課程設計資料之基坑支護計算書包括上部結(jié)構(gòu)計算

1、本設計為包頭市環(huán)境保護局辦公樓工程基坑圍護、結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)工程設計，地點位于包頭市昆區(qū)友誼大街南側(cè)，為類場地，設計地震分組為第一組，設計基本加速度值為，抗震設防烈度為8度；建筑防火等級為二級；建筑耐火等級為二級，耐久年限二級；總建筑面積約10000平方米，層數(shù)為地上8層，地下2層，1層層高為，28層層高為，地下一層層高為。全部設計包括基坑支護、結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設計部分：1.圍護結(jié)構(gòu)不是主體結(jié)構(gòu)的一部分，基坑周圍有管線、道路及樹木需要加以保護，但不需嚴加保護，故基坑工程等級可定為二級，由于基坑深8m，基底位于水位以上，不需采取降水和護坡措施?；又ёo采用土釘墻支護。2.大樓設計方案為框架結(jié)構(gòu)，平面結(jié)構(gòu)呈“

2、一”字型布置，結(jié)構(gòu)設計主要包括：（1）結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計算單元的確定（2）重力荷載計算（3）橫向水平地震作用分析（4）PKPM電算（5）樓梯設計3.基礎(chǔ)設計：基礎(chǔ)采用箱形基礎(chǔ)，主要構(gòu)件均為鋼筋混凝土。關(guān)鍵詞：辦公樓; 基坑維護;土釘墻; 框架結(jié)構(gòu); 箱形基礎(chǔ)AbstractThe design for the Baotou Municipal Environmental Protection Bureau Office Building Foundation Pit, structural and foundation engineering,. is located in BaotouCity

3、, 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 , 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

4、 2. The total construction area is about 10,000 square meters.There are 8 floors above the ground level, 2layers underground.The first layer height is , 2 8 layers is , and the ground floor is .All designs include excavation, construction, and foundation design . 1.Envelope is not a part of the main

5、e structure. There are pipelines,a roadand treesaround 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 b

6、e 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 analysi

7、s(4) PKPM computing(5) Stair design3. Foundationdesign: The foundation uses box foundation. Main components are reinforced concreteKeywords:OfficeBuilding; Pit Maintenance; Soil-nail Wall; FrameStructure; The box foundation第1章設計背景、資料和要求設計背景本設計位于包頭市青山區(qū)團結(jié)大街北側(cè)，南臨九星電子大樓，北接自來水公司，建筑物西側(cè)為富強路，南北側(cè)臨近均有建筑物，以均布荷

8、載考慮，荷載為80kPa和100kPa，間距與平面詳圖見圖1?？偨ㄖ娣e約為10000平方米，層數(shù)為地上8層，地下2層。圍護結(jié)構(gòu)不是主體結(jié)構(gòu)的一部分，基坑周圍有管線、道路及樹木需要加以保護，但不需嚴加保護，故基坑工程等級可定為二級。建筑防火等級為二級；建筑耐火等級為二級，耐久年限二級。圖1 建筑平面布置圖設計資料氣象資料：1.冬季采暖室外計算溫度19，夏季室外計算溫度；2.室內(nèi)計算溫度：衛(wèi)生間、樓梯間和大廳16，其他房間18；3.日最大降雨量為，月最大降雨量為，年最大降雨量為，年平均降雨日數(shù)：天；4.夏季主導風向為東南風，冬季為北風，最大風速25m/s,基本風壓0.55KN/m2；5.最大積雪

9、深度210mm，基本雪壓S0/m2。6.冬季相對濕度為55，夏季相對濕度為40。工程地質(zhì)水文地質(zhì)概況本工程場區(qū)地形較為平坦。地層除表層人工填土外，其下為第四紀沖洪積成因的粘性土、粉土、砂類土層。該場地土類型為中軟型土，建筑場地類別為III類，無影響建筑物穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用。場區(qū)土層在水平方向的分布比較均勻，成層性好，無軟弱土層存在，建筑場地的地基土為均勻地基。地基土層巖性特征和物理力學參數(shù)見以下兩表。場區(qū)內(nèi)地下水分兩層，上層滯水靜止水位4.5013.80m，含水層主要為粘質(zhì)粉土層，補給來源主要為大氣降水；層間水靜止水位埋深8.6014.00m。含水層主要為細砂層，補給來源主要是地下徑流及越流

