初步设计范例.docx
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初步设计范例
初步设计说明范例
第三章结构设计说明
一、工程概况
1.工程地点
本工程位于温州市高新技术发开区，地块东侧为文昌路、南侧为规划兴平路、西侧为上江河、北侧为兴国路。
2.工程分区、主要功能
本工程地上建筑由1栋26层主楼和1栋5层裙房组成，主楼与裙房在主楼5层处设置1层连接体，地下室由2层地下车库、自行车库及附属设备用房等组成。
总建筑面积约51020平方米，其中地上建筑面积38140平方米，地下建筑面积12880平方米。
主楼主要为产品检测中心、技术研发中心、学术交流中心、中介机构等组成，裙房主要为多功能厅、会议室、员工餐厅、学术报告厅等组成。
结构概况如下：
地下层数
地上层数
结构长
结构宽
房屋高度
主要楼层层高
主要结构跨度
主楼
2
26
49.0m
27.4m
99.300m
3.6m～4.0m
8.4mx9.0m
裙房
2
5
35.3m
41.7m
23.350m
4.2m～4.7m
8.1mx9.0m
二、设计依据
1．建筑结构设计使用年限为50年。
2．自然条件
风荷载：
根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中全国基本风压分布图，温州市基本风压（50年一遇）为0.60KN/m2。
雪荷载：
根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中全国基本雪压分布图，温州市基本雪压（50年一遇）为0.35KN/m2。
抗震设防烈度：
根据《中国地震动参数区划图》，温州市地震基本设防烈度6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。
3．工程地质勘察报告：
由浙江省工程勘察院提供的《中国（温州）国际激光与光电产业联合研究院建设工程岩土工程勘察报告（初步勘察阶段）》（2013.7）。
4．根据我国现行规范、规定并参照浙江省有关规范及标准，主要有：
《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
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《高层建筑混凝土结构技术规范》JGJ3-2010
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《砌体结构设计规范》GB50003-2011
《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005
《地下工程防水技术规范》GB50108-2008
《浙江省建筑地基基础设计规范》DB33/1001-2003
三、建筑分类等级
1．建筑结构安全等级为二级。
结构重要性系数γ0＝1.0。
2．本工程抗震重要性类别为丙类。
3．地下室防水等级：
二级（变配电用房防水等级为一级），地下室顶板防水等级为一级。
4．人防等级：
地下2层为核6级常6级防空地下室。
5．本工程为一类高层建筑，耐火等级为一级。
6．地基基础设计等级为甲级，桩基设计等级为甲级。
四、主要荷载取值
1.楼、屋面活荷载：
根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012选用楼、屋面活荷载标准值，特殊要求处根据实际使用荷载选取，由相关专业设计提供。
类别
办公室
技术研发
产品检测
会议室
入口门厅
标准值
2.5
4.0
4.0
2.5
3.5
类别
展厅中心
中介机构
健身房
活动室
储藏室
标准值
4.0
2.5
4.0
4.0
5.0
类别
厨房
餐厅
图书阅览室
电子阅览室
报告厅
标准值
4.0
2.5
5.0
5.0
3.5
类别
密集架档案室
消防疏散楼梯
走廊
人员密集走廊
卫生间
标准值
12.0
3.5
2.5
