天津城建大学毕业设计地下车库设计

1、华苑小区地下车库及基础结构设计ThedesignofundergroundgarageandinfrastructureaboutHuayuanvillage学生姓名：孙明学生学号：11210202专业名称：城市地下空间工程指导教师：张彦（讲师）土木工程 学院2015年6月 日独创性声明本人声明所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，没有伪造数据的行为。毕业设计（论文）作者签名： 签字日期： 年 月 日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用

2、论文的规定。同意学校保留并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津城建大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权说明）毕业设计（论文）作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘 要 地面对城市内日趋紧张的地上空间容纳率以及不断上涨的私人汽车保有率，开拓地下空间用来停放汽车已经成为大家的共识。本毕业设计按照汽车库建筑设计规范（JGJ 100-98）和建筑地基基础设计规范（GB5007-2010）等国家或地方规范，依据该工

3、程岩土勘察报告、工程地质条件和水文地质条件等，本着结构、防水、抗浮三者统一，且经济合理的原则，对华苑小区地下车库进行了结构设计、结构配筋及基础设计、基础配筋等。本次毕业设计的主要内容如下：1、兴建地下车库的目的、前景及必要性综述。2、工程概况、水文地质条件及场地地震效应等介绍。3、地下车库的柱网、层高、坡道等方案设计及尺寸确定。4、地下车库的顶板、底板、外墙、柱尺寸设计及材料的选取，其中顶板、底板、外墙以及基础均采用防水混凝土。5、地下车库的基础方案设计，其中柱下及墙下均采用条形基础。6、地下车库无梁楼盖结构设计，采用理正无梁楼盖等代框架分析软件对无梁楼盖进行了竖向荷载作用下框架的内力计算，手

4、算了水平荷载作用下框架的内力。 7、地下车库的底板、外墙、基础等设计及配筋。端柱设于外墙内，墙角设构造柱，柱下条形基础之间设有连梁，受力钢筋和箍筋分别主要采用III级钢筋和II级钢筋。 8、用SAP200软件对地下车库进行整体分析并得出内力计算结果，将计算结果与理正无梁楼盖等代框架分析软件进行比较，得出在无梁楼盖整体计算中，理正无梁楼盖分析软件的计算比SAP200软件的计算更加准确。关键词：地下车库；无梁楼盖； 等代框架法；sap2000；条形基础； 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc422233909 第一章 绪论 PAGEREF _Toc4222339

5、09 h 1 HYPERLINK l _Toc422233910 第二章 工程概况及地质条件 PAGEREF _Toc422233910 h 2 HYPERLINK l _Toc422233911 工程概况 PAGEREF _Toc422233911 h 2 HYPERLINK l _Toc422233912 工程周边环境 PAGEREF _Toc422233912 h 2 HYPERLINK l _Toc422233913 工程地质及水文地质概况 PAGEREF _Toc422233913 h 2 HYPERLINK l _Toc422233914 工程地质概况 PAGEREF _Toc42

6、2233914 h 2 HYPERLINK l _Toc422233915 水文地质概况 PAGEREF _Toc422233915 h 2 HYPERLINK l _Toc422233916 场地地震效应 PAGEREF _Toc422233916 h 7 HYPERLINK l _Toc422233917 饱和粉（砂）土液化判别 PAGEREF _Toc422233917 h 7 HYPERLINK l _Toc422233918 场地土类型及场地类别 PAGEREF _Toc422233918 h 7 HYPERLINK l _Toc422233919 第三章 建筑设计 PAGEREF

7、_Toc422233919 h 8 HYPERLINK l _Toc422233920 柱网设计 PAGEREF _Toc422233920 h 8 HYPERLINK l _Toc422233921 层高设计 PAGEREF _Toc422233921 h 8 HYPERLINK l _Toc422233922 坡道设计 PAGEREF _Toc422233922 h 9 HYPERLINK l _Toc422233923 结构基本尺寸确定 PAGEREF _Toc422233923 h 9 HYPERLINK l _Toc422233924 柱截面尺寸 PAGEREF _Toc422233

8、924 h 9 HYPERLINK l _Toc422233925 现浇板厚 PAGEREF _Toc422233925 h 9 HYPERLINK l _Toc422233926 墙厚 PAGEREF _Toc422233926 h 10 HYPERLINK l _Toc422233927 托板和斜柱帽的尺寸确定 PAGEREF _Toc422233927 h 10 HYPERLINK l _Toc422233928 材料选择 PAGEREF _Toc422233928 h 10 HYPERLINK l _Toc422233929 基础方案选取 PAGEREF _Toc422233929 h

9、 11 HYPERLINK l _Toc422233930 基础的分类 PAGEREF _Toc422233930 h 11 HYPERLINK l _Toc422233931 本次项目的基础选择 PAGEREF _Toc422233931 h 12 HYPERLINK l _Toc422233932 尺寸的选取 PAGEREF _Toc422233932 h 13 HYPERLINK l _Toc422233933 荷载的选择 PAGEREF _Toc422233933 h 13 HYPERLINK l _Toc422233934 恒载标准值 PAGEREF _Toc422233934 h

10、13 HYPERLINK l _Toc422233935 活荷载标准值 PAGEREF _Toc422233935 h 15 HYPERLINK l _Toc422233936 结构荷载计算 PAGEREF _Toc422233936 h 15 HYPERLINK l _Toc422233937 分项系数的选取 PAGEREF _Toc422233937 h 15 HYPERLINK l _Toc422233938 侧墙荷载 PAGEREF _Toc422233938 h 16 HYPERLINK l _Toc422233939 第四章 结构设计 PAGEREF _Toc422233939 h

