广场二期人防工程结构设计计算书.docx
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广场二期人防工程结构设计计算书
世纪广场·红街二期人防工程
结构设计计算书
工程编号：
AHRF2013-018
设计：
校对：
审核：
审定：
设计日期：
2013年05月
建设单位：
六安世纪房地产集团有限公司
设计单位：
华优建筑设计院
一、概述
本工程为附建式地下人防工程，战时用途为常六级二等人员掩蔽部，平时用途为小汽车库和非机动车库；主体结构层高5.2m；结构形式为部分框支剪力墙结构，顶板厚250（300）mm；外墙厚度350mm；临空墙厚300（mm）。
人防工程防护等级为常六级,抗震设防烈度7度，抗震设计分组第一组,场地类别为II类场地。
二、材料：
混凝土:
C40静力轴心抗压设计值：
19.10N/mm2
动力轴心抗压设计值：
28.65N/mm2
C45静力轴心抗压设计值：
21.10N/mm2
动力轴心抗压设计值：
31.65N/mm2
C50静力轴心抗压设计值：
23.10N/mm2
动力轴心抗压设计值：
34.65N/mm2
钢筋HPB300静力抗拉强度设计值：
270N/mm2
动力抗拉强度设计值：
365N/mm2
HRB335静力抗拉强度设计值：
300N/mm2
动力抗拉强度设计值：
405N/mm2
HRB400静力抗拉强度设计值：
360N/mm2
动力抗拉强度设计值：
432N/mm2
三、结构选型及计算要点
1.顶板（梁）：
（1）在人防荷载作用下，顶板及顶板梁主要受竖向荷载控制，因此计算仅取
层计算内力，且计算不考虑风荷载及地震荷载。
（2）顶板按塑性极限分析法计算。
（3）顶板梁：
按考虑塑性内力重分布分析法计算，支座负弯矩调幅系数取0.85。
2.外墙：
人防荷载作用下，按考虑塑性内力重分布分析法验算配筋，可不验算墙
最大裂缝值，取得的配筋与平时使用条件下，裂缝控制的配筋进行比较
取最大值。
3.门框墙、临空墙、单元隔墙：
考虑塑性内力重分布分析法（弹塑性构件）计算。
四、计算软件
PKPM系列（2012）
理正人防软件
五、荷载计算
顶板荷载
平时荷载
顶板自重：
0.25X26=6.5KN/m2
活荷载：
5.0KN/m2
消防车荷载：
20.0KN/m2
战时荷载
等效静载：
50.0KN/m2
六、墙体计算
（一）外墙
WQ1:
战时荷载组合计算结果如下：
墙侧压力计算
顶板处水土压力（KN/M2）：
E水上=
0.5
*
20
*
0
=
0
E水下=
0.5
*
10
*
0
=
0
e水=
1
*
10
*
0.5
=
5
堆载
0.5
*10
=
5
e1=
5
人防等效静载
qe=
40
外墙顶部荷载
1.2*e1+1.0qe=
53
底板处水土压力（KN/M2）：
E水上=
0.5
*
20
*
0.5
=
5
E水下=
0.5
*
10
*
4.7
=
23.5
e水=
10
*
4.7
=
47
堆载
5
e2=
80.5
人防等效静载
qe=
40
外墙底部荷载
1.2*e2+1.0qe=
128.5
均布荷载
q均=
53
三角形荷载
q三角=
75.5
平时荷载组合计算结果如下：
墙侧压力计算
顶板处水土压力（KN/M2）：
E水上=
0.5
*
20
*
0
=
0
E水下=
0.5
*
10
*
0
=
0
e水=
1
*
10
*
0.5
=
5
堆载
0.5
*10
=
5
e1=
5
底板处水土压力（KN/M2）：
E水上=
0.5
*
20
*
0.5
=
5
E水下=
0.5
*
10
*
4.7
=
23.5
e水=
10
*
4.7
=
47
堆载
5
e2=
80.5
均布荷载
q均=
5
三角形荷载
q三角=
75.5
WQ1：
战时：
-------------------------------------------------------------------
计算项目:
人防连续梁1
-------------------------------------------------------------------
[计算条件]
砼强度等级:
C45配筋计算as（mm）:
40
纵筋级别:
HRB400
箍筋级别:
HRB400
箍筋间距:
200（mm）
支座弯矩调幅系数:
15.000%
左支座固接右支座简支
跨号跨长截面宽度（mm）截面高度（mm）
15.2001000350
[计算结果]
跨号:
1
左中右
上部弯矩（kN-m）:
267.960.000.00
下部弯矩（kN-m）:
0.00179.720.00
剪力（kN）:
329.2944.26-142.61
上部纵筋（mm*mm）:
209810501050