3.5
2.5
类别
自行车库
停车库
消防监控室
钢瓶间
电梯机房
标准值
2.5
4.0
10.0
12.0
7.0
类别
空调机房
设备机房
上人屋面
不上人屋面
屋顶花园
标准值
7.0
10.0
2.0
0.5
3.0
注：
表中使用活荷载单位均为KN/m2。
2．风荷载：
本工程基本风压选取50年重现期的风压值的0.60KN/m2进行计算，对高度大于60m建筑承载力计算时取1.1倍。
地面粗糙度类别为B类，按荷载规范选取风荷载体型系数及高度变化系数等进行计算。
3．雪荷载：
本工程基本雪压（50年一遇）按0.35KN/m2进行计算，雪压与屋顶使用活载不同时考虑。
4．地震作用：
本工程地震基本设防烈度6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为4类，场地特征周期为0.65s，结构阻尼比为0.05，多遇地震下水平地震影响系数为0.04。
5．人防荷载：
本工程地下二层局部为平战结合的核6级常6级防空地下室，按《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005规定选取地下室外墙、底板、顶板、口部及临空墙等效静荷载标准值进行计算，并根据规范规定采取相关构造措施。
6．地下室水浮力：
根据本工程岩土工程勘察资料，抗浮水位按室外道路地坪下0.5m考虑。
五、上部及地下室结构设计
1.结构缝
本工程主楼和裙房长宽分别均满足规范要求，不设缝。
主楼和裙房在5层处设置1层连廊，连廊采用一端固接一端铰接的做法，其中与主楼采用固接，与裙房采用铰接，铰接处拟采用双向滑动支座。
本工程满布设置2层地下室，由于使用功能要求不设伸缩缝，为防止结构超长导致结构材料收缩、温差等变形应力过大以及主楼与地下车库的沉降差引起结构裂缝的产生，拟采取设置多道施工后浇带、加强应力较大处的配筋、外墙水平配筋采取“细而密”的原则、采用微膨胀混凝土并加强养护等措施，将裂缝控制在规范允许的范围内。
2.上部结构
本工程由1栋26层高层办公楼及1栋5层裙房组成，设满布二层地下室。
上部结构的嵌固端为地下室顶板（1层楼面）。
主楼长约为49.000m，宽约为27.400m，主要屋面高度为99.300m，主要柱跨为8.4m×9.0m，标准层层高为3.6m～4.0m，拟采用全现浇钢筋混凝土框架－核心筒结构体系。
剪力墙厚度为400mm～250mm，局部区域由于受力较大，且较为复杂，剪力墙厚度为700mm～400mm；框架柱大小自下而上为900×1400～600×600；主要柱间跨度为8.400m×9.0m，主要框架梁截面为600×600。
楼面结构采用全现浇钢筋混凝土梁板式结构。
主楼框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为二级。
裙房长约为41.700m，宽约为35.300m，主要屋面高度为23.350m，主要柱跨为8.1m×9.0m，主要层高为4.2m～4.7m，拟采用全现浇钢筋混凝土框架结构体系。
框架柱大小为800×800～600×600；主要柱间跨度为8.1m×9.0m，主要框架梁截面为400×700。
楼面结构采用全现浇钢筋混凝土梁板式结构。
框架抗震等级为四级。
由于主楼和裙房在5层处设置1层连廊，连廊跨度约为28.150m～32.350，采用一端固接一端铰接的做法。
连廊拟采用钢结构，主钢梁截面为箱型截面1300×600×24×60，在两端设置2排水平支撑，楼板采用压型钢板组合楼板。
主钢梁与主楼连接处由于采用固接连接，相应的柱和梁中均设置型钢，采用型钢柱和型钢梁。
钢材：
水平支撑采用Q235B，其余均采用Q345B。
由于该处结构较为复杂，拟采用如下的加强、构造措施：
（1）严格控制层间刚度比、受剪承载力比，避免出现软弱层、薄弱层。
（2）严格控制层间位移角满足规范要求。
（3）与连廊相连的框架柱（地下一层至连廊以上一层）抗震等级提高一级，为二级。
（4）与连廊相连的框架柱和梁中均设置型钢，采用型钢柱和型钢梁。
