同济施工图计算书.doc

第 册 / 共 册 本册共 页计 算 书CALCULATION DOCUMENT 工程编号： 09-K-05-1 项目名称： 天然气研究院适应性改造项目 子项名称： 地下车库、重点实验室、科研配套用房设计阶段： 施工图 （C版） 设计专业： 结 构 计算内容： 全 部 专业负责人： 陆 平 计 算 人： 校 对 人： 审 核 人： 日 期： 2010年9月16日 20071130发布20071201实施同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司Architectural Design & Research Institute of Tongji University (Group) Co.,Ltd.目 录序号 内容 页次 一 电算选用软件 1二 工程概况 1三 可变荷载选用 2四 上部永久荷载及构件计算 23五 基础计算 36六 坡道计算 613七 楼梯计算 1314八 上部电算输入、输出信息（质量、周期、位移） 15附图（基础计算荷载、上部结构简图、荷载输入简图 ） 14 一本工程电算选用软件（）上部结构名 称版 本本工程使用上部结构PKPM系列PK 框排架计算机辅助设计2008年10月 PMCAD 结构平面计算机辅助设计2008年10月TAT 结构三维分析与设计软件2008年10月SATWE 结构空间有限元分析设计软件2008年10月LTCAD 楼梯计算机辅助设计2008年10月STS 钢结构计算机辅助设计2008年10月PREC 预应力结构计算机辅助设计2008年10月QLK 混凝土小型砌块计算机辅助设计2008年10月BOX 箱型基础计算机辅助设计2008年10月GJ 钢筋混凝土基本构件设计2008年10月SAP20009.0etabs8.2midas7.2基础PKPM系列JCCAD2008年10月SFC上海地基基础设计规范配套系列软件1.0理正桩基CAD2.5同济启明星Pile2000二工程概况工程地段：位于成都市双流县华阳镇天然气研究院院区内，距成都市区13公里，东临天研路,西临居民住宅，南临协和发电厂，北临华阳干道。本工程0.00相当于绝对标高 480.95 m；室内外高差： 0.45m 主要材料混凝土 C30C40 钢 材 Q235B 砌 体 外墙页岩多孔砖，内墙加气混凝土砌块 ；结构层数地上 6 层；地下 2 层上部结构：重点实验室为5层，平面呈“L”型，长肢91米，宽16米；通过设置一道变形缝（兼抗震缝）使平面变得规则。科研办公楼地上6层，长约40米，宽19米，平立面规则。实验室与科研办公楼中间钢雨篷铰接。 基础与地下室：地下室共2层，长约91米，宽约86米，地下室顶板作为上部建筑的嵌固端；基础开挖深度约9米。根据地质报告提供的地质条件以及上部荷载特点，以稍密卵石层作为持力层（fak=280KPa），采用梁筏基础，局部纯地下室需设置抗浮锚杆。抗震设防标准：设防烈度 7.0 度，设计地震分组 三组；地震加速度 0.10g；场地类别 (0.45s) ；安全等级 二 级 ，设防类别：丙类。三 可变荷载标准值选用（kN/）1. 屋面及楼面均布活荷载标准值类别活荷载标准值(kN/m2)屋面不上人屋面0.5上人屋面2.0楼面办公2.0底层实验室6.0二层（含）以上实验室3.0卫生间2.5档案12(密集书柜)5.0（一般）阅览室2.0普通楼梯2.5走廊、门厅3.5屋顶花园4.0消防疏散楼梯3.5物业值班、管理用房2.0通风机房、电梯机房7.0汽车库4.0消防通道20.02.风雪荷载基本风压地面粗糙度基本雪压Wo=0.30kN/m2B类0.10 kN/m2 四上部永久荷载标准值及构件计算(一) 楼面荷载1、底层:一层办公用房室内地面: 楼板180厚： 180厚砼板 4.5kN/m2水泥砂浆找平+地砖装修 1.0kN/m2 吊顶+ 管线 0.5kN/m2 恒载合计 6.0kN/m2一层室外地面: 楼板250厚： 250厚砼板 6.3kN/m2覆土+建筑面层合计1.5m厚 17x1.5= 25.5kN/m2 吊顶+ 管线 0.5kN/m2 恒载合计 32.5kN/m22、地下一层及二层以上楼梯间、卫生间、走道等部分:楼板120厚： 120厚砼板 3.0kN/m2 水泥砂浆结合层地砖装修 1.2kN/m2 吊顶+ 管线 0.4kN/m2 恒载合计 4.6kN/m2楼板130厚： 恒载合计 4.9kN/m2楼板140厚： 恒载合计 5.1kN/m2楼板150厚： 恒载合计 5.4kN/m2（二）屋面屋面1（不上人屋面）刚性防水层 1.00 kN/m2保温层 0.10 kN/m2防水层 0.10 kN/m2找平层 0.40 kN/m2找坡层 1.00 kN/m2找平层 0.40 kN/m2120厚砼板 3.00 kN/m22cm底粉刷 0.40 kN/m2恒载合计 6.5kN/m2 （三） 墙体： 1. 外墙200厚页岩多孔砖砌体：0.212.7=2.54 kN/m2外抹灰：0.0218=0.36kN/ m2内抹灰：0.02517=0.4kN/ m2保温层：0.10 kN/m2外包铝板：0.5kN/m2恒载合计：3.9 kN/m23.3m高墙体线荷载为：3.93.3=13kN/m2. 内墙200厚加气混凝土砌块：0.26.3=9 kN/m2双面抹灰：0.0617=1.02kN/ m2恒载合计：2.8 kN/m23.4m高墙体线荷载为：2.83.4=9.5kN/m（四）阳台女儿墙、栏板：板厚：120mm 板高：1200mm1永久荷载=250.121.2+(0.55+0.34)1.2=4.7 kN/m22栏板抗弯计算水平设计荷载：P=1.5kN/m1.4=2.1kN/m设计弯矩：M=2.11.2=2.5kN-m/m计算配筋：As=75mm2构造配筋：0.2%h1000=240mm2/m 五.