11、 17 HYPERLINK l _Toc422233940 无梁楼盖结构设计 PAGEREF _Toc422233940 h 17 HYPERLINK l _Toc422233941 基本假定与荷载分布 PAGEREF _Toc422233941 h 17 HYPERLINK l _Toc422233942 顶板的基本组合值 PAGEREF _Toc422233942 h 18 HYPERLINK l _Toc422233943 无梁楼盖内力计算方法的选取 PAGEREF _Toc422233943 h 18 HYPERLINK l _Toc422233944 地下车库一榀框架计算 PAGER

12、EF _Toc422233944 h 18 HYPERLINK l _Toc422233945 理正无梁楼盖等代框架分析软件计算内力 PAGEREF _Toc422233945 h 19 HYPERLINK l _Toc422233946 竖向荷载作用下框架的剪力计算 PAGEREF _Toc422233946 h 22 HYPERLINK l _Toc422233947 竖向荷载作用下柱端轴力计算 PAGEREF _Toc422233947 h 24 HYPERLINK l _Toc422233948 水平荷载作用下框架内力分析 PAGEREF _Toc422233948 h 24 HYPE

13、RLINK l _Toc422233949 顶板、柱的配筋以及验算 PAGEREF _Toc422233949 h 30 HYPERLINK l _Toc422233950 无梁楼盖顶板的配筋 PAGEREF _Toc422233950 h 30 HYPERLINK l _Toc422233951 无梁楼盖顶板裂缝计算 PAGEREF _Toc422233951 h 32 HYPERLINK l _Toc422233952 无梁楼盖抗冲切验算 PAGEREF _Toc422233952 h 33 HYPERLINK l _Toc422233953 柱的配筋 PAGEREF _Toc422233

14、953 h 34 HYPERLINK l _Toc422233954 底板的设计 PAGEREF _Toc422233954 h 43 HYPERLINK l _Toc422233955 底板计算 PAGEREF _Toc422233955 h 43 HYPERLINK l _Toc422233956 底板跨中挠度验算 PAGEREF _Toc422233956 h 46 HYPERLINK l _Toc422233957 外墙设计 PAGEREF _Toc422233957 h 48 HYPERLINK l _Toc422233958 外墙计算 PAGEREF _Toc422233958 h

15、 48 HYPERLINK l _Toc422233959 外墙配筋 PAGEREF _Toc422233959 h 49 HYPERLINK l _Toc422233960 外墙裂缝 PAGEREF _Toc422233960 h 49 HYPERLINK l _Toc422233961 基础计算 PAGEREF _Toc422233961 h 50 HYPERLINK l _Toc422233962 柱下条形基础的计算 PAGEREF _Toc422233962 h 50 HYPERLINK l _Toc422233963 墙下条形基础的计算 PAGEREF _Toc422233963 h

16、 55 HYPERLINK l _Toc422233964 地下车库抗浮计算 PAGEREF _Toc422233964 h 57 HYPERLINK l _Toc422233965 SAP2000软件整体计算 PAGEREF _Toc422233965 h 58 HYPERLINK l _Toc422233966 SAP2000软件计算步骤 PAGEREF _Toc422233966 h 58 HYPERLINK l _Toc422233967 计算结果与理正软件比较分析 PAGEREF _Toc422233967 h 59 HYPERLINK l _Toc422233968 第五章 结论

17、PAGEREF _Toc422233968 h 61 HYPERLINK l _Toc422233969 致 谢 PAGEREF _Toc422233969 h 62 HYPERLINK l _Toc422233970 参考文献 PAGEREF _Toc422233970 h 63 HYPERLINK l _Toc422233971 附 录 PAGEREF _Toc422233971 h 64第一章 绪论上世纪20年代，美国大中型城市地上交通日益紧张，公共或者私人车辆拥有率急速增加，随之而来的是地面空闲场地日益减少，最终导致传统的地上停车场内停车位数量愈来愈不满足高速增加的车辆需求。面对这一难

18、题，交通部门的管理者把目光投向了当时尚未开发的地下空间，基于此地下停车库应运而生。特别是50年代之后，伴随私家车在世界多国的大量涌现，地下车库广泛应用在欧洲、东南亚、日本等国。上述国家由于较早开始设计建设地下车库，结构形式、建设用材等在摸索中不断发展、跟新，积累了较多经验。相较国外，我国地下车库设计建设始于上世纪50年代，当时由于种种不可控原因发展缓慢，技术累积较少。时至今日，随着我国人口数量的增长和经济的快速发展，汽车保有量快速增加，与其对应的却是城市内停车场地、设施的严重匮乏。据相关统计，天津市2006年至2014年，天津市机动车保有量从原来的120万辆直接增加到了400万辆，每年增量增加

19、到2006年的四倍。2015年，天津市新增的机动车数量约28万辆，其中有70%为私家车。因此，解决私家车停放问题已成为当下需要解决的重要问题之一。众所周知,大城市空间拥挤、土地价格日益上升的情况下，只有大力发展地下车库，把停车场从地面往地下转移，才能有效的解决城市住宅区停车难、用地紧张等问题。与地上停车场相比，地下停车场一方面不需要占用地面日趋狭小的空间，同时又能满足不断上涨的停车位需求数量。另一方面，地下停车库的上部空间可以满足多重使用需求，如目前比较典型的设计方式包括，上部兴建高层商建或者民建用房下部建设多层停车场。又比如地下停车库上部兴建休闲场地、花园、绿地等，满足绿化标准，增加空气的质

