结构初步设计说明参考样本Word文档下载推荐.docx
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4.2设计依据
4.2.1设计目标
使用年限:
50年(4区、5区:
100年)
设计基准期:
50年
4.2.2自然条件
4.2.2.1基本风压值
ω0=0.50kN/m2(100年重现期);
ω0=0.45kN/m2(50年重现期)
4.2.2.2基本雪压值
s0=0.45kN/m2(100年重现期);
s0=0.40kN/m2(100年重现期)
4.2.2.3气象资料
1、风况:
年平均风速3.8米/秒、常风向南南东及东南东、频率10%,其次是东北东及东南,频率9%,强风向东南东及东南,最大风速为20米/秒。
2、降水:
年平均降水量1O25.6毫米。
降雨集中在4~9月。
年平均降雪日数5天。
3、雾:
年平均雾日28天。
4、气温:
年平均气温15.2℃,最高气温38.0℃,最低气温-14.2℃。
4.2.2.4抗震设防烈度:
6度(0.05g)
4.2.3工程地质勘察报告
由常熟市建筑设计研究院有限公司提供的《常熟江南文化艺术中心岩土工程勘察报告》(工程编号2009220)。
4.2.4建设单位相关要求
暂无
4.2.5相关阶段设计文件
常熟江南文化中心建筑平面布置图、剖面图
4.2.6结构设计采用的主要标准
建筑结构设计术语和符号标准GB/T50083-97
建筑结构制图标准GB/T50105-2001
建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001
建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008
砌体结构设计规范GB50003-2001
建筑地基基础设计规范GB50007-2002
建筑结构荷载规范(2006年版)GB50009-2001
混凝土结构设计规范GB50010-2002
建筑抗震设计规范(2008年版)GB50011-2001
钢结构设计规范GB50017-2003
冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002
地下工程防水技术规范GB50108-2008
高层建筑混凝土结构设计规程JGJ3-2002
高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-98
建筑桩基技术规范JGJ94-2008
型钢混凝土组合结构设计规程JGJ138-2001
建筑工程设计文件编制深度规定(2008版)建质[2008]216号
4.3图纸说明
4.3.1图纸单位
标高为米(m),尺寸为毫米(mm)
4.3.2相对标高0.000对应绝对标高为3.300。
4.3.3本工程结构施工图的图纸编号原则为“结施-图纸分类号-分区编号-图纸序号”,图纸分类号见下表,其中结构说明和基础部分的分区号以“00”代替:
图纸分类号
设计范围
00
结构说明
01
基础设计
02
混凝土框架柱设计
03
混凝土梁、板设计
04
混凝土楼梯设计
05
预应力结构设计
06
钢结构设计
07
钢结构楼梯设计
08
特殊构件设计
如图号“结施-02-1区-003”表示1区混凝土框架柱设计的第3张图。
4.3.4常用构件代码及构件编号要求同国家现行标准图集相关说明
4.3.5结构设计采用标准图集
建筑结构设计常用数据06G112
建筑物抗震构造详图(系列)03G329
混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(系列)03G101
钢结构施工图参数表示方法制图规则和构造详图08SG115-1
多、高层民用建筑钢结构节点构造详图01(04)SG519
框架结构填充小型空心砌块墙体结构构造06SG614-1
预应力混凝土管桩03SG409
桩基承台06SG812
4.4建筑分类等级
4.4.1建筑结构安全等级及重要性系数
安全等级
重要性系数γ0
二级
1.0
一级
1.1
4.4.2地基基础设计等级及建筑防火等级