10、補給；微承壓水主要含水層為中砂層，靜止水位埋深約20m。地下水對砼及鋼筋砼中鋼筋均無腐蝕性。由于基坑深8m，基底位于水位以上，不需采取降水和護坡措施。表1地層巖性特征編號地層名稱平均厚度(m)顏色密實度稠度狀態(tài)性狀描述素填土黃褐松散硬塑以粉質(zhì)粘土為主，含少量磚屑、碎石，松散稍密，局部地段上部為雜填土粘質(zhì)粉土褐黃中密可塑很濕，含氧化鐵、云母，局部夾粘性土薄層粉質(zhì)粘土褐灰中密可塑含氧化鐵、有機質(zhì)等粉質(zhì)粘土褐黃中密可塑含氧化鐵、云母細砂褐黃密實主要顆粒為石英、長石、云母粘土褐黃密實可塑含氧化鐵、云母等，夾粉質(zhì)粘土、粉砂透鏡體中砂未穿透灰黃密實飽和，主要礦物成分為石英、長石、云母，局部夾卵石透鏡體粉質(zhì)

11、粘土未穿透褐黃密實可塑含氧化鐵、云母，局部夾粉砂透鏡體粉質(zhì)粘土未穿透褐灰密實可塑含氧化鐵、有機質(zhì)等，局部夾細砂透鏡體和粘土薄層粘質(zhì)粉土未揭穿褐黃密實硬塑含氧化鐵、云母，局部夾中砂及砂質(zhì)粉土薄層表2土層物理力學性質(zhì)參數(shù)土層代號濕密度飽和度液性指數(shù)重度壓縮模量粘聚力摩擦角樁極限側(cè)阻樁極限端阻地基承載力g/ m3Sr%ILKN/m3100MPa200MPa300MPaCkPaØ°QsikkPaqkPakPa106018655006070700180658001607080017028032701000240451570900180350308017002801.3設計要求1.層高

12、：1層為4.5m，2-8層為3.3m（層高滿足建筑功能要求可自定，要求不同設計存在不同）。設客梯兩部 Q=lt（15人）速度1m/s。2.平面形式：平面“一”字形或自定（應滿足結(jié)構(gòu)計算要求）,建筑平面可以小于擬建場地，但不得超出場地面積。3.基礎(chǔ)埋深根據(jù)地質(zhì)條件自定,筏板或箱形組合基礎(chǔ)，2層地下室,地下室兼做車庫。第2章土釘墻支護計算土釘支護技術(shù)土釘支護的概念土釘支護亦稱錨噴支護，就是逐層開挖基坑，逐層布置排列較密的土釘（鋼筋），強化邊坡土體，并在坡面鋪設鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土。相應的支護體稱為土釘墻，它由被加固的土體、放置在土體中的土釘與噴射混凝土面板三個緊密結(jié)合的部分組成。土釘是其最主要的構(gòu)件

13、，英文名叫Soil Nailing，它的設置有打入法，旋入法，以及先鉆孔、后置入、再灌漿三種方法。土釘支護的特點與其它支護類型相比，土釘支護具有以下一些特點或優(yōu)點：1. 土釘與土體共同形成了一個復合體，土體是支護結(jié)構(gòu)不可分割的部分。從而合理的利用了土體的自承能力。2. 結(jié)構(gòu)輕柔，有良好的延性和抗震性。3. 施工設備簡單。土釘?shù)闹谱髋c成孔、噴射混凝土面層都不需要復雜的技術(shù)和大型機具。4. 施工占用場地少。需要堆放的材料設備少。5. 對周圍環(huán)境的干擾小。沒有打樁或鉆孔機械的轟隆聲，也沒有地下連續(xù)墻施工時污濁的泥漿。6. 土釘支護是邊開挖邊支護，流水作業(yè)，不占獨立工期，施工快捷。7. 工程造價低，經(jīng)

14、濟效益好，國內(nèi)外資料表明，土釘支護的工程造價能夠比其它支護低1/21/3。8. 容易實現(xiàn)動態(tài)設計和信息化施工。土釘支護的適用范圍土釘支護適用于：地下水位以上或經(jīng)人工降水措施后的雜填土、普通粘土或弱膠結(jié)的砂土的基坑支護或邊坡加固。一般可用于標準貫入基數(shù)N值在5以上的砂質(zhì)土與N值在3以上的粘性土。單獨的土釘墻宜用于深度不大于12m的基坑支護或邊坡維護，當土釘墻與放坡開挖、土層錨桿聯(lián)合使用時，深度可以進一步加大。土釘支護不宜用于含水豐富的粉細砂巖、砂礫卵石層和淤泥質(zhì)土。不得用于沒有自穩(wěn)能力的淤泥和飽和軟弱土層。土釘?shù)淖饔脵C理土釘在復合土體中有個整體以下幾種作用機理：1. 箍束骨架作用：該作用是由于土

