=75.6? ，，，，，，横墙水平截面面积:0.35(6.32+1.8)2+0.356.328=45.36? ，，基础总面积:(96.0+0.35)(6.3+1.8+6.3+0.35)=801.66? 墙体水平截面面积75.6，45.36,,0.151,1/10，满足要求 基础总面积801.66 纵墙水平截面面积75.6,,0.625,0.6，满足要求 墙体总水平截面面积75.6，45.36 3.基础高度验算: 箱形基础总高度h=0.35+2.7+0.5=3.55m,3.0m 箱基高度3.551,,，在(1/8,1/12)之间 建筑物高度32.49.1 箱基高度3.5511,,,，以上均满足箱基构造要求。 箱基长度9，615.1520 4.基础埋深及验算 对于箱形基础，基础埋深d从室外地面算起 11，d=3.55-0.45=3.10m,，建筑物高度=32.4=2.16m，满足箱基构造要求 1515 内蒙古科技大学毕业设计说明书 8.2、箱形基础结构设计 根据《高层建筑基础箱形与筏形技术规范》JGJ6—19，当建筑的箱形基础符合构造要求时，结构设计可不考虑风荷载及地震作用的影响。 8.2.1顶板计算 1.地下室房间顶板 局部弯曲产生的弯矩采用《建筑结构静力计算手册》弹性薄板理论公式的实用表格进行计算，地下室顶板可视为支承在箱形基础墙体上的连续板，其内区格板边界可视为固定，边角区格的外边界根据墙对板的实际约束情况确定。在本设计，近似按固定边考虑，计算简图如图7.3所示，箱形基础顶板在人防荷载作用下，当顶板上无覆土，基顶板厚度一般可由防早期核辐射时要求控制，在本设计中，由顶板的正截面承载力计算控制，其厚度取h=350mm，混凝土强度等级取C30. 2，kNm板自重:0.3525=8.75 2kNm地下室地面装饰:0.92， 荷载设计值: 2，，kNmq=701.0+(8.75+0.92)1.2=81.60 作用于基础的恒、活载等各项内力均由PKPM电算得 出，具体数据见下表8.1;8.1 图7.3顶板计算简图 表8.1基础顶面处竖向集中恒载标准值 轴号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 合 计 A 1297 1770 1873 1917 1848 1846 1919 1847 1834 1324 17475 B 1408 1905 1986 2035 1900 1896 2013 1897 1885 1424 18349 C 1412 1953 1991 2015 1955 1952 1996 1952 1940 1418 18584 D 1309 1873 1886 1887 1884 1883 1885 1883 1871 1309 17670 合计 5426 7501 7736 7854 7587 7577 7813 7579 7530 5475 72078 内蒙古科技大学毕业设计说明书 表8.2基础顶面处竖向集中活载标准值 轴号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 合 计 A 176 331 331 343 361 361 354 362 360 187 3166 B 219 411 413 422 430 430 429 431 428 227 3840 C 219 410 412 416 425 424 419 424 422 220 3791 D 175 330 331 331 331 331 331 331 329 174 2994 合计 789 1482 1487 1512 1547 1546 1533 1548 1539 808 13791 l/l=6.0/6.3=0.95,0.5 xy 按四边固定的双向板计算，由双向板计算系数表得: 2，，，g，qlM=表中系数 2M,0.0198，81.60，6,58.16kN,m x 2 M,0.0172，81.60，6,50.53kN,my 02M,,0.055，81.60，6,,161.57kN,m x 02 M,,0.0528，81.60，6,,155.11kN,my h地下室顶板配筋表如下表7.3，表中板宽1000m，板的有效高度=350-35=315mm，C300 22f,300Nmmf,14.3Nmm混凝土轴心抗压强度设计值，钢筋抗拉强度设计值。 