地基基础设计等级
防火等级
丙级
乙级
4.4.3建筑抗震设防类别及混凝土结构抗震等级
抗震设防类别
框架抗震等级
剪力墙抗震等级
普通设防类(丙类)
四级
重点设防类(乙类)
三级
4.4.4防水等级
地下室I级
4.5主要荷载(作用)取值
4.5.1设计恒荷载取值
4.5.1.1楼面附加恒荷载(kN/m2)
使用区域
一般
楼面
服务
用房
卫生
间
普通
观众席
主要
覆土
屋面
附加恒荷载
2.0
3.0
3.5
1.5
5.0
注:
a、附加恒荷载中未包括梁板柱墙结构自重及隔墙荷载。
b、结构构件自重由按实际情况计算确定。
4.5.1.2墙体荷载(kN/m2)
墙体
200厚加气混凝土砌块内墙
100厚加气混凝土砌块内墙
200厚煤矸石砌块保温外墙
轻质内隔墙
铝板复合保温外墙
玻璃幕墙
设计荷载
2.6
1.7
4.5.2设计楼面活荷载(kN/m2)
办公
室
休息
器材
库房
演出舞台
看台
活荷载
2.5
4.0
电气
计算机机房
通风
机房
制冷
水泵
房
楼梯
7.0
10.0
4.5.3设计屋面荷载
(1)屋面附加恒荷载:
4.0kN/m2
(2)屋面排水沟活荷载:
1.5kN/m、2.0kN/m
(3)考虑演出器材、表演的吊挂活荷载:
单个吊点10kN。
(4)马道恒荷载按1.5kN/m计算,活荷载按2.0kN/m考虑。
4.5.4风荷载
4.5.4.1基本风压值:
ω0=0.50kN/m2(100年重现期),ω0=0.45kN/m2(50年重现期)
4.5.4.2地面粗糙度:
C类
4.5.4.3组合值系数:
0.60
4.5.4.4频遇值系数:
0.40
4.5.4.5准永久值系数:
0
4.5.4.6风荷载计算方向:
整体计算时考虑00、900、1800、2700四个风向,分别对结构主体施加风荷载。
4.5.5雪荷载
4.5.5.1基本雪压值:
s0=0.45kN/m2(100年重现期),s0=0.4kN/m2(50年重现期)
4.5.5.2屋面积雪分布系数:
4.5.5.3组合值系数:
0.70
4.5.5.4频遇值系数:
4.5.5.5准永久值系数:
4.5.6地震作用
4.5.6.1基本地震加速度:
0.05g
4.5.6.2设计地震分组:
第一组
4.5.6.3场地类别:
Ⅲ类
4.5.6.4场区地基土类型:
中软土
4.5.6.5场地特征周期:
多遇地震Tg=0.45s
设防地震Tg=0.45s
罕遇地震Tg=0.50s(考虑地基刚度退化)。
4.5.6.6地震影响系数:
多遇地震αmax=0.04
设防地震αmax=0.11
罕遇地震αmax=0.25
4.5.6.7结构阻尼系数:
混凝土结构0.05
钢结构0.02
4.5.7其它荷载
4.5.7.1栏杆水平荷载:
1.0kN/m
4.5.7.2水浮力有关参数
根据本工程勘察报告,水浮力有关参数如下:
(1)地下水类型
根据地下水的赋存、埋藏条件及其水理性质,本次勘察揭示的地下水类型主要为孔隙潜水、承压水,潜水主要分布于①层、②层中,承压水主要赋存于④-1层粉砂、⑤层粉土、⑧层粉土夹粉质粘土、⑨层粉砂中。
(2)地下水水位
勘察其间,测得孔隙潜水初见水位埋深在0.80~1.60m,稳定水位埋深在0.50~1.20m米,相应高程在0.81~1.37m,其水位随季节、气候而变化,水位年变化幅度在1.00米左右,据本地区常年观测资料,最高洪水位在黄海2.36米,枯水位0.703米,3~5年内地下水位无抬高或降低趋势,相对比较稳定;
拟建区内承压水对本工程有影响的是④-1层粉砂及⑤层粉土中的地下水,对其水位进行了测量,承压水初初见水位标高为-5.5米,停止钻进4小时后测得承压水水头高程为-1.50米左右。
对于第⑧层粉土夹粉质粘土、⑨层粉砂中的承压水,因埋深较深,按经验对本工程无影响,故未量测其水位。
拟建区抗浮最高设防水位建议采用黄海2.36米,最低抗浮设计水位按黄海1.50米考虑。
(3)地下水水质
场地及附近无污染源,地下水清澈透明、无异味,根据本次于钻孔1、18#所取两组地下水水质分析结果表明,本场地为II类环境类型,地下水和土对混凝土结构具微腐蚀性,对钢结构及混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