下部纵筋（mm*mm）:
105013841050
抗剪箍筋（mm*mm）:
300300300
平时：
地下室外墙计算书
一、计算模型：
二、参数输入：
情况选择：
Bh1：
0.00h2：
-0.500h3：
0.00h4：
-5.20h5：
350mm
是否人防：
否人防荷载：
0土容重：
20附加荷载：
10保护层厚度：
40
裂缝限值：
0.2混凝土强度等级：
C45钢筋种类：
三级
注：
上图中q1与q2分别表示荷载作用分解之后的三角形荷载与均布荷载。
三、配筋与裂缝计算过程：
1.B处
1.荷载计算：
（1）水上土压力：
q12=0.5*γ*（h1-h3）=0.5*20*（0-0）=0（kN/m）
MB12=1/8*q12*L^2=1/8*0*5.2^2=0（kNm）
q11=0.5*γ*（h3-h2）=0.5*20*（0--0.5）=5（kN/m）
a=h3-h2=0--0.5=.5
MB11=1/6*q11*a^2*（1-0.6*（a/L）^2）=1/6*5*.5^2*（1-0.6*（.5/5.2^2）=.207（kNm）
（2）水下土压力：
q21=0.5*（γ-10）*（h2-h4）=0.5*（20-10）*（-0.5--5.2）=23.5（kN/m）
b=h2-h4=-0.5--5.2=4.7
MB21=1/24*q21*b^2*（4-3*b/L+0.6*（b/L）^2）=1/24*23.5*4.7^2*（4-3*4.7/5.2+0.6*（4.7/5.2）^2）=38.471（kNm）
q22=q11=5（kN/m）
MB22=q22*b^2*（2-（b/L））^2=5*4.7^2*（2-（4.7/5.2））^2=16.589（kNm）
（3）水压力：
q32=10*（h2-h4）=10*（-0.5--5.2）=47（kN/m）
MB32=1/24*q32*b^2*（4-3*b/L+0.6*（b/L）^2）=1/24*47*4.7^2*（4-3*4.7/5.2+0.6*（4.7/5.2）^2）=76.943（kNm）
（4）附加荷载：
q42=0.5*Qfj=0.5*10=5（kN/m）
MB42=1/8*q42*L^2=1/8*5*5.2^2=16.9（kNm）
MBk=MB12+MB11+MB21+MB22+MB32+MB42=0+.207+38.471+16.589+76.943+16.9=149.11（kNm）
MB=η*MBk=1.35*149.11=201.298（kNm）
2.计算配筋：
αs=MB*10^6/（Fc*1000*h0^2）=201.298*10^6/（21.1*1000*310^2）=0.099
ζ=1-（1-2*αs）^0.5=1-（1-2*0.099）^0.5=0.104
As=Fc*1000*h0*ζ/Fy=21.1*1000*310*0.104/360=1889.622（mm2）
满足强度控制要求时每延米所需钢筋面积为：
1889.622（mm2）
3.计算裂缝：
ρte=As/（0.5*1000*h5）=2835.287/（0.5*1000*350）=0.016
σsk=MBk*10^6/（0.87*h0*As）=149.11*10^6/（0.87*310*2835.287）=194.997（N/mm2）
ψ=1.1-0.65*Ftk/（ρte*σsk）=1.1-0.65*2.51/（0.016*194.997）=0.577
Wmax=2.1*ψ*σsk/（2*10^5）*（1.9*c1+0.08*deq/ρte）=2.1*0.577*194.997/（2*10^5）*（1.9*40+0.08*19/0.016）=0.202（mm）
满足裂缝控制要求时每延米所需钢筋面积为：
2835.287（mm2）
2.A处
1.荷载计算：
qa1=q12+q42=0+5=5（kN/m）
qa2=qa1+0.5*TRZ*L=5+0.5*20*5.2=57（kN/m）
qs=5*b=23.5（kN/m）
R1p=qs*b^3/（8L^3）*（1-b/（5L））=23.5*4.7^3/（85.2^3）*（1-4.7/（5*5.2））=9.240001（kN）
R1=（11*qa1+4*qa2）*L/40=（11*5+4*57）*5.2/40=36.79（kN）
qa0=qa2-qa1=57-5=52（kN/m）
MAk1（x）=R1x-qa1*x^3/2-qa0*x^3/6/L（梯形荷载作用产生的弯矩）
MAk2（x）=R1Px-qs*（x-a）^3/6/b（三角形荷载作用产生的弯矩）
MAk（x）=MAk1（x）+MAk2（x）
MAk（x）'=Ax^2+Bx+C=0
x01=2.299x02=-2.633