cy 表8.3地下室顶板配筋 2位置 M 配 筋 实配 M,,,, ,fbh ssc10 A,s,fhsy02 面积 mm M112，,,s 222(kN,m) ,fbhmm mm 10c2 N,mm 958.16 0.041 0.979 628.65 628 12@180 M 1.42，10 x 950.53 0.036 0.982 544.51 628 12@180 M，101.42 y 09-161.57 0.114 0.939 1820.80 1780 18@150 M，101.42 x 09-155.11 0.109 0.942 1742.44 1780 18@150 M，101.42 y 内蒙古科技大学毕业设计说明书 1.57,0.2%，满足最小配筋率要求 ,,0.45，，100%,0.24%min300 2.顶板斜截面强度验算 对于钢筋混凝土板，一般不配置抗剪钢筋，由混凝土抵抗剪力，因此顶板厚度要满 fbh足V?0.07. c0 2hf,14.3Nmm，b=1000mm，=350-35=315mm 0c 顶板抗剪区域如图8.4中阴影面积: ，S=(1+5.25)2.475/2=7.73? ，V=81.607.73=630.77kN ，，，fbh0.07=0.0714.36000315=1891.89kN c0 fbhV=630.77kN,0.07=1891.89kN，满足要求 c0 图8.4顶板斜截面计算简图 内蒙古科技大学毕业设计说明书 8.2.2基底反力计算 箱形基础顶面积: ，，(69+0.35) (6.3+1.8+6.3+0.35)=801.66? 箱形基础底面积801.66? 1.箱形基础自重及其上活荷载设计值 ? 恒载标准值 ，，顶板: 801.660.3525=7014.53kN ，，底板: 801.660.525=10020.75kN ，，垫层: 801.660.125=2004.15kN ，， 纵墙: 75.62.725=5103kN ，， 横墙: 45.362.725=3061.8kN 总计: 27204.23kN ? 人防荷载标准值: ， (70+45)801.66=92190.9kN ? 荷载设计值 ， G=92190.9+27204.231.2=124835.98kN 2.上部竖向荷载设计值 ，，N=1.2恒+1.4活=1.272078+1.413791=105801kN 3.基础底面荷载设计值 N+G=105801+124835.98=230636.98kN 4.基底反力 N，G230636.98P,,,287.70kP aS801.66 内蒙古科技大学毕业设计说明书 8.2.3底板计算 1.斜截面抗剪强度验算 kP荷载设计值P=287.70 a 图7.5底板剪力取值范围(m) 图7.6计算底板冲切强度的截面位置(m) 图中阴影部分面积: ，(1+5.25)S=2.475/2=7.73? ，V=287.707.73=2223.92kN s ，，，fbhV0.07=0.0714.36000465=2792.79kN,=2223.92kN c0s满足要求 2.抗冲切强度验算 底板抗冲切强度应满足以下要求: F,0.6f,h ltm0 0FF,PS45——墙体对底板刚性角意外面积S内地基反力总值 lln P其中为扣除箱底板自重后的基底反力，S为图中阴影部分图形面积 n 2fNmm——混凝土抗拉强度设计值(); t h0,——距墙边处的周长(m); m2 h——冲切破坏锥体的有效高度(mm)。 0 内蒙古科技大学毕业设计说明书 P=P-底板自重及活载设计值 n 10020.75，1.2，1.4，801.66，45 =287.70- 801.66 =209.7kPa ，S=5.254.95=25.99? ，，，,=2(6-0.35-0.465)+2(6.3-0.1752-0.465)=21.34m m F,PS，=209.725.99=5450.10kN ln 3F0.6f,h,0.6，1.43，21.34，10，465,8514.02kN,=5450.10kN ltm0 满足要求。 3.局部弯曲及整体弯曲计算 ll,6/6.3,0.95计算简图右图所示，扣除底板自重及上活载 荷载设计值为,xy0.5按四边固定的双向板计算，由双向板计算系数 查表得 2，，，g，qlM=表中系数 2M,0.0198，209.7，6,149.47kN,m x 2 M,0.0172，209.7，6,129.85kN,my 02M,,0.055，209.7，6,,415.21kN,m x 02 M,,0.0528，209.7，6,,398.601kN,my 图7.7底板计算简图 h地下室底板配筋表如下表8.4，表中板宽1000m，板的有效高度=500-35=465mm，C300 22f,300Nmmf,14.3Nmm混凝土轴心抗压强度设计值，钢筋抗拉强度设计值。 