基础计算（一）概况0.00=绝对标高480.5米 ,基础板底-9.40=绝对标高471.1米，埋深从天然地坪下约9米。位于稍密卵石层（fak=280kpa）。根据建筑地基基础设计规范第5.2.5公式计算地基承载力：Fa=fak+b(b-3)+ dm(d-0.5)=280+3.0x11x3+4.415.0x8.5=940KPa；（二）基础承载力计算上部荷载标准值共为474686(1.0恒+1.0活，包括地下室)，基础面积6028平方米，周长358米。基础自重(25x0.6+4)x6028=114532kn，周边覆土重量=20x0.5x9x358=32220KN。基底平均压力474686+114532+32220)/6028=105Kpa若仅考虑主楼下部基底压力，约为150kpa，满足承载力要求。（三）基础梁板配筋，及沉降计算1. 沉降计算采用JCCAD整体计算，最大沉降小于1CM。偏心：DX=0.15米,DY=0.37米。2. 配筋计算梁板配筋采用JCCAD桩筏模型进行整体有限元计算。计算结果简图附后。3基础底冲切计算：1）按950mm考虑，柱子600x800，C30,底板抗冲切能力Fl=0.7ftumh0=0.71.436600950=6276KN,不满足要求。2）按1150mm考虑，柱子700x800，C30,底板抗冲切能力Fl=0.7ftumh0=0.71.4376001150=8748KN,满足要求。3）按1350mm考虑，柱子700x800，C30,底板抗冲切能力Fl=0.7ftumh0=0.71.4384001350=11350KN,满足要求。4局部受压计算：1.35lfcAl=1.352.7414.3600800=25389KN，满足要求。（四）局部地下室抗浮计算部分区域仅一层地下室，验算抗浮。1.水浮力抗浮水位476.1米，水头5.0米，浮力F=5x1.2x10=60KPa2.抗浮重量上部荷载G1=30底板自重G2=25x0.55=13.75KPa；G1+G2=43.8KPaF，抗浮不满足要求，采用锚杆抗浮。3.锚杆计算锚杆取0.2米直径，有效长7米。承载力计算Rt=furhr=0.81303.140.207=457KN。每根锚杆承受的浮力=（60-25x0.50）2.6x2.6=321KN2.000,所以选择多边支撑单向板计算): 1.X向底板配筋 1) 确定X向底板弯距 Mx = (G*gk+Q*qk)*Lo2/24 = (1.200*7.500+1.400*4.000)*2.72/24 = 4.435 kN*m 2) 确定计算系数 s = o*Mx/(1*fc*b*ho*ho) = 1.00*4.435106/(1.00*14.3*1000*180*180) = 0.010 3) 计算相对受压区高度 = 1-sqrt(1-2*s) = 1-sqrt(1-2*0.010) = 0.010 4) 计算受拉钢筋面积 As = 1*fc*b*ho*/fy = 1.000*14.3*1000*180*0.010/360 = 69mm2 5) 验算最小配筋率 = As/(b*h) = 69/(1000*250) = 0.028% min = 0.200% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = min*b*h = 0.200%*1000*250 = 500 mm2 6) 计算纵跨分布钢筋面积 不宜小于横跨板底钢筋面积的15%,所以面积为: As1 = As*0.015 = 500.00*0.15 = 75.00mm2 不宜小于该方向截面面积的0.15%,所以面积为: As1 = h*b*0.0015 = 250*1000*0.0015 = 375.00mm2 取二者中较大值，所以分布钢筋面积As = 375mm2 采取方案d8100, 实配面积503 mm2 2.X向左端支座钢筋 1) 确定左端支座弯距 Mox = (G*gk+Q*qk)*Lo2/12 = (1.200*7.500+1.400*4.000)*2.72/12 = 8.870 kN*m 2) 确定计算系数 s = o*Mox/(1*fc*b*ho*ho) = 1.00*8.870106/(1.00*14.3*1000*180*180) = 0.019 3) 计算相对受压区高度 = 1-sqrt(1-2*s) = 1-sqrt(1-2*0.019) = 0.019 4) 计算受拉钢筋面积 As = 1*fc*b*ho*/fy = 1.000*14.3*1000*180*0.019/360 = 138mm2 5) 验算最小配筋率 = As/(b*h) = 138/(1000*250) = 0.055% min = 0.200% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = min*b*h = 0.200%*1000*250 = 500 mm2 采取方案d8100, 实配面积503 mm2 3.X向右端支座钢筋 1) 确定右端支座弯距 Mox = (G*gk+Q*qk)*Lo2/12 = (1.200*7.500+1.400*4.000)*2.72/12 = 8.870 kN*m 2) 确定计算系数 s = o*Mox/(1*fc*b*ho*ho) = 1.00*8.870106/(1.00*14.3*1000*180*180) = 0.019 3) 计算相对受压区高度 = 1-sqrt(1-2*s) = 1-sqrt(1-2*0.019) = 0.019 4) 计算受拉钢筋面积 As = 1*fc*b*ho*/fy = 1.000*14.3*1000*180*0.019/360 = 138mm2 5) 验算最小配筋率 = As/(b*h) = 138/(1000*250) = 0.055% 65，所以取C = 65 4) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk=Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) =3.493106/(0.87*180*503) =44.346N/mm 5) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*250=125000 mm2 te=As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) =503/125000 = 0.0040 因为te=0.0040 0.01,所以让te=0.01 6) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) =1.1-0.65*2.010/(0.0100*44.346) =-1.846 因为=-1.846 65，所以取C = 65 4) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk=Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) =6.986106/(0.87*180*503) =88.692N/mm 5) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*250=125000 mm2 te=As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) =503/125000 = 0.0040 因为te=0.0040 0.01,所以让te=0.01 6) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) =1.1-0.65*2.010/(0.0100*88.692) =-0.373 因为=-0.373 65，所以取C = 65 4) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 sk=Mk/(0.87*ho*As) (混凝土规范式 8.1.33) =6.986106/(0.87*180*503) =88.692N/mm 5) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*250=125000 mm2 te=As/Ate (混凝土规范式 8.1.24) =503/125000 = 0.0040 因为te=0.0040 0.01,所以让te=0.01 6) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 =1.1-0.65*ftk/(te*sk) (混凝土规范式 8.1.22) =1.1-0.65*2.010/(0.0100*88.692) =-0.373 因为=-0.373 0.2,所以让=0.2 7) 计算单位面积钢筋根数n n=1000/dist = 1000/100 =10 8) 计算受拉区纵向钢筋的等效直径deq deq= (ni*di2)/(ni*vi*di) =10*8*8/(10*1.0*8)=8 9) 计算最大裂缝宽度 max=cr*sk/Es*(1.9*C+0.08*Deq/te) (混凝土规范式 8.1.21) =2.1*0.200*88.692/2.0105*(1.9*50+0.08*8/0.0100) =0.0296mm 0.30, 满足规范要求（4）、坡道梁计算1、计算条件计算跨度7.8m，截面尺寸250650mm，钢筋3级钢，混凝土C30，裂缝控制0.2mm。2、荷载计算 恒荷载 p=7.52.7=20.3 活荷载 q=4.02.7=10.83、计算结果 M=0.125(1.220.3+1.410.8)7.82=300.3l 坡道2计算（1）、坡道外墙一计算1、计算条件计算高度3.65m，墙厚350mm，钢筋3级钢，混凝土C30，裂缝控制0.2mm。2、计算简图3、土压力计算q1=K0h=0.518(10/18+1.2)=15.8q2=K0h=0.518(10/18+1.2+3.65)=48.74、计算结果a、几何数据及计算参数b、荷载数据 荷载工况1 (恒载):c、内力及配筋1.弯矩图2.剪力图3.截面内力及配筋0支座: 正弯矩 0.00 kN*m, 负弯矩55.53 kN*m, 剪力84.08 kN,1跨中: 正弯矩27.61 kN*m, 负弯矩 0.00 kN*m, 剪力84.08 kN, 1支座: 正弯矩 0.00 kN*m,位置: 3.65m 负弯矩 0.00 kN*m,位置: 3.65m 剪力-33.63 kN,位置: 3.65m （2）、坡道外墙二计算1、计算条件计算高度5.45m，墙厚350mm，钢筋3级钢，混凝土C30，裂缝控制0.2mm。2、计算简图3、土压力计算q1=K0h=0.518(10/18)=5.0q2=K0h=0.518(10/18+5.45)=54.14、计算结果a、几何数据及计算参数b、荷载数据 荷载工况1 (恒载):c、内力及配筋1.弯矩图2.剪力图3.截面内力及配筋0支座: 正弯矩17.31 kN*m, 负弯矩 0.00 kN*m, 剪力 1.69 kN, 1跨中: 正弯矩 5.75 kN*m, 负弯矩29.00 kN*m, 剪力-92.08 kN,1支座: 正弯矩 0.00 kN*m,位置: 0.00m 负弯矩84.54 kN*m,位置: 0.00m 剪力左-92.08 kN,位置: 2.10m 剪力右67.34 kN,位置: 0.00m 2跨中: 正弯矩 0.00 kN*m,位置: 0.00m 负弯矩29.21 kN*m,位置: 1.12m 剪力67.34 kN,位置: 0.00m 2支