20、量。对于住宅区居民而言，地下车库距离较近，安全性能相对较高，防风雪日晒等自然条件以及划伤等人为条件对车的损坏。从经济方面考虑,兴建地下车库是高度节省资金的方案。市区土地价格昂贵，用地十分紧张，建造地上停车场所需占地面积较大，在当下城市室内空间日趋紧张的情况下是不合理的，而建立地下车库能减少土地费用，较为经济。从市内交通方面考虑，市区内车辆拥挤，经常出现交通拥堵现象。由于地上停车位有限，很多私家车占用道路停车，增加了交通拥堵的频率，直接或者间接导致发生很多交通事故。兴建地下停车库，可以缓解市区交通压力，随着大量地下停车库的使用，市区内能够形成一个舒畅而高效的交通体系。综以上所述，在市区中建立地下

21、车库，有着十分重要的意义。 第二章 工程概况及地质条件本工程为华苑小区地下车库建设项目，位于天津市南开区华苑社区某小区中心位置地下。车库上面设计为小区中心花园，种植花草灌木，设置若干儿童健身娱乐设施，根据规范覆土厚度设计为1.2m。项目本身为单建地下一层车库，长度140m，宽度40m，底板埋深约5.6m。主体结构体系为框架结构体系，抗震等级三级。本工程抗震设防烈度为7度(0.10g)，第三组，场地类别：III 类。地下水位-1.1m。概况场区地层主要为第四系全新统人工填土层（人工堆积Qml）；第陆相层（第四系全新统上组湖沼相沉积Q43l+h）；第海相层（第四系全新统中组浅海相沉积Q42m）；第

22、陆相层（第四系全新统下组沼泽相沉积Q41h）；第陆相层（第四系全新统下组河床河漫滩相沉积Q41al）；第陆相层（第四系上更新统五组河床河漫滩相沉积Q3eal）；第陆相层（第四系上更新统三组河床河漫滩相沉积Q3cal）；第海相层（第四系上更新统二组浅海滨海相沉积Q3bm）和第陆相层（第四系上更新统一组河床河漫滩相沉积Q3aal）。各层具体分布详见地质纵断面图，其岩性特征描述见表2.1-1；土石可挖性分级及承载力基本值见表2.1-2。概况1、场地地下水类型及特征本场地内表层地下水类型为第四系孔隙潜水；赋存于第陆相层中及其以下粉砂及粉土层中的地下水具有承压性。表层地下水类型为第四系孔隙潜水，地下水埋

23、藏较浅, 本次勘察期间潜水水位埋深0.402.10m，高程0.271.48m。根据本工点抽水试验承压水位观测及本地区经验可知，本场地浅层承压水水位埋深为3.504.00m，水位标高-1.50-1.00m。本场地范围内的孔隙潜水主要赋存于1杂填土层、2素填土层和33粉土层中。该含水层主要由粉土构成，此层粉土具有层理性，与粉质粘土呈互层状分布，局部夹粉砂透镜体。潜水含水层水平、垂直向渗透性差异较大，当局部地段夹有粉砂薄层时，其富水性、渗透性相应增大。接受大气降水和地表水入渗补给，地下水具有明显的丰、枯水期变化，丰水期水位上升，枯水期水位下降，多年变化平均值约0.8m。主要含水介质颗粒较细，水力坡度

24、小，地下水径流缓慢。排泄方式主要有蒸发、人工开采和下渗补给下部承压水。浅层承压水以1粘土、2粉质粘土、11粘土、12粉质粘土、11粘土和12粉质粘土层为隔水顶板，浅层承压水主要赋存于13粉土、14粉砂、23粉土、24粉砂、23粉土、24粉砂、25细砂、23粉土和24粉砂层中，含水层厚度较大，分布相对稳定。各含水层局部夹透镜体状粉质粘土。浅层承压水与上层潜水水力联系紧密，排泄以相对含水层中的径流形式为主，同时以渗透方式补给深层地下水。2、地下水水质腐蚀性评价根据岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）（2009版），评判结果如下：本场地潜水按环境类型对混凝土结构具硫酸盐中等腐蚀性，按地层渗

25、透性水对混凝土结构的具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替环境中具中等腐蚀性，在长期浸水环境中具微腐蚀性；下部承压水按环境类型对混凝土结构具硫酸盐中等腐蚀性，按地层渗透性水对混凝土结构的具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水环境中具微腐蚀性。依据混凝土结构耐久性设计规范（GB/T50476-2008）判定，在化学腐蚀环境下，本场区在干湿交替作用下，潜水中硫酸盐对混凝土结构构件环境作用等级为V-C，水中镁盐对混凝土结构构件环境作用等级为V-C；在长期浸水环境下，承压水中硫酸盐对混凝土结构构件环境作用等级为V-C，水中镁盐对混凝土结构构件环境作用等级为V-C。表2-1 地层岩性特征