cy 内蒙古科技大学毕业设计说明书 表8.4地下室底板配筋 2位 M 配 筋 实 配 M,,,, ,fbh ssc10 A,s,fhsy02置 面 积 mm M112，,,s 222 (kN,m),fbh mmmm10c2 N,mm 9149.47 0.048 0.975 1098.9 1026 14@150 M 3.09 ，10x 9129.85 0.042 0.979 950.8 1026 14@150 M3.09 ，10y 09-415.21 0.134 0.928 3207.3 3142 20@100 M3.09 ，10x 09-398.60 0.129 0.931 3069.1 3142 20@100 M3.09 ，10y 整体弯曲计算: L54，0.35,(1) 基底反力:箱形基础底面的长宽比为: =3.68 B14.4，0.35 ,由附表3的表3—8(基础课本)得基底在平均反力系数值，其结果列于表8.5i 中 表8.5基底平均反力系数 L/B ,,,,,,, ,,, 35678910124 3,4 1.196 0.983 0.973 0.921 0.910 0.910 0.921 0.973 0.983 1.196 P各区段的基底反力(沿纵向分布的线荷载)为: ij P，，,,=PB=287.7014.75 计算结果见表8.6; ijii 表8.6各区段的的基底反力 区段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 基底反 P力 ij 5075.32 4171.43 4129 3908.33 3861.65 3861.65 3908.33 4129 4171.43 5075.32 kN/m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 箱形基础自重及其上的活载作为均布荷载作用在地基上，对其自身不产生内力，因 此在基底反力中将扣除。 'PP =-箱基自重的设计值 ijij PP =-124835.98/54.35=-2296.89 ijij 扣除箱形基础自重后的基底反力见下表8.7 区段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 基底 2778.43 1874.54 1832.11 1611.44 1564.76 1564.76 1611.44 1832.11 1874.54 2778.43 P反力 ij kN/m 根据以上计算得到整体弯曲内力计算简图如下图所示，图中各轴线荷载为竖向荷载 设计值(1.2恒+1.4活)的叠加，例如对于1轴 P,1.2，5426，1.4，789,7615.8kN 1 其他轴荷载如下表7.8 表7.8 轴线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 活载 5426 7501 7736 7854 7587 7577 7813 7579 7530 5475 恒载 789 1482 1487 1512 1547 1546 1533 1548 1539 808 1.2恒 +1.4活 7615.8 11358 11365 11542.6 11270.2 11256.8 11521.8 11262 11190.6 7701.2 内蒙古科技大学毕业设计说明书 图8.8整体弯曲内力计算简图 (2) 整体弯曲产生的弯矩及剪力 各轴线处的弯矩为: M1轴线:=0 1 25.465.4,，，，，7615.862778.43565.41874.542轴线: ，，M,,，，，，，,，，2,,22，， =4154.24 kN,m 3轴线: 5.4，，7615.8622778.435.465.46113586M,,，，，，，，,，,，，，3,,2，， 2，，5.465.4,，，，1874.54，5.4，，6,5.4，1832.11，,,22，， =13729.24 kN,m 5.4，，M,,7615.8，6，3，2778.43，5.4，，(6,5.4)，6，2,11358，6，24轴线: 4,,2，， 5.45.4，，，，，1874.54，5.4，，(6,5.4)，6，1832.11，5.4，，(6,5.4) ,,,,22，，，， 265.4，，,1136561611.44,，，， 2 =15061.14 kN,m 5.4，，M,,7615.8，，6，4，2778.43，5.4，，(6,5.4)，6，3,11358，6，35轴线: 5,,2，， 内蒙古科技大学毕业设计说明书 