x0=2.299时弯矩最大，x0为距标高h3的距离（m）
MAk=MAk（x）max=67.506（kNm）
MA=η*MAk=1.35*67.506=91.133（kNm）
2.配筋计算：
αs=MA*10^6/（Fc*1000*h0^2）=91.133*10^6/（21.1*1000*320^2）=0.042
ζ=1-（1-2*αs）^0.5=1-（1-2*0.042）^0.5=0.043
As=Fc*1000*h0*ζ/Fy=21.1*1000*320*0.043/360=806.489（mm2）
满足强度控制要求时每延米所需钢筋面积为：
806.489（mm2）
3.裂缝计算：
ρte=As/（0.5*1000*h5）=1134.9/（0.5*1000*350）=0.01
σsk=MAk*10^6/（0.87*h0*As）=67.506*10^6/（0.87*320*1134.9）=220.548（N/mm2）
ψ=1.1-0.65*Ftk/（ρte*σsk）=1.1-0.65*2.51/（0.01*220.548）=0.36
Wmax=2.1*ψ*σsk/（2*10^5）*（1.9*c2+0.08*deq/ρte）=2.1*0.36*220.548/（2*10^5）*（1.9*30+0.08*17/0.01）=0.161（mm）
满足裂缝控制要求时每延米所需钢筋面积为：
1134.9（mm2）
（二）、临空墙计算
LKQ2
-------------------------------------------------------------------
计算项目:
人防临空墙1
-------------------------------------------------------------------
[计算条件]
墙长=7.80（m）墙宽=5.20（m）墙厚=300（mm）
墙面均布荷载:
110.00（kN/m^2）
竖向均布荷载:
45.00（kN/m）
砼强度等级:
C45
纵筋级别:
HRB400
配筋计算as（mm）:
:
20（mm）
跨中弯矩调整系数:
1.00
支座弯矩调整系数:
1.00
支承条件:
****下边右边上边左边
固接固接简支固接
[内力结果]（已乘弯矩调整系数）
内力按塑性理论计算（适用于大偏心受压）:
跨中弯矩（kN-m/m）:
Ma=44.81Mb=100.81
垂直板边弯矩（kN-m/m）:
下右上左
-201.63-89.610.00-89.61
[配筋结果]
轴压比:
N/（A*fc）=0.0059
竖直方向配筋（mm^2/m）:
[注意:
配筋小于0表示超筋,荷载作用面为外侧]
上截面：
非荷载侧=600荷载侧=900（mm^2/m）
中截面：
非荷载侧=900荷载侧=600（mm^2/m）
下截面：
非荷载侧=600荷载侧=1775（mm^2/m）
水平方向配筋（mm^2/m）:
[注意:
配筋小于0表示超筋]
左中右
荷载侧900900900
非荷载侧900900900
LKQ3
-------------------------------------------------------------------
计算项目:
人防临空墙1
-------------------------------------------------------------------
[计算条件]
墙长=8.00（m）墙宽=5.20（m）墙厚=350（mm）
墙面均布荷载:
180.00（kN/m^2）
竖向均布荷载:
45.00（kN/m）
砼强度等级:
C45
纵筋级别:
HRB400
配筋计算as（mm）:
:
20（mm）
跨中弯矩调整系数:
1.00
支座弯矩调整系数:
1.00
支承条件:
****下边右边上边左边
固接固接简支固接
[内力结果]（已乘弯矩调整系数）
内力按塑性理论计算（适用于大偏心受压）:
跨中弯矩（kN-m/m）:
Ma=72.08Mb=170.50
垂直板边弯矩（kN-m/m）:
下右上左
-340.99-144.160.00-144.16
[配筋结果]
轴压比:
N/（A*fc）=0.0051
竖直方向配筋（mm^2/m）:
[注意:
配筋小于0表示超筋,荷载作用面为外侧]
上截面：
非荷载侧=700荷载侧=1050（mm^2/m）
中截面：
非荷载侧=1245荷载侧=700（mm^2/m）
下截面：
非荷载侧=700荷载侧=2518（mm^2/m）
水平方向配筋（mm^2/m）:
[注意:
配筋小于0表示超筋]
左中右
荷载侧105010501050
非荷载侧105010501050
七、、结构计算总信息
总信息..............................................
