平时汽车库战时人员掩蔽部BGY结构计算书.doc

目 录设计依据- 2 -工程概况及计算参数- 2 -动荷载的确定- 3 -荷载组合- 6 -顶板配筋计算- 6 -车道板配筋计算- 6 -底板配筋计算- 8 -墙体配筋计算- 13 -柱配筋计算- 19 -梁配筋计算- 19 -基础设计计算- 19 -他其- 26 -设计依据1. 勘察设计院提供的岩土工程勘察报告；2. 人民防空地下室设计规范 gb50038-2005；3. 混凝土结构设计规范 gb50010-2010；4. 建筑地基基础设计规范 gb50007-2011；5. 建筑结构荷载规范 gb5009-2012；6. 辽宁省地方标准建筑地基基础技术规范db21/907-2005；工程概况及计算参数1. 功能用途： 平时汽车库，战时二等人员掩蔽部；2. 人防抗力等级：核6级、常6级；3. 结构形式：本工程采用梁板结构，基础为柱下独立基础；4. 柱网尺寸：计算控制柱网为8.0m6.6m； 5. 设计使用年限：50年；6. 结构重要性系数：1.0；7. 最大冻土深度：1.2m；8. 土壤（围岩）系数：持力层为第层砾砂 ，土容重 =19kn/m2 ，含水性质为非饱和土， 内摩擦角=30，地基承载力 fak=650kpa；9. 其他：10.其他不尽详细处参看结施01结构设计总说明动荷载的确定 (1)基本信息 甲类防空地下室: 按防核武器和防常规武器爆炸分别计算 防核武器抗力级别: 核6 防常规武器抗力级别: 常6 常规武器等效tnt装药量: 117.450(kg) 常规武器爆心至作用点距离: 10.0(m) 覆盖土厚 2.500(m) 短跨净跨 l0 = 4.050(m) 结构形式: 普通结构防核武器爆炸: 顶板不考虑上部建筑物的影响防常规武器爆炸: 顶板考虑上部建筑物的影响 不是饱和土(2)空气冲击波超压计算防核武器爆炸 pms: 顶板pms = 50.00(kpa) 外墙pms = 55.00(kpa)防常规武器爆炸 pcm: 顶板pcm = 224.82(kpa) 外墙pcm = 281.02(kpa)(3)土中压缩波的最大压力计算 波速比 : 2.00 起始压力波速: 200.00(m/s) 应变恢复比 : 0.20 顶板计算时土的计算深度 : 2.500(m)防核武器爆炸 ph: 核武器爆炸升压时间 0.013(s) 顶板ph = 49.04 (kpa)防常规武器爆炸 pch: 常规武器爆炸等效作用时间 0.004(s) 顶板pch = 0.00 (kpa) 应变恢复比 : 0.20 外墙计算深度 : 4.750 (m)防核武器爆炸 ph: 核武器爆炸升压时间 0.024(s) 外墙ph = 52.99 (kpa)(4)结构上的爆炸动荷载最大值 pc 计算防核武器爆炸: 结构顶板核爆动载综合反应系数k = 1.38 底压系数 : 0.80 侧墙侧压系数 : 0.30 顶板pc1 = 67.43(kpa) 底板pc3 = 53.94(kpa) 土中外墙pc2 = 15.90(kpa) 地面外墙pc2 = 100.00(kpa)防常规武器爆炸: 顶板荷载均布化系数ce = 0.9 顶板综合反射系数kr = 1.5 顶板pc1 = 0.00(kpa) 土中外墙pc2 = 44.14(kpa) 地面外墙pc2 = 992.80(kpa)防常规武器爆炸: 土中外墙pc2 = 44.14(kpa) 地面外墙pc2 = 992.80(kpa)(5)构件自振圆频率计算 顶板自振圆频率 413.506(1/s) 外墙自振圆频率 285.353(1/s)(6)动力系数 kd计算防核武器爆炸: 顶板允许延性比 3.000 底板允许延性比 3.000 顶板动力系数 kd = 1.050 底板动力系数 kd = 1.000防常规武器爆炸: 顶板允许延性比 4.000 升压时间 tr = 0.0125(s) 等效作用时间 td = 0.0208(s) 顶板动力系数 kdc1 = 0.719(7)等效均布静荷载标准值qe计算防核武器爆炸: 顶板等效均布静荷载标准值qe1 = 70.199(kpa) 底板等效均布静荷载标准值qe3 = 53.942(kpa) 土中外墙等效均布静荷载标准值qe2 = 16.692(kpa) 地面外墙等效均布静荷载标准值qe2 = 133.333(kpa)防常规武器爆炸: 顶板等效均布静荷载标准值qce1 = 0.000(kpa) 土中外墙等效均布静荷载标准值qce2 = 47.486(kpa) 地面外墙等效均布静荷载标准值qce2 = 224.866(kpa)荷载组合(1). 