5.45.4，，，，，1874.54，5.4，，(6,5.4)，6，2，1832.11，5.4，，(6,5.4)，6 ,,,,22，，，， 5.4，，，，,11365，6，2，1611.44，5.4，，6,5.4 ,,2，， 265.4，，,11541.661564.76,，，， 2 =2602.8kN,m M6轴线:=2602.8 kN,m6 M7轴线:=15061.14 kN,m7 M8轴线:=13729.24 kN,m8 M9轴线:=4154.24 kN,m9 M10轴线:=0 10 各轴线处剪力为: V,01轴线: 1左 V,,7615.8 kN 1右 ，，V,,7615.8，2778.43，5.4，1874.54，6,5.42轴线: 2左 =8512.45kN V,,11358，8512.45 =-2845.55kN 2右 ，，V,,7615.8,11358，2778.43，5.4，1874.54，5.4，1832.11，6,5.43轴线: 3左 =7251.50kN V,,11365，7251.50 =-4113.5kN 3右 V,,7615.8,11358,11365，2778.43，5.4，1874.54，5.44轴线: 4左 ，，，1832.11，5.4，1611.44，6,5.4 =5647.50kN V,,11541.6，5647.50 =-5894.1kN 4右 内蒙古科技大学毕业设计说明书 V,,7615.8,11358,11365,11541.6，2778.43，5.4，1874.54，5.45轴线: 5左 ，， ，1832.11，5.4，1611.44，5.4，1564.76，6,5.4 =2779.66kN V,,11270.2，2779.66 =-8490.54kN 4右 其它轴线与其对称。 EI(3) 上部结构的总折算刚度 BB 按下式计算: n，，,,K，K2uili,,1EI,,EI，m，EI ,,BBbbiww,,,1i2K，K，KBiuili,,，，式中: EI——上部结构的总折算刚度 BB E——梁柱的混凝土弹性模量 b IuiKKK、、——第i层上柱、下柱和梁的线刚度，其值分别为、 uibilihui IIbili和 lhli III、、——第i层上柱、下柱和梁的截面惯性矩 uibili hh、——第i层上柱及下柱的高度 uili L——上部结构弯曲方向的总长度 l——上部结构弯曲方向的柱距 m——在弯曲方向的节间数 E——在弯曲方向与箱形基础相连的连续钢筋混凝土墙的弹性模量 w I——在弯曲方向与箱形基础相连的连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩，其值为w 3th，t——在弯曲方向与箱形基础相连的连续钢筋混凝土墙的厚度，h——在弯曲方12 向与箱形基础相连的连续钢筋混凝土墙的高度 内蒙古科技大学毕业设计说明书 表8.9上部结构总折算刚度EI BB 层次 -1 1 2 3 4 5 6 7 8 555555555EI 8.66 8.66 8.25 8.25 8.25 8.25 8.25 8.25 8.25 ，10，10，10，10，10，10，10，10，10bbi 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 I u 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 0.0432 I l 0.0275 0.0275 0.0275 0.0275 0.0275 0.0275 0.0275 0.0275 0.0275 I bi 3.55 4.8 4.5 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 h li l 6 6 6 6 6 6 6 6 6 0.0096 0.0131 0.0131 0.0131 0.0131 0.0131 0.0131 0.0131 0 K ui 0.0122 0.0131 0.0096 0.0131 0.0131 0.0131 0.0131 0.0131 0.0131 K li 0.0144 0.0144 0.0144 0.0144 0.0144 0.0144 0.0144 0.0144 0.0144 K2 bi ? 