结构材料信息:
钢砼结构
混凝土容重（kN/m3）:
Gc=26.00
钢材容重（kN/m3）:
Gs=78.00
水平力的夹角（Degree）ARF=0.00
地下室层数:
MBASE=1
竖向荷载计算信息:
按模拟施工1加荷计算
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
“规定水平力”计算方法:
楼层剪力差方法（规范方法）
结构类别:
部分框支剪力墙结构
裙房层数:
MANNEX=0
转换层所在层号：
MCHANGE=4
嵌固端所在层号：
MQIANGU=2
墙元细分最大控制长度（m）DMAX=1.00
弹性板与梁变形是否协调是
墙元网格:
侧向出口结点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定否
地下室是否强制采用刚性楼板假定:
是
墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点是
计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘否
采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法
结构所在地区全国
风荷载信息..........................................
修正后的基本风压（kN/m2）:
WO=0.45
风荷载作用下舒适度验算风压（kN/m2）:
WOC=0.45
地面粗糙程度:
B类
结构X向基本周期（秒）:
Tx=2.20
结构Y向基本周期（秒）:
Ty=2.20
是否考虑顺风向风振:
是
风荷载作用下结构的阻尼比（%）:
WDAMP=5.00
风荷载作用下舒适度验算阻尼比（%）:
WDAMPC=2.00
是否计算横风向风振:
否
是否计算扭转风振:
否
承载力设计时风荷载效应放大系数:
WENL=1.00
体形变化分段数:
MPART=1
各段最高层号:
NSTi=30
各段体形系数:
USi=1.30
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=7.00
场地类别:
KD=II
设计地震分组:
一组
特征周期TG=0.35
地震影响系数最大值Rmax1=0.08
用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的
地震影响系数最大值Rmax2=0.50
框架的抗震等级:
NF=1
剪力墙的抗震等级:
NW=1
钢框架的抗震等级:
NS=1
抗震构造措施的抗震等级:
NGZDJ=不改变
重力荷载代表值的活载组合值系数:
RMC=0.50
周期折减系数:
TC=0.90
结构的阻尼比（%）:
DAMP=5.00
中震（或大震）设计:
MID=不考虑
是否考虑偶然偏心:
是
是否考虑双向地震扭转效应:
否
按主振型确定地震内力符号:
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从第1到4层
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
考虑结构使用年限的活荷载调整系数1.00
------------柱，墙，基础活荷载折减系数-------------
计算截面以上的层数---------------折减系数
11.00
2---30.85
4---50.70
6---80.65
9---200.60
>200.55
调整信息........................................
梁刚度放大系数是否按2010规范取值：
是
托墙梁刚度增大系数：
BK_TQL=1.00
梁端弯矩调幅系数：
BT=0.85
梁活荷载内力增大系数：
BM=1.00
连梁刚度折减系数：
BLZ=0.60
梁扭矩折减系数：
TB=0.40
全楼地震力放大系数：
RSF=1.00
0.2Vo调整分段数：
VSEG=0
0.2Vo调整上限：
KQ_L=2.00
框支柱调整上限：
KZZ_L=5.00
顶塔楼内力放大起算层号：
NTL=0
顶塔楼内力放大：
RTL=1.00
框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:
否
实配钢筋超配系数CPCOEF91=1.15
是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525=1
弱轴方向的动位移比例因子XI1=0.00
强轴方向的动位移比例因子XI2=0.00
是否调整与框支柱相连的梁内力IREGU_KZZB=0
薄弱层判断方式：
按高规和抗规从严判断
强制指定的薄弱层个数NWEAK=1
薄弱层地震内力放大系数WEAKCOEF=1.25
强制指定的薄弱层层号WEAKNO=4
强制指定的加强层个数NSTREN=0
配筋信息........................................
梁箍筋强度（N/mm2）:
JB=210
柱箍筋强度（N/mm2）:
JC=360
墙水平分布筋强度（N/mm2）:
FYH=360
墙竖向分布筋强度（N/mm2）:
FYW=360
边缘构件箍筋强度（N/mm2）:
JWB=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=150.00
墙竖向分布筋配筋率（%）:
RWV=0.30
结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数:
NSW=0
结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率:
RWV1=0.60
梁抗剪配筋采用交叉斜筋时
箍筋与对角斜筋的配筋强度比:
RGX=1.00
设计信息.
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