4.5.8承载力极限状态荷载效应组合
4.5.8.1无地震作用组合(活荷载均布设置,永久荷载效应控制的组合)
组合
恒荷载
活(雪)荷载
正风压
负风压
1
恒+活(雪)
1.35
0.98
2
恒+正风
0.84
3
恒+负风
4
恒+活(雪)+正风
5
恒+活(雪)+负风
a、正风压代表前、左两种风向,负风压代表后、右两种风向,共四种风向分别计算。
b、表中部分数据为组合系数乘分项系数而得
0.98=0.70X1.40
0.84=0.60X1.40
4.5.8.2无地震作用组合(活荷载均布设置,可变荷载效应控制的组合)
1.20
1.40
6
恒+正风+活(雪)
7
恒+负风+活(雪)
4.5.8.3无地震作用组合(按恒荷载、活荷载对结构有利作用组合)
恒荷
载
1.0/0.9
4.5.8.4有地震作用组合
X向
地震
Y向
Z向
风荷
X向地震+风荷载
0.60
1.30
±
0.24
Y向地震+风荷载
Z向地震+风荷载
X向地震+Z向地震
+风荷载
0.50
Y向地震+Z向地震
a、计算水平地震作用和同时计算水平与竖向地震作用时,承载力抗震调整系数按抗震规范表5.4.2选取。
当仅计算竖向地震作用时,承载力抗震调整系数取1.0。
b、表中风荷载正、负号分别代表正、负风压情况,正风压代表前、左两种风向,负风压代表后、右两种风向,共四种风向分别计算。
c、表中部分数据为组合系数乘分项系数而得
0.60=0.50X1.20
0.24=0.20X1.20
4.5.8.5考虑双向(三向)地震作用组合的承载力极限状态荷载效应组合
恒载
活(雪)载
X向地震
Y向地震
Z向地震
风
双向地震(X向为主)+风荷载
1.105
双向地震(Y向为主)+风荷载
三向地震(X向为主)+风荷载
0.325
三向地震(Y向为主)+风荷载
竖向为主+双向地震(X向为主)
0.425
0.845
竖向为主+双向地震(Y向为主)
a、考虑水平双向地震组合时,组合值比例采用1:
0.85
;
当考虑三向(两水平向和竖向)地震作用时,组合值比例采用1:
0.85:
0.65
b、水平与竖向组合时,非主要方向组合值系数为0.50。
c、表中风荷载分正、负风压情况,正风压代表前、左两种风向,负风压代表后、右两种风向,共四种风向分别计算。
d、表中部分数据为组合系数乘分项系数而得
1.105=0.85X1.30
0.425=0.85X0.50
0.325=0.65X0.50
0.845=0.65X1.30
4.5.9正常使用极限状态荷载组合
4.5.9.1无地震作用组合
恒+活(雪)+正风压
0.6
恒+活(雪)+负风压
10
恒+正风压+活(雪)
0.7
13
恒+负风压+活(雪)
a、表中分项系数均为1.0。
b、表中风荷载分正、负风压情况,正风压代表前、左两种风向,负风压代表后、右两种风向,共四种风向分别计算。
4.5.9.2地震作用组合
1.00
0.20
X向地震+Z向地震+风荷载
Y向地震+Z向地震+风荷载
.
b、表中活荷载组合值系数为0.5,
4.6结构设计
4.6.1结构缝设置
根据建筑使用要求和结构合理性,将整个结构分为1~7七个结构区段,以减少温度应力、混凝土收缩影响,并使结构布置趋于合理,做到结构经济合理性。
4.6.2结构选型及结构布置
经结构设缝后,各区结构型式布置如下:
1区采用混凝土框架结构,平面呈三角形状,纵向长约22.4米,横向宽约25.3米;
框架柱截面尺寸一般柱为直径600圆柱,和600×
600、500×
500方柱;
框架梁截面尺寸一般为300×
650和350×
700,次梁截面一般为250×
500,楼层板厚一般为120。
经计算,以上柱、梁、板能满足强度、刚度等要求,配筋率在合适范围内;
2区采用混凝土框架结构,平面呈两端窄中间宽形状,纵向长约60.7米,横向两端宽约13.4米、16.0米,中间宽约22.8米;
框架柱截面尺寸一般柱为直径600圆柱,和700×
700、600×
600方柱;
650、350×
700、350×
800,悬挑梁截面尺寸一般为350×