81 81 81 81 81 81 81 81 81 4.5 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 0 h ui 777777777EI 6.77 6.77 6.77 6.77 6.77 6.77 6.77 6.77 6.77 ，10，10，10，10，10，10，10，10，10ww 888888888公式? 1.11，10 1.12，10 1.09，10 1.12，10 1.12，10 1.12，10 1.12，10 1.12，10 1.0，10 8EI=9.92，10 BB ，，,,K，K2uili,,EI1，m，EI公式?—— ,,bbiww,,2K，K，KBiuili,,，， I(4) 箱形基础的惯性矩 g 将箱形基础简化为工字梁，简化后的截面尺寸如下图: 内蒙古科技大学毕业设计说明书 图8.9箱基简化图 截面形心位置: x=0 0 2.70.35,,,,0.5，14.75，0.25，2.7，1.4，，0.5，0.35，14.75，，2.7，0.5,,,,22,,,,y,,1.61m 00.5，14.75，2.7，1.7，0.35，14.75截面对中型轴的惯性矩为: 2112.7,,233，，I,，14.75，0.5，14.75，0.5，1.61,0.35，，1.4，2.7，1.4，2.7，，0.5,1.61,,g12122,, 1234，， ，14.75，0.35，14.75，0.35，3.55,1.61,0.175,30.51m12 (5) 箱形基础承担整体弯曲产生的弯矩为: 7EI3.0，10，30.51gg M,M,M,0.480Mg78EI，EI3.0，10，30.51，9.92，10ggBB 6) 底板配筋计算: ( MgN,顶板、底板沿每米宽所受的压拉力为 BZ A每米板宽受拉钢筋面积为: s 6MM，10NggA,,,,0.0347M sg1fBZf，，yy，，14.75，3550,350，500，300,,2，， 考虑整体弯曲和局部弯曲叠加后，底板的总配筋量按下列公式计算: 内蒙古科技大学毕业设计说明书 AAS2S2，A跨中:上网=，下网= S122 AA'S2S，AS1支座:上网=，下网= 22 式中: A ——局部弯曲跨中钢筋面积 S1 A ——整体弯曲跨中钢筋面积 S2 ' ——局部弯曲所需支座截面钢筋面积 AS1 整体弯曲和局部弯曲叠加后底板的纵向配筋:表8.10 轴号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1994.04 6590.04 7229.35 1249.34 1249.34 7229.35 6590.04 1994.04 0 M,0.48M g 0 69.2 228.7 250.9 43.4 43.4 250.9 228.7 69.2 0 A,0.0347M s2g As2 0 34.6 114.4 125.5 21.7 21.7 125.5 114.4 34.6 0 2 1026 1026 1026 1026 1026 1026 1026 1026 1026 上 A S1 网 1060.6 1140.4 1151.5 1047.7 1047.7 1151.5 1140.4 1060.6 1026 AS2，A跨 S12 中 配筋 16@150 16@150 16@150 16@150 16@150 16@150 16@150 16@150 16@150 1340 1340 1340 1340 1340 1340 1340 1340 1340 实配 ' 3142 3142 3142 3142 3142 3142 3142 3142 3142 下 As1 网 3176.6 3256.4 3267.5 3163.7 3163.7 3267.5 3256.4 3176.6 3142 A's2，A s1支 2 座 配筋 25@150 25@150 25@150 25@150 25@150 25@150 25@150 25@150 25@150 3273 3273 3273 3273 3273 3273 3273 3273 3273 实配 34.6 114.4 125.5 21.7 21.7 125.5 114.4 34.6 上 As2 2网 内蒙古科技大学毕业设计说明书 支 配筋 6@150 6@150 6@150 6@150 6@150 6@150 6@150 6@150 座 189 189 189 189 189 189 189 189 实配 34.6 114.4 125.5 21.7 21.7 125.5 114.4 34.6 下 As2 2网 跨 配筋 6@150 6@150 6@150 6@150 6@150 6@150 6@150 6@150 中 189 189 189 189 189 189 189 189 实配 ?8.2.4箱形基础的外墙计算 一、外纵墙计算 1.