顶板竖向荷载设计值(2). 外墙竖向荷载设计值(3). 底板竖向荷载设计值顶板配筋计算顶板配筋由pkpm系列2010单机版satwe软件计算得出，结果见附图汽车坡道板配筋计算-计算项目: 坡道顶板 1- 计算条件 板长 = 12.00(m) 板宽 = 8.00 (m) 板厚 = 400 (mm)均布荷载: 130.00 (kn/m2)砼强度等级: 30 纵筋级别: 3配筋计算 as : 15 (mm) 跨中弯矩调整系数: 1.00 支座弯矩调整系数: 1.00 支撑条件: * 下边 右边 上边 左边 固接 简支 固接 简支弯矩(kn-m/m):0.00 0.00 0.00 0.00 冲切验算 周边墙厚按 300 (mm) 计算冲切力 q = q0 * (lx - 2t)*(ly -2t) = 130.0 * 80.6 = 10483.2(kn)抗冲切力 kl = 0.6f*ft*um*h0 = 0.6 *1.500 * 37.260 * 0.385 = 12910.591 (kn)kl q冲切验算满足 ! 内力配筋 跨中弯矩(kn-m/m):水平 = 109.51 竖向 = 246.40垂直板边弯矩(kn-m/m): 下 右 上 左 -492.80 -0.00 -492.80 -0.00配筋 3 级钢 (配筋面积小于0表示超筋)跨中配筋(mm2/m):上: 水平 = 1000.00 竖向 = 1000.00下: 水平 = 1000.00 竖向 = 1535.61垂直板边配筋(mm2/m): 下 右 上 左上: 3195.76 1000.00 3195.76 1000.00下: 1065.25 1000.00 1065.25 1000.00-计算项目: 坡道顶板 2- 计算条件 板长 = 12.00(m) 板宽 = 5.70 (m) 板厚 = 400 (mm)均布荷载: 130.00 (kn/m2)砼强度等级: 30 纵筋级别: 3配筋计算 as : 15 (mm) 跨中弯矩调整系数: 1.00 支座弯矩调整系数: 1.00 支撑条件: * 下边 右边 上边 左边 固接 简支 固接 简支弯矩(kn-m/m):0.00 0.00 0.00 0.00 冲切验算 周边墙厚按 300 (mm) 计算冲切力 q = q0 * (lx - 2t)*(ly -2t) = 130.0 * 54.9 = 7134.4(kn)抗冲切力 kl = 0.6f*ft*um*h0 = 0.6 *1.500 * 32.660 * 0.385 = 11316.691 (kn)kl q冲切验算满足 ! 内力配筋 跨中弯矩(kn-m/m):水平 = 0.00 竖向 = 175.99垂直板边弯矩(kn-m/m): 下 右 上 左 -351.97 -0.00 -351.97 -0.00配筋 3 级钢 (配筋面积小于0表示超筋)跨中配筋(mm2/m):上: 水平 = 1000.00 竖向 = 1000.00下: 水平 = 1000.00 竖向 = 1085.30垂直板边配筋(mm2/m): 下 右 上 左上: 2229.90 1000.00 2229.90 1000.00下: 1000.00 1000.00 1000.00 1000.00底板配筋计算地库底板厚300mm，采用构造底板，则有：30010000.25750mm2-计算项目:坡道底板1- 计算条件 板长 = 12.00(m) 板宽 = 8.00 (m) 板厚 = 350 (mm)均布荷载: 130.00 (kn/m2)砼强度等级: 30 纵筋级别: 3配筋计算 as : 15 (mm) 跨中弯矩调整系数: 1.00 支座弯矩调整系数: 1.00 支撑条件: * 下边 右边 上边 左边 固接 简支 固接 简支弯矩(kn-m/m):0.00 0.00 0.00 0.00 冲切验算 周边墙厚按 300 (mm) 计算冲切力 q = q0 * (lx - 2t)*(ly -2t) = 130.0 * 82.5 = 10723.7(kn)抗冲切力 kl = 0.6f*ft*um*h0 = 0.6 *1.500 * 37.460 * 0.335 = 11294.190 (kn)kl q冲切验算满足 ! 