26、表时代成因地层编号岩土名称土层厚度(m)层底高程(m)土层分布及岩性描述Qml12杂填土素填土在本车站北侧表层多分布为素填土层，其主要由褐黄色粘性土，稍湿，较密实，含少量植根；在本车站南侧分布的素填土层主要由原有坑底淤积的淤泥质土层夹杂着少量的建筑垃圾和生活垃圾组成，土质很软，在本场地局部地段表层分布着由施工遗留的大量建筑垃圾和生活垃圾堆积的杂填土层。Q43l+h12粉质粘土灰黄色灰褐色，可塑，含有机质、腐殖质，中高压缩性。Q42m1112粘土粉质粘土灰色，软流塑，含贝壳碎片、有机质，中高压缩性，有层理，局部粉性较大。Q41h1粘土0浅灰色灰青色，可塑，中高压缩性，含有机质、局部顶部可见泥炭层

27、。Q41al12粉质粘土灰黄色褐黄色，含铁质，可塑，中压缩性，本层土以粉质粘土为主，局部含粘土。Q3eal1112粘土粉质粘土黄褐、褐色，可塑硬塑，中压缩性，含姜石（约15cm），本层土以粉质粘土为主，局部为粘土。24粉砂褐黄灰黄色，饱和，密实，含铁质，中低压缩性，均匀。本层土在本场地分布较厚，局部夹有粘性土层。表2-2 土石可挖性分级及承载力基本值表地层编号土层名称围岩分级土石可挖性分级承载力基本值f0（kPa）1杂填土/2素填土/11粘土10012粉质粘土11011粘土10012粉质粘土10018淤泥质粘土8019淤泥质粉质粘土8033粉土11042粉质粘土11043粉土11049淤泥质粉

28、质粘土801粘土1052粉质粘土11011粘土13012粉质粘土13013粉土15014粉砂16023粉土15024粉砂16011粘土15512粉质粘土16022粉质粘土16023粉土18024粉砂19025细砂200表2-3 各土层透系数及透水性土层编号岩土名称室内渗透试验现场抽水试验K（m/d）渗透系数建议值（m/d）透水性水平渗透系数Kh（cm/s）竖向渗透系数Kv（cm/s）11粘土弱透水12粉质粘土弱透水11粘土弱透水12粉质粘土弱透水18淤泥质粘土弱透水19淤泥质粉质粘土弱透水33粉土弱透水42粉质粘土弱透水43粉土弱透水49淤泥质粉质粘土弱透水1粘土弱透水2粉质粘土弱透水11粘土

29、弱透水12粉质粘土弱透水13粉土弱透水14粉砂中等透水23粉土弱透水24粉砂中等透水11粘土弱透水12粉质粘土弱透水22粉质粘土弱透水23粉土中等透水24粉砂中等透水25细砂中等透水10-3cm/s 表2-4 土层物理力学性指表地层编号容重r(kN/m3)直剪快剪直剪固结快剪三轴CU静止侧压力系数无侧限抗压强度基床系数总应力有效应力Cq(kPa)q(o)Cc(kPa)c(o)Ccu(kPa)cu(o)Ccu(kPa)cu(o)Koqu(kPa)KH(MPa/m)Kv(MPa/m)114.30 10.13 16.42 11.18 17.57 11.17 8.80 19.30 8.50 413.1

30、6 13.25 15.69 15.81 16.87 (8.5) (18.2)1215.76 16.60 18.78 19.05 17.27 (10.7) (22.9)12.00 1119.25 21.91 14.76 (10.2) (23.8) 12.00 1212.34 20.80 14.65 22.08 16.01 15.43 (7.61)(20.60)14.00 115.10 16.24 18.20 21.02 14.24 (9.0)(20.31) 1119.67 16.60 20.45 19.74 21.98 16.91 14.00 22.04 16.50 126.53 7.82 30

31、.17 15.03 24.26 31.53 34.00 1119.80 17.73 21.35 29.45 17.19 13.00 24.30 24.00 125.71 30.08 6.43 （9.94） （25.1） (3.00) (33.80) 2419.90 18.82 22.69 22.02 (28.2)(17.20)(12.00)(26.04)119.51 20.95 21.90 24.54 (28.00)(20.00)(12.00)(28.68) 25.6 29.1 7.4 31.4 (10.7)(26.7) （2.5） （32.0） 320.4 21.3 24.4 23.1 29

32、.3 18.6 24.1 46.1 33.3 8.7 34.3 2.3.1饱和粉（砂）土液化判别根据液化判别结果可知：根据铁路工程抗震设计规范（2009年版）（GB 50111-2006），本场地地面以下20m以内不存在液化土层；根据建筑抗震设计规范（GB 50011-2010），本场地地面以下20m以内分布的33粉土层为液化土层，液化等级为轻微，其余土层为不液化土层。场地土为中软土，场地类别为类，中等复杂场地。第三章 建筑设计汽车库内停车方式有可以分为水平式、斜列式、垂直式三种，本次设计采用垂直式。柱间能够停放3辆小车，车辆的长为：4.8m,宽1.8m.小型车之间的横向净距为0.6m,小型汽

33、车与柱之间的净距为0.3m,垂直式停车小型车的纵向净距为0.5m，小型汽车与墙之间的净距为0.5m。以上数据均由我国汽车库建筑设计规范JGJ 100-98得出。2+0.5=10.1m,取8m0.5m。 图3-1 柱网布置图由我国汽车库建筑设计规范JGJ 100-98 4.1.13 规定 车库内小型车最小净高为2.2m, 地下车库层高是室内净高加上结构构件自身的高度。本工程采用框架结构体系，为地下一层，则设计的车库层高为3.4m,净高为3m。地下车库出入口的坡道可以大致分为两类：直线型和曲线型。考虑到让施工更加方便，本次选直线型的坡道进行设计，汽车库内车道纵向的坡度大于10%的时候，坡道的上、下