15、釘本身的剛度和強度，以及它在土體內(nèi)分布的空間所決定的。它在復合土體中起骨架作用，使復合土體構(gòu)成一個整體，從而約束土體的變形和破壞。2. 分擔作用：在復合土體內(nèi)，土釘與土體共同承擔外荷載和自重應力，土釘起著分擔作用。由于土釘有很高的抗拉、抗剪強度和土體無法相比的抗彎剛度，所以在土體進入塑性狀態(tài)后，應力逐漸向土釘轉(zhuǎn)移。當土體發(fā)生開裂后，土釘?shù)姆謸饔酶鼮橥怀觯@時土釘內(nèi)出現(xiàn)了彎剪、拉剪等復合應力，從而導致土釘中的漿體碎裂、鋼筋屈服。土釘墻之所以能夠延遲塑性變形，并表現(xiàn)出漸進性開裂，與土釘?shù)姆謸饔檬敲芮邢嚓P(guān)的。3. 應力傳遞與擴散作用：當荷載增加到一定程度，邊坡表面和內(nèi)部裂縫已發(fā)展到一定寬度，邊坡

16、應力達最大。此時，下部土釘位于滑裂區(qū)域以外土體中的部分仍然能夠提供較大的抗力。土釘通過它的應力傳遞作用可將滑裂區(qū)域內(nèi)的應力傳遞到后面穩(wěn)定的土體中，分布在較大范圍的土體內(nèi)，降低應力集中程度。4. 對坡面變形的約束作用：在坡面上設置的與土釘連在一起的鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面板使發(fā)揮土釘有效作用的重要組成部分。噴射混凝土面板對坡面變形起到約束作用，面板的約束力取決于土釘表面與土之間的摩阻力，當復合土體開裂面區(qū)域擴大并連成片時，摩阻力主要來自開裂區(qū)域后的穩(wěn)定復合土體。土釘支護設計1. 確定土釘墻結(jié)構(gòu)尺寸（1）在初步設計時，應先根據(jù)基坑環(huán)境條件和工程地質(zhì)資料，確定土釘墻的適用性，然后確定土釘墻的結(jié)構(gòu)尺寸，土釘

17、墻高度由工程開挖深度決定，開挖面坡度可取60°90°，在條件許可時，盡可能降低坡面坡度。（2）土釘墻均是分層分段施工，每層開挖的最大高度取決于該土體可以自然站立而不破壞的能力。在砂性土中，每層開挖高度一般為0.52.0m，在粘性土中可以增大一些。開挖高度一般與土釘豎向間距相同，常用1.01.5m；每層單次開挖的縱向長度，取決于土體維持穩(wěn)定的最長時間和施工流程的相互銜接，一般多用10m長。2. 參數(shù)設計土釘參數(shù)設計主要包括土釘長度、間距、布置、孔徑和鋼筋直徑等。（1） 土釘長度 在實際工程中，土釘長度L常采用坡面垂直高度H的60%70%。土釘一般下斜，與水平面的夾角宜為5&#

18、176;20°。研究表明：對鉆孔注漿型土釘，用于粒狀土陡坡加固時，L/H一般為0.50.8；對打入型土釘，用于加固粒狀土陡坡時，其長度比一般為0.5L/H一般為0.51.2。其實，在只有飽和軟土中才會取L/H大于1。（2） 土釘直徑及間距土釘直徑D一般由施工方法確定。打入的鋼筋土釘一般為1632mm，常是25mm，打入鋼管一般是50mm；人工成孔時，孔徑一般為70120mm，機械成孔時，孔徑一般為100150mm。土釘間距包括水平間距（列距）和垂直間距（行距），其數(shù)值對土釘墻的整體作用效果有重要影響，大小宜為12m。對于鉆孔注漿土釘，可按612倍土釘直徑D選定土釘行距和列距，且宜滿足

19、：式中：K注漿工藝系數(shù)，一次壓力注漿，K=2.5； D、L土釘直徑和長度，m；、土釘水平間距和垂直間距，m。支護方案選擇本工程場區(qū)土層在水平方向的分布比較均勻，成層性好，無軟弱土層存在，建筑場地的地基土為均勻地基?；娱_挖深度位于地下水位以上，不需考慮降水和護坡措施，符合土釘墻支護條件，故選擇土釘墻作為基坑支護方式。右側(cè)土釘墻計算土壓力計算及土釘布置由設計任務書得基坑開挖深度為8m，穿越三個土層，具體如圖所示，地面均布荷載為80 kPa，開挖深度位于地下水位以上，故不用考慮降水。1.主動土壓力計算q地面荷載（）；土的重度（）；c土層粘聚力（kPa）主動土壓力系數(shù)，為土層內(nèi)摩擦角。圖土層分布圖=