内力配筋 跨中弯矩(kn-m/m):水平 = 109.51 竖向 = 246.40垂直板边弯矩(kn-m/m): 下 右 上 左 -492.80 -0.00 -492.80 -0.00配筋 3 级钢 (配筋面积小于0表示超筋)跨中配筋(mm2/m):上: 水平 = 875.00 竖向 = 875.00下: 水平 = 875.00 竖向 = 1786.51垂直板边配筋(mm2/m): 下 右 上 左上: 3778.59 875.00 3778.59 875.00下: 1259.53 875.00 1259.53 875.00-计算项目: 坡道底板2- 计算条件 板长 = 12.00(m) 板宽 = 5.70 (m) 板厚 = 350 (mm)均布荷载: 130.00 (kn/m2)砼强度等级: 30 纵筋级别: 3配筋计算 as : 15 (mm) 跨中弯矩调整系数: 1.00 支座弯矩调整系数: 1.00 支撑条件: * 下边 右边 上边 左边 固接 简支 固接 简支弯矩(kn-m/m):0.00 0.00 0.00 0.00 冲切验算 周边墙厚按 300 (mm) 计算冲切力 q = q0 * (lx - 2t)*(ly -2t) = 130.0 * 56.5 = 7345.0(kn)抗冲切力 kl = 0.6f*ft*um*h0 = 0.6 *1.500 * 32.860 * 0.335 = 9907.291 (kn)kl q冲切验算满足 ! 内力配筋 跨中弯矩(kn-m/m):水平 = 0.00 竖向 = 175.99垂直板边弯矩(kn-m/m): 下 右 上 左 -351.97 -0.00 -351.97 -0.00配筋 3 级钢 (配筋面积小于0表示超筋)跨中配筋(mm2/m):上: 水平 = 875.00 竖向 = 875.00下: 水平 = 875.00 竖向 = 1257.82垂直板边配筋(mm2/m): 下 右 上 左上: 2610.72 875.00 2610.72 875.00下: 875.00 875.00 875.00 875.00墙体配筋计算临空墙-计算项目: 人防墙 1-计算条件 墙长 = 6.00(m) 墙宽 = 4.00 (m) 墙厚 = 300 (mm)墙面均布荷载: 130.00 (kn/m2)竖向均布荷载: 2000.00 (kn/m)砼强度等级: c35 纵筋级别: hrb400 配筋计算as (mm): 20 (mm) 跨中弯矩调整系数: 1.20 支座弯矩调整系数: 1.20 支承条件: * 下边 右边 上边 左边 固接 简支 简支 简支内力结果 (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 = 47.09 mb = 105.95垂直板边弯矩(kn-m/m): 下 右 上 左 -211.91 -0.00 -0.00 -0.00配筋结果轴压比: n/(a*fc)= 0.3885竖直方向配筋(mm2/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= 750(mm2/m) 中截面： 非荷载侧= 750 荷载侧= 600(mm2/m) 下截面： 非荷载侧= 799 荷载侧= 1548(mm2/m)水平方向单侧配筋(mm2/m): 注意: 配筋小于0表示超筋 左 中 右 750.00 750.00 750.00 外墙-计算项目: 人防墙 2- 计算条件 墙长 = 6.00(m) 墙宽 = 4.00 (m) 墙厚 = 300 (mm)墙面均布荷载: 80.00 (kn/m2)竖向均布荷载: 2000.00 (kn/m)砼强度等级: c35 纵筋级别: hrb400 配筋计算as (mm): 40 (mm) 跨中弯矩调整系数: 1.20 支座弯矩调整系数: 1.20 支承条件: * 下边 右边 上边 左边 固接 简支 简支 简支内力结果 (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 = 28.98 mb = 65.20垂直板边弯矩(kn-m/m): 下 右 上 左 -130.40 -0.00 -0.00 -0.00配筋结果轴压比: n/(a*fc)= 0.3885竖直方向配筋(mm2/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= 750(mm2/m) 中截面： 非荷载侧= 750 荷载侧= 