34、两端端都应该设置缓坡段，缓坡段直线段的水平长度不应小于3.6m，缓坡段坡道坡度6%-7.5%，坡道坡度为12%-15%.以上数据来来自于我国汽车库建筑设计规范JGJ 100-98 4.1.8条。本次设计初步设定缓坡坡度为7%，缓坡水平长度为5m,坡道坡度为13%。如下图所示：图3-2 坡道设计图 本设计初步按照地下车库无梁楼盖结构设计，无梁楼盖适用于非人防区和6级人防区。根据规范和工程要求，来确定部分结构的基本尺寸，以下确定的基本尺寸均为初步确定，最终按照计算结果为准。H=3000mm,150mm200mm8.1m的地下车库,取柱截面尺寸为bh=600mm8.0m，又为满足我国汽车库建筑设计规

35、范JGJ 100-98要求，为了增大三辆车并放时候的间距，初选截面尺寸为：bh=500mm500mm。板跨8000mm,228.6 mm226.7mm。由于本次设计采用无梁楼盖，则顶板强度要求相对于普通设计较高，顶板取：h=400mm 底板： 外墙取b=300mm 。以及斜柱帽的尺寸确定由于地下车库无梁楼盖上有1.2m厚的覆土，受到的竖向荷载较大，则采用托板和斜柱帽形成柱顶刚域，使得柱和板之间的连接更加强固，保证板在柱支承处有足够冲切强度，能够更加合理的分配弯矩于楼盖中，且增加楼盖刚度。 图3-3 坡道设计图托板厚：按照挠度要求托板厚取300mm,托板宽度取3000mm，柱帽：，0.3)l=2

36、4004000mm取柱帽的有效宽度c=2600mm,斜柱帽高750mm。混凝土：初选柱C40、顶板板C35、底板C30、外墙C30。由于顶板在水位以下，则除柱以外的其他构件均用水下混凝土。钢筋：用热轧钢筋HRB400作为纵向受力钢筋，采用热轧钢筋HRB335作为框架柱箍筋。防水材料：聚氯乙烯防水卷材，该类卷材属于橡塑共混类合成高分子防水卷材。防水保护层材料：在顶板和底板上设细石保护层，底板设有垫层。在进行地基基础设计时，考虑建筑场地和地基岩土条件，以及施工条件、经济指标等要求，合理的选择地基基础方案。 按埋置深度可分为:浅基础、深基础。若埋置深度不超过5m，则称为浅基础，若深度大于5m，就称之

37、为深基础。 按受力性能可分为:刚性基础和柔性基础。 下面介绍在地下车库的设计中经常使用的几种基础类型。1、柱下独立基础：柱下独立基础因为较经济的较经济而成为柱基础中常用形式形式。可分为刚性基础和钢筋混凝土基础两大类，柱下独立基础由于钢筋混凝土的抗弯性能较好，可以放大基础底面尺寸，减小地基应力的同时也减小了埋深，从而节省材料，适用于六层或六层以下的一般民用建筑和整体式结构厂房的柱基和墙基。2、墙下条形基础：墙下条形基础广泛应用与砌体结构，基础延伸方向的荷载以及地基上土的压缩性不太均匀的时候，为增加基础整体性以及纵向抗弯力度，减小不均匀沉降时，用带肋的墙下混凝土条形基础。当地基较为软弱而荷载又较大

38、时的时候，可用柱下条形基础，由于有的基础底面积很大，而导致基础边缘能够互相接触到，这样一来柱下条形基础就相互连，为了能够方便施工，可以把同一排基础相互连接为条形基础。3、柱下交叉条形基础：如果地基软弱而且分别在两个方向上的分布都不均的时候，就需基础分别在两个方向都具着一定的刚度从而调整基础的不均匀沉降，可以在柱网以下横纵两个方向都分别设有钢筋混凝土的条形基础，而形成在柱下交叉的柱下交叉条形基础。4、筏板基础：地基较为软弱而且荷载相当大的时候，有时候使用十字交叉基础不能够满足基础设计的要求，就选择用钢筋混凝土做成连续整片基础，就是筏型基础。这种基础较多的用于高层建筑。筏型基础整体刚度相当大，能将

39、柱子的沉降调整均匀，可增大建筑物的抗震性能，作为水池等的防渗地板等的功能。5、桩基础：由桩以及桩承台共同组成深基础叫做桩基础。桩基础基具有承载力高、沉降均匀且小的特点，基本上能应用于各种工程地质条件的工程，特别是适用于在软弱地基上的建筑物。在一些沿海地区和软土分布较多地区，桩基较为常用。 桩端选择较为坚硬的持力层支承，从承载力方面考虑，竖向单桩的承载力以及群桩的承载力比较高，能够承担荷载较大的高层建筑的所有竖向荷载；桩基有着较大的竖向的单桩刚度以及群桩刚度，在自重的作用下，是不会产生太大的不均匀沉降的；凭借较大的单桩侧向刚度或者是群桩基础的侧向刚度以及整体抗倾覆能力，可以有效的抵御由于风荷载和