20、，c=0，各層土壓力計算：填土表面處的土壓力素填土底面土壓力粘質(zhì)粉土頂面土壓力粘質(zhì)粉土底面土壓力 = =粉質(zhì)粘土頂層土壓力 =粉質(zhì)粘土底層土壓力 = =2.土釘參數(shù)及布置土釘墻水平傾角為，即按放坡，土釘與水平面的傾角取，土釘豎直間距取，水平間距取，機械成孔，取孔徑130。具體見圖2.2。土釘處主動土壓力計算：第1點最大主動土壓力第2點最大主動土壓力右側(cè)土釘墻土釘布置第3點最大主動土壓力第4點最大主動土壓力第5點最大主動土壓力第6點最大主動土壓力土釘設計1.折減系數(shù)計算土釘墻坡面與水平面夾角，為（坡度1:0.3）。2.受拉荷載標準值計算其中：荷載折減系數(shù)；第i個土釘位置處的基坑水平荷載標準值，（

21、kPa）；、-土釘與相鄰土釘?shù)钠骄?、垂直間距，（m）；-土釘與水平面的夾角。3.土釘受拉承載力設計值計算土釘受拉承載力設計值按以下公式計算：其中：-第i根土釘受拉荷載標準值，（kN）；-第i根土釘受拉承載力設計值，（kN）；-基坑側(cè)壁重要性系數(shù)，取1.0。4.土釘長度設計土釘長度按以下公式計算：其中：-土釘受拉抗力分項系數(shù)，取1.3；-第j根土釘錨固體直徑，（m）；-土釘穿越第i層土體與錨固體極限摩阻力標準取值；查表得，。-第i根土釘在直線破裂面外穿越第i穩(wěn)定土體內(nèi)的長度,(m)。5、自由段長度的計算自由段長度按以下公式計算：其中：-第i排土釘自由段長度（m）；-基坑深度（m）；-土釘墻坡

22、面與水平面的夾角；-土釘與水平面的傾角??；-第i排土釘?shù)降孛娴木嚯x（m）。第1排土釘自由段長度計算，第1排土釘長度：第2土釘自由段長度計算，第2土釘長度：第3土釘自由段長度計算，第3土釘長度：第4土釘自由段長度計算，第4土釘長度：第5土釘自由段長度計算，第5土釘長度：第6土釘自由段長度計算，第6土釘長度：綜合上述計算結(jié)果及施工因素，取第1排和第6排土釘長度為，第25排土釘取。6、桿體直徑計算：土釘桿體的鋼筋直徑按以下公式計算：其中：-鋼筋截面面積；-普通鋼筋抗拉強度標準值；-土釘受拉承載力設計值最大值；-土釘抗拔力安全系數(shù)，取1.3。選取三級鋼筋28，縱向受力鋼筋去28，面層混凝土厚度取100

23、，加強筋取二級鋼筋14，鋼筋網(wǎng)采用150。土釘墻驗算1、土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算其中：-土釘?shù)木植糠€(wěn)定性安全系數(shù)，取1.3；-土釘?shù)脑O計內(nèi)力（N）；-土釘直徑（M）；-界面粘結(jié)強度標準值（kPa）。查表得：，（1）、第1排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算滿足內(nèi)部抗拔力要求。（2）、第2排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算滿足內(nèi)部抗拔力要求。（3）、第3排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算滿足內(nèi)部抗拔力要求。（4）、第4排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算滿足內(nèi)部抗拔力要求。（5）、第5排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算，滿足內(nèi)部抗拔力要求。（6）、第6排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算滿足內(nèi)部抗拔力要求。作用在墻后滑移合力為土體主動土壓力作用在墻底斷面的抗滑合力其中：-墻體

24、自重（kN）；-土釘墻寬度（m），本設計，取?？够踩禂?shù)滿足下式：，滿足抗滑穩(wěn)定性要求3.抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆力矩：傾覆力矩：抗傾覆安全系數(shù)要滿足以下公式：抗傾覆力矩：傾覆力矩：抗傾覆安全系數(shù)要滿足以下公式：滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求左側(cè)土釘墻計算土壓力計算及土釘布置基坑開挖深度為8m，穿越三個土層，具體如圖所示，地面均布荷載為100 kPa，開挖深度位于地下水位以上，故不用考慮降水。1.主動土壓力計算q地面荷載（）土的重度（）c土層粘聚力（kPa）主動土壓力系數(shù)，為土層內(nèi)摩擦角。=，c=0，各層土壓力計算：填土表面處的土壓力素填土底面土壓力粘質(zhì)粉土頂面土壓力粘質(zhì)粉土底面土壓力 = =粉質(zhì)粘土頂

