木三角结构初步设计说明

1、一、工程概况1、本工程为宝应粤海水务水厂深度处理及完善改造工程的子项目，具体名称为综合楼，结构示意图如下图所示。本工程为绿色建筑一星，建筑主要特征如下表所示：2、本工程0.000m 标高相当于绝对标高 4.95m（黄海系）。3、本工程建筑设计图中的尺寸除注明者外，均以毫米（mm）为；标高以米（m）为单位；角度以度（）为。3DMAX 建模建筑名称建筑分类耐火等级建筑定性建筑层数（F）建筑高度（m）建 筑面积（m2）地上建筑面积（m2）总建筑面积（m2）主要结构形式地上综合楼多层公共建筑二级综合楼0623.9503373.563373.56钢筋混凝土框架结构结构示意图二、设计依据1、规范、规程：民

2、用建筑设计通则 （GB50352-2005）工程防水技术规范 （GB50108-2008）建筑设计防火规范 （GB50016-2014）公共建筑节能设计标准 （GB50189-2005）屋面工程技术规范 （GB50345-2012）建筑幕墙 （GB/T21086-2007）建筑结构可靠度设计标准 （GB50068-2001）础设计规范 （GB50007-2011）建筑地建筑结构荷载规范 （GB50009-2012）混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）建筑抗震设防分类标准 （GB50223-2008）2、地质勘察资料：扬州市勘测设计院提供

3、的勘察地质3.有关主管部门对方案设计的文件三、建筑结构分类等级本工程结构按 50 年使用年限进行设计, 设计基准期为 50 年。表 3.1建筑分类等级四、主要荷载（作用）取值a)活荷载：（kN/m2）b)恒荷载：1.屋面：gk=5.88 (kN/m2)不上人屋面（23.50、27.00 标高处）gk=6.51 (kN/m2)上人屋面（11.60、19.70 标高处露台）不上人屋面（局部线脚、挑板、风井顶板）gk=3.60(kN/m2)2.楼地面 ：gk=4.11 (kN/m2)楼 1：防滑地砖楼地面：防滑地砖楼地面，有防水层 gk=4.59 (kN/m2)楼 2：水泥砂浆楼地面，无防水gk=4

4、.14 (kN/m2)楼 3：水泥砂浆楼地面，无防水gk=5.04 (kN/m2)楼 4gk=4.46 (kN/m2)楼 5：环氧砂浆面层楼地面3.外墙：办公卫生间楼梯间上人屋面不上人屋面电梯机房、设备机房2.02.53.52.00.57.0序名称等级1建筑结构安全等级二级2地础设计等级乙级3建筑抗震设防类别标准设防类（丙类）4抗震等级地上 16 层钢筋混凝土框架：四级防水涂料，有保温 gk=2.06 (kN/m2)外 1：外墙防水涂料，无保温 gk=2.3 (kN/m2)外 2：外墙4.内墙：gk=2.0 (kN/m2)内 1：内墙涂料200 厚gk=2.1(kN/m2)内 2：内砖200

5、厚gk=1.88(kN/m2)内 3：内砖防水200 厚gk=1.2(kN/m2)内 4：内墙涂料100 厚gk=1.36(kN/m2)内 5：内墙涂料120 厚5.顶棚：gk=3.2(kN/m2)涂料平顶：gk=0.015(kN/m2)轻钢龙骨石膏板平顶：c)风荷载：基本风压按 50 年一遇考虑，为 0.40kN/，地面粗糙度类别为 C 类，风荷载体型系数为 1.3；用于舒适度验算的风压，取为 0.25kN/。d)雪荷载：基本雪压按 50 年一遇考虑，为 0.35kN/。e)作用：建筑抗震设防分类标准（GB50223-2008），本工程建筑抗震设防类别根据丙类（标准设防类），抗震设防烈度为

6、6 度，抗震计算均按 6 度考虑。类场地，设计为 0.05g。分组为第三组，设计基本本工程采用钢筋混凝土框架结构，抗震等级为：框架四级。其它设备用房及特殊用房等均按实际荷载取值。本工程钢筋砼结构所处的环境类别，地上部分为一类（室内干燥环境），及二 a 类（室内潮湿环境、非严寒和非寒冷地区的露天环境）。五、地质条件1、本场地地基岩土层自上而下简述如下：1 层：土质不均，中压缩性，力学强度低，场地普遍分布。2 层：力学强度一般，中压缩性，土质均匀性一般，呈透镜状分布分布。3 层：力学强度低，多为高压缩性，土质不均，场地多数地段分布，仅局部缺失。3-1 层：力学强度一般，中压缩性，土质均匀性一般，多