40、地震荷载，建筑物的抗倾覆稳定性能够得到很好的保证。当地基承载力特征值较高时（），中间柱可以采用独立基础加防水板，外墙边柱和内墙采用条形基础，特殊部位可以采用局部筏板基础；当地基承载力较低时，独立基础底面积过大，宜采用整体式筏板基础，也可以采用柱下墙下桩基础加防水板。从经济、施工难度方面综合考虑，初选柱下条形基础，若不能满足，后选十字交叉基础，若还不能满足，则采用筏板基础。桩基础与筏板基础相比，桩基础费用更高，因此最后在考虑桩基础。 柱下条形基础 墙下条形基础本工程地基承载力特征值较低，因此不能采用独立基础加防水板的设计；本工程建筑面积较大，属于中型车库，地基软弱而荷载较大，考虑到成本最低化，初

41、选住下条形基础加墙下条形基础，若基础计算中不满足，则改为十字交叉基础。 说明：本次设计中，柱下条形基础长为40m，条形基础之间应该做连梁，加强结构的整体性；中大型地下车库采用筏形基础时，虽然经济简单，但是不均匀沉降问题较难解决，所以本工程考虑到天津地区土质较软，不采用筏形基础。柱下条形基础：根据建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）第8.3.1条，本次设计取基础的边缘高度为300，柱下条形基础梁的高度宜为柱距的 1/41/8 柱距为8000mm，取梁高为1200mm；肋梁宽度等于柱宽加100mm,取600mm；翼板厚度不应小于 200mm。当翼板厚度大于 250mm 时，宜采用变厚

42、度翼板，取翼板厚为250mm,为等厚度翼板，翼板宽度为需大于2500mm,取2500mm。墙下条形基础：墙下条形基础的构造要求：,b为基础的厚度，本次设计取基础的边缘高度为300，墙宽为300mm,上端长度为300+120+100=520mm,为了施工方便，取b和柱下条形基础相同，为2500mm，h取350；b/2大于750mm,做变厚度，取200mm。说明：按照规范尺寸，墙下条形基础的和柱下条形基础的尺寸是不一致的，但是为了施工方便，尽量将尺寸调整相等，具体以基础设计中的尺寸为准。荷载分为三类：恒载和活载以及偶然荷载。恒载包括自重和水土压力以及预应力等；活载包括楼面活荷载和吊车荷载以及风、雪

43、荷载等；偶然荷载包括爆炸力等。本次地下车库设计，恒载考虑自重、水土压力；活载考虑消防车荷载，偶然荷载考虑地震荷载。对恒载应采用标准值作为代表值，对活载荷载求采用标准值作为代表值。1、顶板：顶板防水材料保护层层厚50mm防水材料厚(1.2+1.2)mm结构层400mm厚现浇钢筋混凝土板抹灰层10mm厚水泥砂浆合计10.194 KN/m2、柱: bh=500mm500mm结构层抹灰层 10厚水泥砂浆抹灰层4合计3、墙:外墙 (bh=300mm3800mm)结构层(3.8m-0.8m)25kN/m3=22.5 kN/m抹灰层：水泥粉刷内墙面合计23.58 kN/m4、外墙30mm厚水泥砂浆面层结构层

44、300mm厚现浇钢筋混凝土板0.30m25kN/m3=75KN/m抹灰层10mm厚水泥砂浆合计。6、覆土压力：车库上建花园，覆土为1.2m厚。 =1.2m 20 =24KN/m7、水压力：地下水位在-1.1m，则顶板以上有地下水。 =(1.2m-1.1m)10=1KN/m当考虑覆土对顶板消防车活荷载的影响时，可对消防车活荷载标准值进行折减，折减系数可按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)表B02采用。折减系数为1.0，消防车对双向板地面超载为20 KN/m2 。当地下车库停放客车时，活载取2.5 KN/m2 。1、顶板：顶板恒载=覆土压力+水压力+顶板自重+托板及柱帽重+板底挂重 =2

45、4 +1KN/m+10.194 KN/m = KN/m顶板活载=20 KN/m 2、底板：底板活载=2.5 底板水压力 =39KN/m根据建筑结构荷载规范(GB50009-2012) 3.2.4条，选取恒载的分项系数为1.35（对由可变荷载效应控制的组合，应取 1.2，对由永久荷载效应控制的组合，应取 1.35），选取活载的分项系数为1.4,（对标准值大于 4KN/m的工业房屋楼面结构的活荷载，应取 1.3；其他情况，应取 1.4）偶然荷载考虑7度地震作用时候取1.0。地下车库外墙的水土压力计算应用朗肯土压力理论来进行计算，在进行结构的计算中用水土压力分算。外墙活载：10KN/m，土压力系数：

46、静止土压力系数，根据公式k=1-sin,采用加权平均值计算，得出k=0.56侧墙受力。；。第四章 结构设计无梁楼盖结构能够有效的减小结构顶板的高度，从而减小车库的埋深；车库内顶棚平整美观，有利于敷设各种管线；施工模板简单易做；省去了梁的费用，节省了造价。本次设计为非人防车库，因此，考虑采用无梁楼盖结构。假定无梁楼盖为支承在柱上的等代梁，等代梁跨度取柱中心线之间的距离，等代梁宽度取柱两侧区格板半跨之和，设无梁楼盖平板受竖向总荷载q,则x方向和y方向正交等代梁每个方向均受总荷载q。沿着等代梁的宽度可以分为柱上板带（ZSB）以及跨中板带（KZB),柱上板带是指柱两侧区格板1/4跨之和，两侧其余宽度各