25、層土壓力 =粉質(zhì)粘土底層土壓力 = =2.土釘參數(shù)及布置土釘墻水平傾角為，即按放坡，土釘與水平面的傾角取，土釘豎直間距取，水平間距取，機械成孔孔徑一般為100150，取孔徑130，具體如圖2.4所示。土釘處主動土壓力計算：第1點最大主動土壓力左側(cè)土釘墻土釘布置圖第2點最大主動土壓力第3點最大主動土壓力第4點最大主動土壓力第5點最大主動土壓力第6點最大主動土壓力第7點最大主動土壓力土釘設計1.折減系數(shù)計算土釘墻坡面與水平面夾角，為（坡度1:0.3）。2.受拉荷載標準值計算其中：荷載折減系數(shù)；第i個土釘位置處的基坑水平荷載標準值，（kN）；、-土釘與相鄰土釘?shù)钠骄?、垂直間距，(m)；-土釘與水

26、平面的夾角。3.土釘受拉承載力設計值計算土釘受拉承載力設計值按以下公式計算：其中：-第i根土釘受拉荷載標準值（kN）；-第i根土釘受拉承載力設計值（kN）；-基坑側(cè)壁重要性系數(shù)，取1.0。4.土釘長度設計土釘長度按以下公式計算：其中：-土釘受拉抗力分項系數(shù)，取1.3；-第j根土釘錨固體直徑；-土釘穿越第I層土體與錨固體極限摩阻力標準取值；查表得，。-第i根土釘在直線破裂面外穿越第i穩(wěn)定土體內(nèi)的長度（m）；5.自由段長度的計算自由段長度按以下公式計算：其中：-第i排土釘自由段長度（m）；-基坑深度（m）；-土釘墻坡面與水平面的夾角；-土釘與水平面的傾角??；-第i排土釘?shù)降孛娴木嚯x（m）；第1排土

27、釘自由段長度計算，第1排土釘長度：第2排土釘自由段長度計算，第2排土釘長度：第3排土釘自由段長度計算，第3排土釘長度：第4排土釘自由段長度計算，第4排土釘長度：第5排土釘自由段長度計算，第5排土釘長度：第6排土釘自由段長度計算，第6排土釘長度：第7排土釘自由段長度計算，第7排土釘長度：綜合上述計算結(jié)果及施工因素，取第1排和第7排土釘長度為，第25排土釘取。6.桿體直徑計算：土釘桿體的鋼筋直徑按以下公式計算：其中：-鋼筋截面面積；-普通鋼筋抗拉強度標準值；-土釘受拉承載力設計值最大值；-土釘抗拔力安全系數(shù)，取1.3。選取三級鋼筋28，縱向受力鋼筋取三級鋼筋28，面層混凝土厚度取100，加強筋取二

28、級鋼筋16，鋼筋網(wǎng)采用200。土釘墻驗算1、土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算其中：-土釘?shù)木植糠€(wěn)定性安全系數(shù)，取1.3；-土釘?shù)脑O計內(nèi)力（N）；-土釘直徑（m）；-界面粘結(jié)強度標準值（kPa）。查表得：，（1）、第1排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算，滿足內(nèi)部抗拔力要求。（2）、第2排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算滿足內(nèi)部抗拔力要求。（3）、第3排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算滿足內(nèi)部抗拔力要求。（4）、第4排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算滿足內(nèi)部抗拔力要求。（5）、第5排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算，滿足內(nèi)部抗拔力要求。（6）、第6排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算滿足內(nèi)部抗拔力要求。（7）、第7排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算作用在墻后滑移合力為土體主動土壓力作用在墻底斷

29、面的抗滑合力其中：-墻體自重（kN）；-土釘墻寬度（m），本設計，取?？够踩禂?shù)滿足下式：滿足抗滑穩(wěn)定性要求3.抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆力矩：傾覆力矩：抗傾覆安全系數(shù)要滿足以下公式：抗傾覆力矩：傾覆力矩：抗傾覆安全系數(shù)要滿足以下公式：滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求第3章 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計算單元的確定3.1、框架體系的結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：平面布置靈活，既能獲得較大的空間，也可分隔為小空間，以適應不同使用功能的要求，建立的立面容易處理。若通過合理的設計，框架可以成為耗能能力強、變形能力大的延性框架。框架結(jié)構(gòu)是高次超靜定結(jié)構(gòu)，既能承受豎向荷載，也能承受風荷載或水平地震作用等水平側(cè)向力的作用。1、柱網(wǎng)布置應