（5）与连廊相连的框架柱（地下一层至连廊以上一层）箍筋全长加密，并加强纵向配筋。
（6）与连廊相连主楼板厚加厚至150mm，双层双向配筋。
（7）采用带连廊与不带连廊分别计算，进行包络设计。
（8）采用SATWE、PMSAP、MADIS等多个计算软件计算比较。
3.主楼规则性判断
主楼规则性判断如下：
（1）考虑偶然偏心时，在规定水平力作用下，楼层的最大弹性层间位移比为1.354，为扭转不规则。
（2）主楼顶部2层局部缩进一跨，凹进尺寸大于相应投影方向总尺寸的30％。
本工程主楼共26层，顶部局部凹进，考虑不作为凹凸不规则。
（3）主楼2层南侧局部一跨开洞，有效楼板宽度大于该层楼板典型宽度的50％，开洞面积小于该层楼面面积的30％，不是楼板局部不连续。
（4）主楼和裙房在6层处设置1层连廊，为避免连体结构，采用一端固接一端铰接的做法，其中与主楼采用固接，与裙房采用铰接，铰接处拟采用双向滑动支座。
从以上判断可知，本工程主楼不属于超限高层建筑。
4.地下室结构
本工程设满布二层地下室，底板面标高为-9.400m，地下1层面标高为-5.450m，采用现浇钢筋混凝土框架结构，普通梁板结构体系。
周边设置现浇钢筋混凝土挡土墙，地下2层消防水池等处墙厚为450mm，其余墙厚为400mm；地下1层墙厚均为350mm。
地下一层抗震等级：
主楼及相关范围框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为二级；裙房等其余部分框架抗震等级为四级。
地下二层抗震等级：
框架抗震等级为四级，剪力墙抗震等级为三级。
5.抗浮措施
根据本工程岩土工程初步勘察报告，抗浮水位按室外道路地坪下0.5m考虑。
地下室底板底标高为-10.000m，底板底抗浮水头9.200m。
无上部结构部分拟采取如下抗浮措施：
（1）顶板通过覆土增加配重，覆土厚度约1.200m；
（2）采用抗拔桩。
裙房部分拟采取如下抗浮措施：
采用抗拔桩。
六、地基基础设计
1.工程地质概况
根据本工程勘察报告，本工程场地地貌属冲海积平原地貌类型，地形平坦，地面标高在4.45m～4.69m之间。
各土层从上而下依次为：
①0层：
素填土（meQ），杂色，松散，成份杂，主要由碎石、砾石、粘性土、砂和少量块石等组成，均匀性差，为近期回填塘渣。
该层场地内均有分布，层厚0.90～1.20m。
①层：
粘土（al-lQ43），灰黄色，软~可塑，厚层状，中等偏高压缩性，含少量铁锰质氧化斑点，有光泽，干强度高，韧性高，土质不均，往下土质渐变灰变软。
该层场地内均有分布，层厚1.40～1.60m，顶板埋深0.90～1.20m，顶板标高3.43～3.63m。
②1层：
淤泥（mQ42），灰色，流塑，厚层状，高压缩性，含少量贝壳碎屑及粉土、粉砂团块，有光泽，干强度高，韧性高，土质不均，局部为淤泥质粘土。
该层场地内均有分布，层厚14.70～15.30m，顶板埋深2.50～2.70m，顶板标高1.95～2.19m。
②2层：
淤泥（mQ42），灰色，流塑，鳞片状，片径一般2～4mm，高压缩性，含少量贝壳碎屑，局部偶见粉砂团块，有光泽，干强度高，韧性高。
该层场地内均有分布，层厚14.90～16.50m，顶板埋深17.20～17.80m，顶板标高-13.17～-12.65m。
③1层：
淤泥质粘土（mQ41），灰色，流塑，细鳞片状，片径一般1~3mm，高压缩性，含少量贝壳碎屑及粉土、粉砂团块，土质不均，局部为粘土，有光泽，干强度高，韧性高。
该层场地内均有分布，层厚9.40～11.10m，顶板埋深32.60～34.00m，顶板标高-29.37～-28.02m。
表1地基土承载力参数
层号
土层名称
预制桩
钻孔灌注桩
地基承载力特征值
fak
（kPa）
侧阻力特征值qsia（KPa）
端阻力特征值qsia（KPa）
侧阻力特征值qsia（KPa）
端阻力特征值qsia（KPa）
①
粘土
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