47、为1/2板带。X方向和y方向正交等代梁其柱上板带与跨中板带的力学关系为柱上板带直接支承在柱上，而跨中板带则支承在另一方向柱上板带上，即为板搭板的结构，因此跨中板带底部钢筋应该置于柱上板带底部的钢筋之上。图4-1 无梁楼盖板带划分示意图顶板承载能力极限状态下的基本组合值（恒载设计值+活载设计值）：当只有一种活载的时候，且同时恒载取1.35时，活载的前面就，组合系数。正常使用极限状态的荷载准永久组合值（顶板恒载标准值+顶板活载准永久值）：可变荷载的准永久值系数取0.6。8无梁楼盖内力的计算方法一般有两种：等代梁经验系数法和等代框架近似分析法。1、等代梁经验系数法力学概念：取多跨连续等代梁的内跨和端

48、跨分别作为弯矩计算单元，按梁的位置将总弯矩分配给板带各截面，就是等代梁经验系数法。根据力学原理，均布荷载下的任一单跨梁，其两端支座弯矩之和的一半，加上跨中弯矩，其总和应该等于同跨同荷载简支梁跨中弯矩，为单跨等代梁总弯矩。2、等代框架法的力学概念：等代框架分析法是把杆件刚域的长度剪除，按照梁的净跨长和柱的净高装配从而形成新的等截面等代框架，其实质是通过减小梁柱的长度，来考虑柱的节点刚域对梁柱杆件线刚度增大的影响。3、两种方法相比较:竖向荷载作用下，等代框架梁发计算的内跨的支座和中跨的弯矩值，与经验系数法的计算结果十分接近。但是，等待框架梁端跨边支座、边跨中以及第一内支座的值，更接近于实际值，这是

49、由于边支座的嵌固条件更加接近于实际情况。因此，采用等代框架分析法计算无梁楼盖的内力时，更加准确。由于无梁楼盖在板上的内力分配与普通板不同，采用手算较为复杂，本次采用理正软件计算一榀框架弯矩，手算剪力和轴力。如图所示，为竖向取一半，横向取三跨的平面示意图。取第3轴线上的到第4轴线上的板带进行计算，柱帽有效宽度取c=2.6m。图4-2 水平板结构示意图理正无梁楼盖等代框架分析软件是按照近似分析法编制的，当使用此软件时，应该注意以下几点。板柱冲切：因为此软件计算中不考虑斜柱帽的情况，为了使柱帽的有效宽度与实际设计相符，应该取柱帽的高度=斜柱帽高度+托板厚度=750mm+300mm=1050mm；中间

50、柱的柱帽宽=柱帽长=3000mm；半柱帽的柱帽长=8000mm。柱帽冲切面I不起控制作用，柱帽冲切面II的计算结果不正确，需要手算验算。此软件输出的等待框架弯矩图、柱上板带弯矩图和跨中板带弯矩图的弯矩值，可用于手算截面配筋计算，但是要注意除了边支座和边跨中以外，板带各截面的弯矩值应该按照钢筋混凝土升板结构技术规范GBJ 130-90 第3.3.7条考虑起拱效应，乘以折减系数0.8，后进行截面配筋计算。因此，理正无梁楼盖等代框架分析软件实际上只能用于等代框架弯矩的内力分析。1、计算简图：2、计算条件： 荷载条件:弯矩分配系数: 边支座 跨中 内支座 5 所有简图：当求的框架的弯矩图求剪力图以及已

51、知剪力图求轴力图时，采用结构力学取脱离体的方法。式中，为简支梁支座左端和右端的剪力标准值，当无荷载时，剪力以使所取隔离体产生顺时针转动为正；梁端弯矩标准值，以绕杆端顺时针为正。等价荷载的计算把无梁楼盖看作扁梁，则板上的面荷载要转化为“梁”上的线荷载，转化后的线荷载为：计算结果如下：表4-1 竖向荷载组合作用下板端剪力计算表层跨q(KN/m)l(m)杆端剪力(KN)左右顶层AB558.50 8BC558.50 8 CD558.50 8表4-2 竖向荷载组合作用下柱端剪力计算表层跨l(m)柱端弯矩(KN/m)剪力顶层A663.17 B3.4 -63.48 115.49 C7.59 图4-3 竖向恒

52、载、活载组合下的剪力图 说明：本次设计取柱截面宽度相等的柱上板带为暗梁来计算剪力，柱两端的剪力应存在于柱帽两端，在计算过程中，把柱帽两端剪力近似看做柱边缘的剪力来计算。88轴向压力和柱端剪力共同作用下的轴力：式中，为左、右传来的剪力；以压力为正，拉力为负。表4-3 竖向荷载组合作用下柱端轴力计算表层跨L(m)柱端剪力轴力顶层A0BC2234D2234 1、土压力标准值(kPa)采用水土分算，土侧压按静止土压力计算，静止土压力系数地下室顶面，标高-1.200, 总埋深，地下水位以上1.100, 地下水位以下0.100 （20-10）kPa=100.1=1层底：标高，总埋深，地下水位以上，地下水位

53、以下m (20-10)kPa=103.5=35kPa式中： p 土压力(kN/m2) 水压力(kN/m2) k 土压力系数 r 土的天然容重(kN/m3) 土的饱和容重(kN/m3) 水的重度(kN/m3) 地下水位以上的土层厚度(m) 地下水位以下的土层厚度(m) 2、地面上活载等效土压力（标准值，kPa）： p=k 图4-4 水平荷载作用下水土压力分布图总侧压力设计值：墙顶：1.2+1墙低：1.2+35将作用在侧墙上的梯形荷载分为均布荷载和三角形荷载，如下图所示：图4-5 均布荷载示意图图4-6 三角形荷载示意图通过查询建筑结构静力计算手册第二版，三角形荷载的内力计算公式来算：图4-7 三