7、呈透镜状分布。4 层：力学强度一般，中压缩性，土质均匀性一般，除综合楼处缺失外，其余地段均有分布。5 层：力学强度较高，多为中压缩性，土质较均匀，场地普遍分布，分布较均匀。6 层：力学强度一般，为中压缩性，土质均匀性一般，场地普遍分布，分布较均匀。7 层：力学强度较高，多为中压缩性，土质均匀性一般，场地普遍分布，分布较均匀。8 层：力学强度较高，中压缩性，土质均匀性一般，场地普遍分布，分布较均匀。8-1 层：力学强度较高，多为中压缩性，土质均匀性一般，呈透镜状分布于 8 层土中。场地地势较平坦，未发现断裂、滑坡、土洞塌陷、高边坡等影响场地整体稳定性的不利，区域地质稳定性较好，无液化土层分布，为

8、对建筑抗震不利地段，场地整体稳定性一般。地基土层中，1 层土为杂填土，土质不均，力学强度低，3 层土为软土， 土质不均，力学强度低，多为高压缩性，2、48 层力学强度一般较高，多为中压缩性，地基的整体稳定性较差。影响场地整体稳定性主要为：软弱地基和局部侧限的不均衡。综上，场地地基土层分布比较稳定，区域地质稳定性较好，无分布液化土分布，但分布有软弱土，只要采取相应措施可进行本工程建设。2、场地效应本工程场地位于宝应安宜镇，根据中国动参数区划图GB18306-2015，场地抗震设防烈度为 6 度，场地动峰值度为 0.05g，设计分组为第三组。根据建筑抗震设计规范GB50011-2010 第 4.3

9、.1 条，本场地可不进行液化判别和处理。根据建筑抗震设计规范GB50011-2010 中第 4.1.14.1.6 条之规定，结合场地土的剪切波测试成果， 20m 范围内等效剪切波速值为 175.5183.8m/s，平均 180.6m/s，判定场地土类型为中软土。根据区域地质资料，场地覆盖层厚度大于 50m，故判定建筑场地类别为类。场地分布有软弱土，根据建筑抗震设计规范GB50011-2010，判定场地为对建筑抗震不利地段。根据场地类别，设计分组，场地的设计特征周期值为 0.65s。3、水根据量测数据并结合地形地貌及区域水文地质资料，场地历史最高水位 4.00m 左右，常年平均水位 3.00m。

10、水对混凝土结构及钢筋具有微腐蚀性。4、特殊性岩土场地特殊性岩土以杂填土为主。1 层为杂填土，土质不均，多处于不饱和状态，力学强度低，中压缩性，层厚 0.35.3m，平均层厚 1.6m，承载力特征值 fak=60kPa，堆积年代超过 5 年。5、基坑支护及降水要求基坑开挖深度均不超过 6.0m，基坑工程安全等级为三级。本场地水位相对较高，在基坑开挖面以上，周边环境条件比较复杂，工程地质条件比较复杂，需要由专业进行支护设计。若场地条件允许，采取必要的降排水措施后可采用放坡开挖，建议采用管井或针井降排水。在基坑降水影响范围内存在建（构）筑物、道路、埋藏设施，应采取必要的措施处理，如在基坑外侧采用搅拌

11、桩围封或水回灌等措施。根据岩土工程勘察规范GB50021-2001（2009 年版）第 7.3.2 条条文说明，验算 7 层承压水水压力引起的基底隆起，满足规范要求。六、上部结构设计结构缝的设置：本工程结构之间建筑荷载差别较小，且基础持力土层的压缩模量、回弹再压缩模量较高，经初步计算分析，结构之间的沉降差较小，本工程不设沉降缝。水平及垂直方向的受力结构体系：根据建筑的总高度、抗震设防烈度、建筑的用途等情况，本工程采用现浇钢筋混凝土框架结构体系。楼盖结构体系：根据建筑物的使用要求和施工条件，以及建筑物的总高度、层高和结构跨度等情况，本工程采用现浇楼盖，地上部分采用主次梁板楼盖体系。楼屋面为双向井