土压力计算 由于箱基顶、底部对外墙约束较强，因此土压力按静止土压力计算， '''0K,1,sin,,,静止土压力系数，式中为土的有效内摩擦角，取==18 ,0 'K,1,sin, =0.69 0 (1)墙顶以上覆土产生的土压力 q,,hK,18，4.35，0.69,54.03kP 10a ——上覆土的天然重度 , h——墙顶以上填土高度，h=4.8-0.45=4.35m q,35kPb、人防荷载设计值 (侧壁25,40) 2a c、墙体高度范围内填土的压力 q,54.03kP 墙顶: a3上 1，，，，q,,hK,18，2.7，0.35，0.5，4.35，0.69,92.84kP 墙底: 3下0a,,2，， 1.2，q,1.2，92.84,111.41kP 设计值: 3下a 由计算得土压力沿强高的分布如下图7.10: 内蒙古科技大学毕业设计说明书 图8.10土压力沿墙高分布 图8.11外纵墙内力计算简图 2.内力计算 计算简图如图8.11所示，内力按弹性理论双向板计算，将荷载分为均布荷载及三 角形分布荷载。 对于均布荷载: q,54.03，35,89.03kP 1Ea ll,3.556,0.592,0.5，得: xy 2M,0.0375，89.03，3.55,42.08kN,m x1 2 M,0.0076，89.03，3.55,8.53kN,my1 02M,,0.0793，89.03，3.55,,88.97kN,m x1 02 M,,0.0571，89.03，3.55,,64.07kN,my1 对于三角形均布荷载: q,111.41,54.03,57.38kP 2Ea 2M,0.0375，57.38，3.55,27.12kN,m x2 2 M,0.0076，57.38，3.55,5.50kN,my2 02M,,0.0793，57.38，3.55,,57.34kN,m x2 内蒙古科技大学毕业设计说明书 02 M,,0.0571，57.38，3.55,,41.29kN,my2 叠加得: M,42.08，27.12,69.2kN,m x M,8.53，5.50,14.03kN,m y 0M,,88.97,57.34,,146.31kN,m x 0 M,,64.07,41.29,,105.36kN,my 3.正截面计算 h计算如下表7.11，表中板宽b=1000m，板的有效高度=315mm，考虑 0墙体的构造要求，将支座、跨中钢筋全部拉通，形成双面筋。 其中，a.方向的竖向钢筋得与斜截面抗剪竖向钢筋叠加后配置 My ,, b.横、竖向钢筋不宜小于10@200，但外墙竖向钢筋不宜小于12@200. 表8.11 外纵墙正截面配筋计算表 2位置 M 配筋 实配 MM,fbh 112，,,c10s, A,, ss 2,,s,hf,fbh1c0s0y222 kN,mmm mm 969.2 0.0487 0.975 751.05 10@100 785 M ，101.42 x 09-146.31 0.1030 0.946 1636.63 14@100 1539 M，101.42 x 914.03 0.0099 0.995 149.21 M，101.42 y 09-105.36 0.0743 0.961 1160.17 M，101.42 y 4.斜截面抗剪强度计算 墙体剪力计算: ，，V,V,PA，A按式修正 ijijj12 V——第i道纵墙j支座处所分配得剪力墙 ij 本设计取i=A纵墙，j=4横墙，则有: 内蒙古科技大学毕业设计说明书 V,Vb=5647.5kN，=0.35m j4i ,b,4，0.35,1.4m i N,1.2，1917，1.4，343,2780.6kN ij P,209.7kN j 12，， A,0.5，0.35，3,5.48m12 代入得: ,,NbV5647.50.352780.6,,ij4i,,V,，,，，,1383.6kN,, 4A,,2,b,N21.411541.6,,iij,, V,1383.6,5.48，209.7,234.4kNA4 墙体斜截面验算: a) 墙体斜截面验算，按下式: V,0.25fbh c0 V,V,234.4kN A4 ，，0.25fbh,0.25，14.3，350，3550,35,4398kNc0 ,V=234.4kN 满足要求 b)竖向抗剪钢筋计算 nA1SVV,0.07fbh，1.25fh00CScyvS 试选12@200，双面配筋，则: 图7.12 V,0.07，14.3，350，3515，1.25，300，1.31，3515 CS ,234.4kN，满足要求 ,2958.2kN 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2A,505mm因此选配12@200，(每边面积) s 2A,1160.17，505,1665.17mm外纵墙外侧竖筋面积，选配18@150， s 22A,1780.38mm，外纵墙内侧竖筋面积=149.21+505=654.21， mms 2A,754mm选配12@150， s 二、内纵墙计算 1.