54、角形荷载弯矩图 最大弯矩处 由最大弯矩关系计算出 即梯形荷载等效均布荷载为： 按照均布荷载计算最大弯矩： 图4-7 外墙弯矩图将作用在节点上处的弯矩按照弯矩分配法分配。1、框架的惯性矩及线刚度 根据梁、柱线刚度，代入公式，算处出各节点的弯矩分配系数(1) (2) =0.233; 0.233; (3)0.264; =0.605; 计算结果如下图所示： 图4-8 水平荷载作用下弯矩分配图图4-9 水平荷载作用下弯矩图表4-4 水平荷载作用下板端剪力计算表荷载类别跨l(m)柱端弯矩(KN/m)剪力水平恒载AB8BC8表4-5 水平荷载作用下柱端剪力计算荷载类别跨q(KN/m)l(m)杆端剪力(KN)

55、左右水平恒载AkNB 图4-10 水平力作用下的剪力图4.3顶板、柱的配筋以及验算顶板配筋采用混凝土为C35 , ，。采用钢筋为HRB400, 。据钢筋混凝土升板结构技术规范GBJ 130-90第3.3.7条规定：除边支座和跨中支座以外，各板带弯矩均乘以0.8系数，考虑板的起拱效应；2、非人防区的最小配筋率取0.2%；3、柱上板带的支座截面应该按照T形全截面进行配筋计算，混凝土受压区宽度取托板的宽度。 表4-6 无梁楼盖内跨等待框架法配筋计算非人防柱网 8m8m板厚：400托板厚300混凝土：C35钢筋：HRB400总弯矩内跨柱上板带内跨跨中板带支座负弯矩跨中正弯矩支座负弯矩跨中正弯矩弯矩值：

56、按T形截面计算托板宽取b=30004有效高度：700-35=665400-35=365365365钢筋面积：配筋：2116200(通)+818200(暗梁通）16200(通)16200(通)16200(通)=6259=1005=1005=1005=0.25%=0.25%=0.25%=0.25% 表4-7 无梁楼盖端跨有半柱帽等待框架法配筋计算非人防柱网 8m8m板厚：400托板厚300混凝土：C35钢筋：HRB400总弯矩端跨柱上板带 端跨跨中板带 端跨跨中板带第一内支座跨中边支座第一内支座跨中边支座弯矩值：按T形截面计算托板宽取b=3000按T形截面计算托板宽取b=300044有效高度：70

57、0-35=665400-35=365665365365365钢筋面积：配筋：2116200(通)+818200(暗梁通）+1212200(暗梁两侧短）16200(通)+16200(短)2116200(通)+818200(暗梁通） 16200(通)+12200(短)16200(通)+12200(短)16200(通）=7615=2010=6259=1571=1571=1005=0.29%=0.52%=0.29%=0.39%=0.39%本工程场地类别为三类，根据钢筋混凝土结构设计规范GB50010-2010规定，裂缝控制在0.3。 裂缝计算公式： 式中 参数说明：-构件受力特征系数，对梁板等受弯构件

58、去1.9；-按照荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力；-钢筋的弹性模量；-按照有效受拉区混凝土的截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；在最大裂缝宽度计算中，0.01时，取0.01； 表4-8 无梁楼盖内跨裂缝宽度验算表板带板带截面设计弯矩值准永久组合弯矩值（0.658）柱上板带支座6259跨中1005跨中板带支座1005跨中1005 通过以上裂缝的计算，均小于要求0.3，则满足条件。无梁楼盖中，即使板的抗弯承载力满足要求，也要对板柱连接处的板进行受冲切承载力的计算，因为板上荷载是通过该处传递给柱的。冲切面：700-35=665m4(3330-365)=10660mm式中参数说明

59、：-临界面的周长：距离局部荷载或集中反力作用面积周边处板垂直截面的最不利周长；-局部荷载或者集中反力作用面积形状的影响系数； -临界面周长与板截面有效高度之比的影响系数；-板柱结构中柱类型的影响系数：对于中柱，取40；对边柱，取30；对角柱，取20。 冲切面：=365mm=4(3730-365)=13460mm冲切面：冲切力：冲切承受力：10660665 =7790.73693.7kN,则满足要求。冲切面： 冲切力：冲切承受力：13460365 =7713.13496.6kN 则满足要求。端柱的配筋(A柱) （1）采用C45混凝土：，混凝土选取说明： 由于本工程抗震等级为三级，根据建筑抗震设计

60、规范GB50011-2010第12.1.4及第6.3.6条规定，抗震等级为三级时，柱的轴压比不应超过0.90，经过验算，采用C40混凝土不满足轴压比要求，因此采用C45混凝土，计算符合轴压比要求。主筋: HRB400：=360N/，箍筋：HRB335：=360N/，b=500mm,=500-40=460mm,=40mm;（2）柱类型的判断： =20mm=630.56+20=65,则应该考虑偏心距增大系数=1.181.0,则取=138mm,则此柱按照大偏心受压计算式中 -轴向力对截面重心的偏心距； -附加偏心距，其值取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中的较大者； -初始偏心距； -轴向力作用