12、字梁梁板体系，便于室内空间的灵活分隔，满足建筑使用要求。问题的解决办法：由于中庭楼板开洞面积较大，必须采取加强中庭周围楼板的刚度及配筋，同时加大部分的截面尺寸等措施，提高建筑物的结构整体刚度。嵌固端的确定：由于无室，因此将基础顶作为上部结构嵌固端。其他：基坑开挖前应对相邻道路和管线的情况进行详细，必要时采取防护措施。基坑施工期间应加强水及地表水的降排工作，尤其是降雨期间。七、地础设计本工程基础形式采用基础形式采用条型基础，其中结构基底标高约 1.5m 基础持力层采用第 3-1 层粉土夹粉质粘土，地基承载力特征值采用 120kPa。其中第 1 层粘土为杂填土，为了消除其影响，采取基底加中粗砂垫层

13、，两侧采用中粗砂材料回填，且做好防水处理措施。本场地基础持力层以下土层均属于中低压缩性土层，基础沉降均能满足相关规范要求。抗浮措施：岩土工程勘察中提出抗浮设计水位可采用室外地坪标高，防水设计水位应高出室外地坪标高 500mm 以上。对有抗浮设防要求的建（构）筑物，设计部门应进行基础抗浮验算，若不满足要求，可通过增加结构配重、上覆土或设置抗浮桩等措施处理。八、结构分析本工程采用结构分析采用 PKPM 空间结构计算软件进行结构整体计算分析，分析时考虑了扭转耦联效应；作用下的扭转影响。作用和风荷载按两个主轴方向作用，同时考虑 5%的偶然偏心1)自振周期等指标见下表:2) 结构第一扭转振型周期和第一平

14、动振型周期的比值为 0.85，小于 0.9，满足规范要求。3) 在考虑 5%楼层质量偶然偏心的单向作用下，楼层最大层间位移和层间位移平均值的楼层层间最大位移与层高之比作用X 方向最大值Y 方向最大值1/2323(第 1 层)1/2233 (第 1 层)风荷载X 方向最大值Y 方向最大值1/7595(第 1 层)1/ 3269(第 1 层)作用下最大层间位移与层间位移平均值之比X 方向最大值(考虑偶然偏心 5%)Y 方向最大值(考虑偶然偏心5%)1.21(第 7 层)1.17 (第 6 层)振型123456789101112周期(s)1.05941.03560.92180.36980.35340

15、.31410.22990.20970.19680.16900.16390.1478振动转角99.5412.57153.2489.41179.4051.8894.185.4492.6434.58126.7742.66平动系数0.980.950.110.990.990.080.860.980.450.650.750.84扭转系数0.020.050.890.010.010.920.140.020.550.350.250.16比值，在 X 方向部分楼层有大于 1.2 的情况，但均满足不应大于 1.5 的规范限制要求，这说明结构在局部楼层有平面扭转不规则的情况。4) 楼层侧向刚度中第一层侧移刚度小于上一

16、层相应侧移刚度 70%的比值或上三层平均侧移刚度 80%的比值中之较小者，不满足规范要求，属于竖向不规则结构，薄弱层大系数= 1.25。剪力放5) 结构承载力和变形计算结果无超筋超限的情况。6) X 向楼层最小剪重比=0.80%, X 方向的有效质量系数: 99.55%;Y 向楼层最小剪重比=0.80%, X 方向的有效质量系数: 99.56%;限值为 90%，满足。7)进行结构整体稳定验算，根据 PKPM 的计算结果，该结构刚重比 Di*Hi/Gi 大于 10,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算；该结构刚重比 Di*Hi/Gi 大于 20，可以不考虑重力二阶效应。8) 用于舒适度验算的结构阻尼比为 2%结构舒适性验算结果：X 向顺风向顶点最大度(m/s2) = 0.021X 向横风向顶点最大度(m/s2) = 0.009Y 向顺风向顶点最大度(m/s2) = 0.024Y 向横风向顶点最大度(m/s2) = 0.009最大度max 均小于 0.05(m/s2)，满足舒适度要求。9）基础采用 JCCAD 进行计算，沉降值及差异沉降均满足规范要求。根据以上计算结