800,次梁截面一般为250×
650,楼层板厚一般为120。
经计算,以上柱、梁、板能满足强度、刚度等要求,配筋率在合适范围内。
由于上部结构在纵向长度较长,在结构适当位置设横向一道施工后浇带,结构区段间距控制在30~35米左右,以此减小施工期间因混凝土收缩变形产生的影响,后浇带按规范要求的时间进行浇筑。
3区采用混凝土框架结构,平面呈两端窄中间宽形状,纵向两端长约10.5米、18.1米,中间长约21.0米,横向宽约49.2米;
局部设地下室;
地下室外墙厚度为400mm;
舞台后部设备用房在地下深5.45米,上部有三层建筑,抗浮自重传至地下室底板顶面处0.8倍恒荷载仅为29kN/m2,此仓平面面积约为530平米,考虑仓底板厚度为0.55米水浮重力效应,对基础底板尚有水浮力约为6.0×
10-0.8×
0.55×
25-29.0=42kN/m2。
根据地质勘察报告提供的勘探点平面布置图,设备用房位于18号孔附近,抗拔桩长约为10.0米,直径0.4米,以18号孔最不利点计算抗拔承载力特征值为260kN,考虑结构重要性系数1.1,布桩双向间距为2.70米,承担水浮力约为1.1×
42×
2.70×
2.70=340kN,差值部分约(340-260)/2.7/2.7=11kN/m2,由550厚底板按无梁楼盖承担,配筋计算时需考虑1.4分项系数,实际布置抗拔桩78根。
外墙墙厚为400,墙高为5.45米,不考虑首层楼板的0.8倍自重为43.6kN/m,可以满足墙边1.35米范围抗浮设计要求。
整体上,上部传至地下室基础底板顶处0.8倍自重约为32kN/m2,尚余水浮力差值为10kN/m2,与底板承担抗浮力相当。
4区采用混凝土框架-剪力墙结构,平面呈长L形状,根据建筑功能分为舞台、观众坐席厅、入口大厅三大部分,纵向长约99.0米,横向宽约64米;
由于三个部分均为通高设置大空间,各层楼板连续布置较少,因此在舞台四角、台口两侧、观众坐席厅四角、入口大厅端部设置剪力墙,以减少空旷结构在水平作用下位移量,剪力墙厚为300或400。
框架柱截面尺寸一般柱为直径800圆柱,和600×
600方柱,通高无侧向楼板约束的框架柱采用600×
1000截面。
650和400×
650,次梁截面一般为250×
600,部分大跨度梁和悬挑看台梁采用有粘接预应力技术,减少裂缝出现,保持梁的整体刚度。
观众大厅屋盖和主舞台屋盖采用混凝土楼面和钢桁架组合楼盖,钢桁架提供的空间供设备使用及马道穿行,下部楼层板厚一般为120。
经计算,以上墙、柱、梁、板能满足强度、刚度等要求,配筋率在合适范围内。
由于上部结构在纵向长度较长,在结构适当位置设横向两道、纵向一道施工后浇带,结构区段间距控制在30~35米左右,以此减小施工期间因混凝土收缩变形产生的影响,后浇带按规范要求的时间进行浇筑。
主舞台下为深度14.5米的地下台仓,由于台仓空旷,在整个深度范围无覆盖全仓的有效楼板可以作为地下外墙支撑,经初步计算,外墙墙厚设计为600,并且在空旷仓壁外侧设扶壁墙作为外墙支座,仓内部分楼板及梁柱在计算时需参与外墙整体计算,板厚不小于200,并应根据有限元计算结果确定板内配筋。
台仓深度较大,存在抗浮设计要求,根据地质勘察报告数据,设计最高抗浮水位约为-1.0米,经初步计算,上部结构传至台仓底板顶面处0.8倍恒荷载仅为70000kN,台仓底板面积约为900平米,考虑台仓底板厚度为1.5米重力效应,尚有水浮力约为(15.0×
1.5×
25)×
900-70000=38000kN。
根据地质勘察报告提供的勘探点平面布置图,台仓位于18、19、25、26号孔附近,抗拔桩长约为9.0米,直径0.4米,以19号孔最不利点计算抗拔承载力特征值为220kN,考虑结构重要性系数1.1,选用14×
16=224根抗拔桩。
考虑群桩效应,群桩平面尺寸为16.8×
28.5米,整个周边抗拔极限承载力为0.5Tgk=0.5×
(0.70×
55×
1.2+0.75×
50×
7.1+0.65×
85×
0.7)×
(16.8+28.5)×
2=
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