600(mm2/m) 下截面： 非荷载侧= 600 荷载侧= 750(mm2/m)水平方向单侧配筋(mm2/m): 注意: 配筋小于0表示超筋 左 中 右 750.00 750.00 750.00 隔墙-计算项目: 人防墙 3 计算条件 墙长 = 4.00(m) 墙宽 = 4.00 (m) 墙厚 = 300 (mm)墙面均布荷载: 50.00 (kn/m2)竖向均布荷载: 2000.00 (kn/m)砼强度等级: c35 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 简支 简支 简支内力结果 (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 = 22.38 mb = 22.38垂直板边弯矩(kn-m/m): 下 右 上 左 -44.76 -0.00 -0.00 -0.00配筋结果轴压比: n/(a*fc)= 0.3885竖直方向配筋(mm2/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= 750(mm2/m) 中截面： 非荷载侧= 750 荷载侧= 600(mm2/m) 下截面： 非荷载侧= 600 荷载侧= 750(mm2/m)水平方向单侧配筋(mm2/m): 注意: 配筋小于0表示超筋 左 中 右 750.00 750.00 750.00 柱配筋计算 柱配筋计算框架柱配筋由pkpm系列2010单机版satwe软件计算得出，结果见附图梁配筋计算1框架柱配筋由pkpm系列2010单机版satwe软件计算得出，结果见附图基础设计计算q=1.2(2.119+0.2525)+1.4200.7=84.1kn/板 重：n板84.18. 6.6=5517.8kn柱自重：n柱=1.20.60.63.9525=56.35kn框梁重：n梁=1.20.51.08.0252=291.6kn承台重：n承台=1.2331.025=270kn柱底轴力：n=5517.8+56.35+291.6=6135.75kn一、单桩竖向承载力（一）依据规范建筑地基基础设计规范 (gb 50007-2002)（二）计算信息:1.计算类型: 已知“桩身混凝土强度等级”,计算“单桩竖向承载力特征值”2.桩类型: 灌注桩3.桩截面类型: 圆桩4.尺寸信息 桩身直径 d=600mm5.材料信息 混凝土等级: c30 fc=14.30n/mm26.设计信息 工作条件系数 c=0.60 单桩竖向承载力设计值q与单桩竖向承载力特征值ra的比值 z =1.35（三）计算过程:1.计算桩身横截面面积: ap=*d2/4=3.14*6002/4=282743mm22.计算单桩竖向承载力设计值: q ap*fc*c= 282743*14.30*0.60/1000=2425.94kn3.计算单桩竖向承载力特征值 ra=q/z=2425.94/1.35=1700.0kn（四）单桩根数计算:n=n/ra=6135.75kn/1700kn=3.4根故每根柱下需做四桩承台。二、桩基承台计算（一）设计依据建筑地基基础设计规范 (gb50007-2002)混凝土结构设计规范 (gb50010-2002)建筑桩基技术规范 (jgj 942008)（二）示意图（三）计算信息承台类型: 四桩承台计算类型: 验算截面尺寸构件编号: ct-11. 几何参数矩形柱宽bc=600mm矩形柱高hc=600mm圆桩直径d=600mm承台根部高度h=1000mm承台端部高度h=1000mmx方向桩中心距a=1800mmy方向桩中心距b=1800mm承台边缘至边桩中心距 c=600mm2. 材料信息柱混凝土强度等级: c35 ft_c=1.57n/mm2,fc_c=16.7n/mm2承台混凝土强度等级:c35 ft_b=1.57n/mm2,fc_b=16.7n/mm2桩混凝土强度等级: c30 ft_p=1.43n/mm2,fc_p=14.3n/mm2承台钢筋级别: hrb400 fy=360n/mm23. 计算信息结构重要性系数: o=1.0 纵筋合力点至近边距离:as=40mm4. 作用在承台顶部荷载基本组合值f=6135.750knmx=0.000kn*mmy=0.000kn*mvx=0.000knvy=0.000kn（四）计算参数1. 承台总长 bx=c+a+c=0.600+1.800+0.600=3.000m2. 