30、滿足生產(chǎn)工藝的要求本設計柱網(wǎng)布置方式采用不對稱不等跨式布置。2、柱網(wǎng)布置應滿足建筑平面布置的要求。 在辦公樓與民用建筑中，柱網(wǎng)布置應與建筑分隔墻布置相協(xié)調(diào)，一般常將柱子設在縱橫建筑隔墻的交叉點上，以盡量減少柱子對建筑使用功能的影響。柱網(wǎng)的尺寸還受跨度的限制，梁跨度一般在69m之間為宜；同時，在辦公樓建筑中，一般是兩邊為辦公室，中間為走廊，可將中柱布置在走道兩側(cè)，或可取消一排柱子，布置成為兩跨框架，本設計建筑平面布置為后者。3、柱網(wǎng)布置要使結(jié)構(gòu)變?yōu)楹侠碇W(wǎng)布置時，應考慮到結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下內(nèi)力分布均勻合理，各構(gòu)件材料均能充分利用。4、柱網(wǎng)布置應方便施工建筑設計在結(jié)構(gòu)布置時應考慮到施工方便，以加

31、快施工進度，降低工程造價。現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)可不受建筑模數(shù)和構(gòu)件標準的限制，但在結(jié)構(gòu)布置時亦盡量使梁板布置簡單規(guī)則，以方便施工。本設計柱網(wǎng)布置如下圖3.1所示3.2框架承重方案一般情況下柱在兩個方向均應有梁拉結(jié)，亦既沿房屋縱橫方向均應布置梁系。因此，實際的框架結(jié)構(gòu)是一個空間受力體系。沿建筑物長向的稱為縱向框架，沿建筑物短向的稱為橫向框架，分別承受各自方向上的水平力，而樓面豎向荷載則依樓蓋結(jié)構(gòu)布置方式的不同而按不同的方式傳遞；按樓面豎直荷載傳遞路線的不同，承重框架的布置方案有橫向框架、縱向框架和縱橫向混合承重等幾種，本設計采用縱橫向混合承重方案，該方案由于縱橫兩個方向的框架共同承重，因此，結(jié)構(gòu)的空間剛

32、度較大，結(jié)構(gòu)的整體性較好，對結(jié)構(gòu)抗震有利。3.3計算單元的選取及計算簡圖的確定為減少計算工作量，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時，常常不是對整個結(jié)構(gòu)進行分析，而是從實際結(jié)構(gòu)中選取有代表性的某一部分作為計算對象，稱為計算單元，結(jié)構(gòu)負荷的樓面面積稱為從屬面積。本設計取軸的一榀框架作為計算單元，如圖3.2所示：1、該工程的抗震等級為二級，設防烈度8度。2、該工程的基礎(chǔ)采用箱型基礎(chǔ)，有一層地下室。3、計算簡圖用梁、柱的軸線表示：梁、柱軸線取各自的形心線；對與鋼筋混凝土樓蓋整體澆筑的框架梁，一般可取樓板底面作為梁軸線；對于底層柱的下端，一般取至基礎(chǔ)頂面。其計算簡圖如圖3.3所示：元圖3.4、框架結(jié)構(gòu)梁、柱截面尺寸的初選

33、3、框架梁尺寸的初選1、根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范及混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范的規(guī)定：梁的幾何尺寸，宜符合下列各項的要求：（1）、梁截面高度小于或等于800mm，取50為模數(shù)；800mm以上取100為模數(shù)。（2）、現(xiàn)澆樓蓋中，一般主梁至少要比次梁高50mm，以便于施工。、主梁截面寬度不小于200mm，次梁截面寬度不應小于150mm。一般在橫向框架梁設計時，常取，采用橫向框架設計體系。為了防止框架梁發(fā)生剪切破壞，梁高h不宜大于1/4凈跨，同時框架梁的截面寬度可取b=（1/21/3）h,為了使梁的兩端節(jié)點傳力可靠，梁寬不宜小于柱寬的1/2且不小于250.以滿足承載力、剛度和延性的要求。橫向邊跨框架梁（AB、CD

34、跨）：=（）L=（）×6300=525787.5，取=650；=（）=（）×650=217325，取=300。故AB、CD跨框架梁的截面尺寸取300mm×650mm。橫向中間跨框架梁（BC跨）：=（）L=（）×1800=150225，取=500；=（）=（）×500=167250，取=300。故BC跨框架梁的截面尺寸取300mm×500mm。縱向框架梁：=（）L=（）×6000=500750，取=650；=（）=（）×650=217325，取=300。故縱向框架梁的截面尺寸取300mm×650mm。=（）

35、L=（）×6000=500750，取=550=（）=（）×550=183275，取=250mm故次梁的截面尺寸取250mm×550mm。3、柱截面尺寸的初選1、按照建筑設計抗震規(guī)范第、6.3.7條規(guī)定：（1）、柱截面的邊長不宜小于300mm；（2）、柱剪跨比宜大于2；（3）、柱截面長邊與短邊之比不宜大于3。2、抗震設計時，要求柱的軸壓比滿足下式要求：N-地震作用組合下的柱的軸向壓力設計值（kN）；F-按簡支狀態(tài)計算的柱的負荷面積（）；-折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似取1215；-考慮地震作用組合后的柱的軸向壓力增大系數(shù)，邊柱取1.3，不等跨內(nèi)柱取1.