墙体剪力计算 取B纵墙，4横墙): 墙体剪力计算，分给纵墙的剪力为( ,,Nb1iji,,V,，V 44B,,2,b,Niij,, ,b,4，0.35,1.4mV,Vb=5647.5kN，=0.35mm， j4ii代入得: 10.353032.8,,V,，，，5647.5,1440.1kN,, B421.411541.6,,修正后: 1,,2，，V,V,PA，A,1440.1,209.7，5.48，，0.9,205kN,, 4B4Bj122,, 2.墙体斜截面强度验算 ? 截面验算 ，，0.25fbh,0.25，14.3，350，3550,35,4398kN ,V=205kN c0 满足要求 (1) 竖向抗剪钢筋计算 试选12@200，双面配筋，则: V,0.07，14.3，350，3515，1.25，300，1.31，3515 CS ,205kN，满足要求 ,2958.2kN 2A,505mm因此选配12@200，(每边面积)双面配置 s 内蒙古科技大学毕业设计说明书 按构造要求，内纵墙横向钢筋选配10@200，双面配置 (5) 内纵墙计算 a. 墙体剪力计算 墙体剪力按下式计算: 上 V,PAijj3 P,209.7kP ja 12，，A,2，0.6，3.15，3,10.96m 32 代入得: 图7.13 上V,PA,209.7，10.96,2298.3kN ijj3 b. 墙体斜截面强度验算 ，，0.25fbh,0.25，14.3，350，3550,35,4398kN ,V=2298.3kN c0 满足要求 (6) 竖向抗剪钢筋计算 试选12@200，双面配筋，则: V,0.07，14.3，350，3515，1.25，300，1.31，3515 CS ,2298.3kN，满足要求 ,2958.2kN 2A,505mm因此内横墙竖筋选配12@200，(每边面积)双面配置 s 按构造要求，内纵墙横向钢筋选配10@200，双面配置 内蒙古科技大学毕业设计说明书 参考文献 1.《基础工程》张明义主编..北京:中国建材工业出版社,2003 2.《岩土工程勘察》王奎华主编..北京:中国建筑工业出版社,2005 3.《高层建筑箱形与筏形基础的设计计算》. 钱力航.北京:中国建筑工业出版社，2003 4.《基坑工程》刘宗仁主编.哈尔滨工业大学出版社，2008 5.《深基坑工程》 高大钊主编.中国机械出版社，2003 6.《土木工程专业毕业设计指南岩土工程分册》袁聚云等，，水电出版社，1999 7《深基坑支护结构实用内力计算手册》黄强编著.,M,. 中国建筑工业出版社.1995 8.《深基坑支护工程实例集》黄强 惠永宁主编.,M,.中国建筑工业出版社 1997 9.《简明深基坑工程设计施工手册》赵志缙 应惠清主编.,M,.中国建筑工业出版社 1997 10(土力学与基础工程[M]，武汉:武汉工业大学出版社，2000 11(《基坑土钉支护技术规范》(CECS 96:97).中国建筑工业出版社，1997 12.房屋建筑学[M], 北京:中国建筑工业出版社，1997 13(混凝土结构设计原理(第三版) [M]，中国建筑工业出版社, 2005 14(建筑结构抗震设计[M], 北京:中国建筑工业出版社，2006 15(混凝土结构设计规范(GB50010-2002) [M]，北京:中国建筑工业出版社 16(建筑结构荷载规范(GB50009-2001) [M]，北京:中国建筑工业出版社 17(楼梯设计手册[M]，北京:中国建筑工业出版社 18(混凝土结构与砌体结构设计(第三版) [M]，中国建筑工业出版社, 2005 19(工业于民用建筑抗震设计手册[M]， 北京:中国建筑科学研究院，1985 20(结构力学[M]， 武汉:武汉理工大学出版社，2000 21(建筑地基基础规范 (GB50007-2002) [M]， 北京:中国建筑工业出版社 22(地基基础设计与计算 [M]，北京:人民交通出版社 23(高层建筑箱形和筏形基础技术规范(JGJ6-99) [M]，中国建筑工业出版社 24.建筑结构CAD-PKPM软件应用[M]，中国建筑工业出版社， 2004 25. 土木工程专业英语[M]，科学出版社，2005 内蒙古科技大学毕业设计说明书