承台总宽 by=c+b+c=0.600+1.800+0.600=3.000m3. 承台根部截面有效高度 ho=h-as=1.000-0.040=0.960mho1=h-as=1.000-0.040=0.960mh2=h-h=1.000-1.000=0.000m4. 圆桩换算截面宽度 bp=0.8*d=0.8*0.600=0.480m（五）内力计算1. 各桩编号及定位座标如上图所示:1号桩 (x1=-a/2=-0.900m, y1=-b/2=-0.900m)2号桩 (x2=a/2=0.900m, y2=-b/2=-0.900m)3号桩 (x3=a/2=0.900m, y3=b/2=0.900m)4号桩 (x4=-a/2=-0.900m, y4=b/2=0.900m)2. 各桩净反力设计值, 计算公式:【8.5.3-2】xi=x12*4=3.240myi=y12*4=3.240mni=f/n-mx*yi/yi2+my*xi/xi2+vx*h*xi/xi2-vy*h *y1/yi2n1=6135.750/4-0.000*(-0.900)/3.240+0.000*(-0.900)/3.240 +0.000*1.000*(-0.900)/3.240-0.000*1.000*(-0.900)/3.240 =1533.938knn2=6135.750/4-0.000*(-0.900)/3.240+0.000*0.900/3.240 +0.000*1.000*0.900/3.240-0.000*1.000*(-0.900)/3.240 =1533.938knn3=6135.750/4-0.000*0.900/3.240+0.000*0.900/3.240 +0.000*1.000*0.900/3.240-0.000*1.000*0.900/3.240 =1533.938knn4=6135.750/4-0.000*0.900/3.240+0.000*(-0.900)/3.240 +0.000*1.000*(-0.900)/3.240-0.000*1.000*0.900/3.240 =1533.938kn（六）柱对承台的冲切验算 【8.5.17-1】1. ni=0=0.000kn 2. ox=a/2-bc/2-bp/2=1.800/2-0.700/2-0.480/2=0.310moy=b/2-hc/2-bp/2=1.800-0.700/2-0.480/2=0.310m3. ox=ox/ho=0.310/0.960=0.323 oy=oy/ho=0.310/0.960=0.3234. ox=0.84/(ox+0.2)=0.84/(0.323+0.2)=1.606 oy=0.84/(oy+0.2)=0.84/(0.323+0.2)=1.6065. 因 h=1.000m 所以 hp=0.983o*fl=o*(f-ni)=1.0*(6135.750-0.000)=6135.75kn2*ox*(hc+oy)+oy*(bc+ox)*hp*ft_b*ho=2*1.606*(700+310)+1.606*(700+310)*0.983*1.57*960=9618.33kno*fl=6135.75kn柱对承台的冲切满足规范要求（七）角桩对承台的冲切验算 【8.5.17-5】1. nl=max(n1, n2, n3, n4)=1533.938kn2. a1x=(a-bc-bp)/2=(1.800-0.700-0.480)/2=0.310m a1y=(b-hc-bp)/2=(1.800-0.700-0.480)/2=0.310m3. 1x=a1x/ho1=0.310/0.960=0.323 1y=a1y/ho1=0.310/0.960=0.3234. 1x=0.56/(1x+0.2)=0.56/(0.323+0.2)=1.071 1y=0.56/(1y+0.2)=0.56/(0.323+0.2)=1.071 c1=c+1/2*bp=0.600+0.480/2=0.840m c2=c+1/2*bp=0.600+0.480/2=0.840m5. 因 h=1.000m 所以 hp=0.983 o*nl=1.0*1533.938=1533.938kn 1x*(c2+a1y/2.0)+1y*(c1+a1x/2)*hp*ft_b*ho1 =1.071*(840+310/2)+1.071*(840+310/2)*0.983*1.57*960 =3158.496kno*nl=1533.938kn角桩对承台的冲切满足规范要求（八）承台斜截面受剪验算 【8.5.18-1】1. 