36、25，等跨內(nèi)柱取1.2；-驗算截面以上的樓層層數(shù)；-柱截面面積（）；-框架柱軸壓比限值，對一、二、三、級抗震等級，分別取0.7、0.8、0.9；計算柱截面尺寸，只要底層柱的截面滿足要求，則其余各層也滿足要求。根據(jù)建筑設計抗震規(guī)范表及混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范表11.1.4得，本工程為二級抗震等級，軸壓比限值。將各層的重力荷載代表值近似值取13。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范第條規(guī)定，框支梁、框支柱以及二級抗震等級的框架梁、柱節(jié)點，混凝土強度等級不應低于C30，其他各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強度等級不應低于C20，故選底層和地下一層柱的混凝土等級為C40，梁、板的混凝土強度等級為C35，二八層柱的混凝土強度等級為C35

37、，梁、板的混凝土強度等級為C30。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范表查表得：C40混凝土 由結(jié)構(gòu)平面布置圖可知：中柱負荷面積為：左邊柱負荷面積為：為了方便施工取中柱與邊柱的截面相同，因此取以上三者較大值。地震區(qū)豎向荷載產(chǎn)生的軸力估計值：故取柱截面尺寸為： 滿足要求3.5確定板的厚度根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范表查得，現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板的最小厚度為80。連續(xù)板，則初步確定屋面板及樓面板厚度為100，衛(wèi)生間的板的厚度為80。第4章 重力荷載計算4.1荷載計算（各工程做法的荷載計算）4屋面（保溫隔熱不上人屋面）的荷載計算屋面（保溫隔熱不上人屋面）的荷載計算：80120厚LC5.0浮石混凝土2%找坡層 恒荷載標準值

38、： 活荷載標準值： 活荷載設計值： 4樓面的荷載計算樓面的荷載計算:細石混凝土露面40厚C20細石混凝土表面撒1：1水泥砂子，隨打隨抹光素水泥漿結(jié)合層一遍（內(nèi)摻建筑膠） 23100厚鋼筋混凝土樓板 25恒荷載標準值： 活荷載標準值： 活荷載設計值： 4衛(wèi)生間的荷載計算衛(wèi)生間的荷載計算： 40厚C20細石混凝土隨打隨抹光 素水泥漿結(jié)合層一遍（內(nèi)摻建筑膠） 23 80厚鋼筋混凝土樓板 25恒荷載標準值： 活荷載標準值： 活荷載設計值： 4內(nèi)墻面的荷載計算內(nèi)墻面的荷載計算：粉刷石膏面漿一遍10厚粉刷石膏砂漿打底分遍抹平 12恒荷載標準值： 4外墻面的荷載計算外墻面的荷載計算:無機建筑涂料兩道6厚1：

39、2.5水泥砂漿抹平 2012厚1：3水泥砂漿打底掃毛或劃出紋道 12恒荷載標準值： 4踢腳線的荷載計算踢腳線的荷載計算: 8厚1：2水泥砂漿粘結(jié)層（內(nèi)摻建筑膠）20 5厚1：3水泥砂漿打底劃出紋道 20恒荷載標準值： 4走廊樓梯的荷載計算走廊樓梯的荷載計算20厚磨光花崗巖面層，水泥漿擦縫20厚1：3干硬性水泥砂漿結(jié)合層，表面撒水泥粉100厚鋼筋混凝土板 25恒荷載標準值： 4.2各層屋面（樓面）荷載計算屋面及樓面荷載計算見下表4.1表4.1屋面及樓面荷載匯總表（kN）層 次樓屋面類型面積（）恒載（）活載（）8現(xiàn)澆屋面7辦公室567衛(wèi)生間走廊、樓梯6辦公室5672.0 衛(wèi)生間走廊、樓梯5辦公室5

40、67衛(wèi)生間走廊、樓梯4 辦公室567衛(wèi)生間走廊、樓梯3辦公室567衛(wèi)生間走廊、樓梯2辦公室567衛(wèi)生間走廊、樓梯1辦公室567衛(wèi)生間走廊、樓梯梁自重計算見下表4.24.2梁自重計算表（kN）層次梁的型號截面面積單梁自重kN粉刷重kN總 重kN根數(shù)合 計kN18KL125(0.65-0.1)20KL225(0.5-0.10)210KL325(0.65-0.10)36CL25(0.55-0.10)18柱自重計算計算結(jié)果見下表4.3表4.3柱自重計算表（kN）層次柱截面 換算柱高 m 單 根柱 重kN抹灰系數(shù)總重kN根數(shù)合 計kN1/2柱重 kN-12540125401782891282540各層墻