计算承台计算截面处的计算宽度 bx1=bx=c+a+c=0.600+1.800+0.600=3.000m bx2=bc=0.700m bxo=1-0.5*h2/ho*(1-bx2/bx1)*bx1 =1-0.5*0.000/0.960*(1-0.700/3.000)*3.000 =3.000m by1=by=c+b+c=0.600+1.800+0.600=3.000m by2=hc=0.700m byo=1-0.5*h2/ho*(1-by2/by1)*by1 =1-0.5*0.000/0.960*(1-0.700/3.000)*3.000 =3.000m2.计算剪切系数因 0.800ho=0.960m2.000m,hs=(0.800/0.960)1/4=0.955 ax=1/2*(a-bc-bp)=1/2*(1.800-0.600-0.480)=0.310m x=ax/ho=0.310/0.960=0.323 x=1.75/(x+1.0)=1.75/(0.323+1.0)=1.323 ay=1/2*(b-hc-bp)=1/2*(1.800-0.600-0.480)=0.310m y=ay/ho=0.310/0.960=0.323 y=1.75/(y+1.0)=1.75/(0.323+1.0)=1.3233. 计算承台底部最大剪力【8.5.18-1】 因为 n14=n1+n4=1533.938+1533.938=3067.875kn 因为 n23=n2+n3=1533.938+1533.938=3067.875kn 所以 vx=max(|n14|, |n23|)=max(3067.875,3067.875)=3067.875kn 因 n12=n1+n2=1533.938+1533.938=3067.875knn34=n3+n4=1533.938+1533.938=3067.875kn 所以 vy=max(|n12|, |n34|)=max(3067.875,3067.875)=3067.875kn o*vx=1.0*3067.875=3067.875kn hs*x*ft_b*byo*ho=0.955*1.323*1.57*3000*960 =5714.818kno*vx=3067.875kn o*vy=1.0*3067.875=3067.875kn hs*y*ft_b*bxo*ho=0.955*1.323*1.57*3000*960 =5714.818kno*vy=3067.875kn 承台斜截面受剪满足规范要求（九）承台受弯计算 【8.5.16-1】【8.5.16-2】1. 承台底部弯矩最大值 【8.5.16-1】【8.5.16-2】因 mdx14=(n1+n4)*(a/2-1/2*bc) =(1533.938+1533.938)*(1.800/2-1/2*0.700) =1687.33kn*m mdx23=(n2+n3)*(a/2-1/2*bc) =(1533.938+1533.938)*(1.800/2-1/2*0.700) =1687.33kn*m所以 mx=max(|mdx14|, |mdx23|)=max(|1687.33|,|1687.33|)=1687.33kn*m因 mdy12=(n1+n2)*(1/2*b-1/2*hc) =(1533.938+1533.938)*(1/2*1.800-1/2*0.700) =1687.33kn*m mdy34=(n3+n4)*(1/2*b-1/2*hc) =(1533.938+1533.938)*(1/2*1.800-1/2*0.700) =1687.33kn*m所以 my=max(|mdy12|, |mdy34|)=max(|1687.33|,|1687.33|)=1687.33kn*m2. 计算配筋面积asx=o*mx/(0.9*ho*fy)=1.0*1687.33*106/(0.9*960*360)=5424.8mm2asx1=asx/by=5424.8/3=1808mm2/masy=o*my/(0.9*ho*fy)=1.0*1687.33*106/(0.9*960.000*360)=5424.8mm2asy1=asy/bx=5424.8/3=1808mm2/m3. 计算最小配筋率受弯最小配筋率为 min=0.150%4. 承台最小配筋面积as1min