41、自重計算見下表4.4表4.4墻自重計算（kN）層數(shù)各分部分項工程荷 載值（kN/m）上半層下半層面積(m)自重（kN）面積(m)自重（kN）8300厚陶粒砌塊砌外墻，外側(cè)涂料內(nèi)側(cè)粉刷石膏，單位面積自重：60.3+0.36+0.147=2.307（kN/m）4)200厚粉煤灰輕質(zhì)空心砌塊內(nèi)墻，粉刷石膏，單位自重：72=1.694（kN/m）(6-0.6)25=5（kN/m）塑鋼窗單位面積自重：0.5（kN/m）18木門單位面積：0.2（kN/m）14層數(shù)各分部分項工程荷載值（kN/m）上半層+下半層面積(m)自重（kN）72300厚陶粒砌塊砌外墻，外側(cè)涂料內(nèi)側(cè)粉刷石膏，單位面積自重：60.3+0

42、.36+0.147=2.307（kN/m）（2.3-0.65）4)200厚粉煤灰輕質(zhì)空心砌塊內(nèi)墻，粉刷石膏，單位自重：72=1.694（kN/m）（3.3-0.65） (6.3-0.6+6-0.6)25=5（kN/m）（6.3-0.6）152+（6.0-0.6）152+（54-6）2層數(shù)各分部分項工程荷載值（kN/m）上半層下半層自重（kN）面積(m)面積(m)1300厚陶粒砌塊砌外墻，外側(cè)涂料內(nèi)側(cè)粉刷石膏，單位面積自重：60.3+0.36+0.147=2.307（kN/m）104）2-（1.65-0.85）18-（1.65-1.0）94)200厚粉煤灰輕質(zhì)空心砌塊內(nèi)墻，粉刷石膏，單位自重：7

43、2=1.694（kN/m）+6-0.6）(6.3-0.6+6-0.6)15-（2.4-2.25）25=5（kN/m）塑鋼窗單位面積自重：0.5（kN/m）1818木門單位面積：0.2（kN/m）1414踢腳線單位面積自重：0.44（kN/m）玻璃門單位面積：0.4（kN/m）注：陶粒砌塊自重：，粉煤灰輕質(zhì)空心砌塊：78kN/m踢腳線高：120mm過梁高：200mm4.3桿件剛度計算4梁線剛度底層梁采用C35混凝土，其它層采用C30混凝土，包頭地區(qū)抗震設防烈度為8度，基本地震加速度為，查混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范表得：C35：=C30：=截面慣性矩：在框架結(jié)構(gòu)中，由于樓板作為框架梁的翼緣參加工作，使得梁

44、的剛度有所提高，通常采用簡化方法進行處理。其中，在求梁截面慣性矩時考慮到現(xiàn)澆板的作用，中框架梁取，邊框梁?。榭紤]樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）?？蚣芰壕€剛度計算列表如下表4.5、4.6所示表4.5底層框架梁線剛度表梁號截 面尺 寸跨度截面慣性矩中框梁邊框梁KL16900052000KL210850081375KL336225054600表4.6其他層框架梁線剛度表梁號截 面尺 寸跨度截面慣性矩中框梁邊框梁KL1KL277500KL369000520004柱線剛度底層柱和地下一層柱采用C40混凝土，其它層采用C35混凝土，包頭地區(qū)抗震設防烈度為8度，基本地震加速度為，查混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范表得：C

45、40：=C35：=各層柱線剛度計算結(jié)果見下表4.7：表4.7柱線剛度樓 層柱 高m（kN/m）截 面尺 寸82178000-1731254柱側(cè)移剛度邊柱、中柱側(cè)移剛度計算如下表4.8；4.9；剛度匯總見表4.10。表4.8邊框架柱的側(cè)移剛度計算表層次柱高線剛度底層：一般層：底層：一般層：（）1780002223792237938表4.9中框架柱的側(cè)移剛度計算層次柱高線剛度底層：一般層：底層：一般層：（）1780002384.10各層D值匯總型柱數(shù)層1238中框架柱左柱：888中柱：161616右柱：888邊框架柱左柱：22223792中柱：444右柱：22223792第5章 橫向水平地震作用分析5.1各層重力荷載代表值的計算根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范第條，計算地震作用時，建筑的重力荷載代表值應取結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的自重標準值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載的組合值系數(shù)應按表5.1.3條用。重力荷載代表值的計算如下表5.1所示，重力荷載代表值圖如下圖5.1所示，其中，頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載、50%