玉带北路工程综合管廊结构计算书结构计算书

玉带特色商城基础设施建设项目玉带北路工程综合管廊结构计算书【全一册】工号目录1 工程概况 12 设计依据及范围 12.1 设计依据 12.2 设计采用的规范 23 设计标准 23.1 设计标准 24 工程地质条件及计算参数 34.1 设计参数及计算参数 35 主体结构计算 35.1 计算简图 45.2 荷载计算 45.3 内力计算结果 65.3.1 双仓管廊（设计埋深6m） 65.3.2 双仓管廊（设计埋深3.5m） 155.3.3 单仓管廊（设计埋深3.5m） 246 栏杆计算 28-PAGE36-工程概况重庆玉带特色商城基础设施建设项目位于重庆市江北区大石坝组团的B、E、G标准区。项目基规划红线占地122公顷，总建筑面积213万㎡，平面绿化率达37.5%，内部规划有特色商业、住宅、学校、写字楼、公共机构、公共休闲场所和设施等、打造为特色商业、集办公休闲于一体的商务综合体服务区。本项目位于重庆市江北区大石坝组团玉带特色商城。由内环快速路、松石大道（三横线）、盘溪路和北滨一路围合而成。本次设计玉带北路向南接玉带中路，向北连接松石大道，与玉带中路，玉带南路一起构成基地内部重要南北向道路。玉带北路区位示意图如下：玉带北路区位图设计依据及范围设计依据（1）我院与业主签订的设计合同（2）甲方提供1:500现状地形图（3）设备专业完成的主体设备设计文件（4）道路专业完成的道路设计文件（5）《玉带山特色商业城35KV、110KV电力迁、改建工程——电缆通道平面路径图》（重庆市电力设计院）2015.08电子版。（6）中国建筑西南勘察设计研究院有限公司所作的《玉带特色商城基础设施建设-玉带北路工程》（K0+709.984～K1+241.506）一次性勘察报告。（7）我院设计人员现场踏勘收集的相关资料及其他相关资料。。设计采用的规范（1）《工程建设标准强制性条文（城市建设部分）》（2）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2016）（3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）（4）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）（5）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）（6）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）（7）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）（8）《建筑防火设计规范》（GB50016-2014）（9）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；（10）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2015）（11）《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）（12）《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）（13）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）（14）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）设计标准设计标准（1）结构设计使用年限为100年。（2）结构中主要构件的安全等级为一级。（3）结构按抗震设防烈度6度进行抗震设计，按设防烈度7度采用抗震构造措施，结构抗震等级为三级，以提高结构和接头处的整体抗震能力。（4）地下结构中混凝土构件的环境类别和作用等级为Ⅰ－C类。（5）钢筋混凝土构件（不含临时构件）正截面的裂缝控制等级为三级，即允许出现裂缝，裂缝宽不大于0.2mm。（6）结构主要构件的耐火等级为一级。（7）荷载：汽车：城-A级；人群：4KN/m2；（8）防火类别工程地质条件及计算参数设计参数及计算参数表41岩土设计参数建议值数值指标岩性天然重度ÝekN/m3天然抗压强度标准值frk(MPa)饱和抗压强度标准值frk(Mpa)承载力特征值fa(kPa)变形模量MPa泊松比天然抗剪岩土体与锚固体极限粘结强度标准值(kPa)水平抗力系数MN/m3基底摩擦系数μ内摩擦角φ(°)凝聚力C(MPa)素填土20.5*/////28*///0.30中等风化砂岩24.4033.9326.479609//36.032.0258.59004500.50备注1、带*为经验值；2、边坡岩体等效内摩擦角取值：，边坡岩体为Ⅳ级时砂岩取45°3、砂岩承载力特征值由饱和抗压强度标准值按折减系数0.33折减，再乘以1.1地基条件系数（岩体较完整，地基条件系数取1.4～1.1）；4、岩体抗剪强度折减系数C折减系数取0.30，φ折减系数取0.90；5、砂岩内部抗剪强度指标：砂岩岩体为硬性结构面，结构面结合程度一般；c取50kPa、φ取18°；裂隙结构面抗剪强度指标：c取40kPa*、φ取15°；6、当边坡外顷结构面倾角小于表内岩体破裂角(45°+φ/2)时，以边坡外顷结构面视倾角作为边坡岩体破裂角；当边坡外顷结构面倾角大于表内岩体破裂角(45°+φ/2)时，以表内岩体破裂角作为边坡岩体破裂角。结构遵循安全、经济、合理的原则。按极限概率法进行设计，设计结果采用有限元程序分析验算，确保结构安全经济。断面尺寸设计图详见图纸，其材料主要设计参数如表4-2（《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018））：表42计算参数项目规格弹性模量ES（MPa）强度σ（MPa）容重γ（kN/m3）混凝土C403350019.1（抗压设计值）25钢筋HPB300210000280（设计值）78.5HRB400200000330（设计值）78.5主体结构计算设计采用荷载结构法，利用MIDAS-GTS有限元软件对结构断面进行内力计算，以极限状态法进行配筋，验算其抗弯、抗压、抗剪强度及裂缝宽度。计算简图图5.1管廊结构计算简图Q——垂直土压力（包括地面超载）（kPa）；e1，e2——侧向土压力（kPa）；计算模型采用荷载—结构模型，除考虑垂直土压力和侧向土压力外，还用一定刚度的弹簧（只能受压）模拟因地层对结构变形的约束作用产生的形变压力。荷载计算计算断面。图5.2管廊结构计算截面（2）荷载计算汽车：城-A级；人群：4KN/m2；主要工程材料结构混凝土强度等级：C40混凝土，抗渗等级P6；结构钢筋采用HRB400钢筋。结构受力分析及截面验算计算方法及计算软件计算采用软件MIDASGTSnx进行平面应变问题弹性分析。管廊框架结构需承受周边土压力、车行荷载（城-A）、人群荷载。计算以垂直于纵向的1延米横截面作为平面刚架进行结构计算，以控制地道框架的配筋。计算荷载①结构自重结构自重由程序自动加载。混凝土结构容重采用25kN/m3。②车辆、人群荷载车荷载、人群荷载简化成1m厚等代土荷载20kN/m2。③竖向土压力顶板竖向土压力：上式中：——顶板回填土石垂直压力（单位：kN/m2）；——回填土容重，20kN/m3；——顶板回填土厚度（单位：m）；④侧向土压力上式中：——边墙计算点换算土高度，（单位：m）；——墙顶至计算位置的高度（单位：m）；——填土坡面至墙顶位置的高度（单位：m）；——顶板回填土厚度（单位：m）；——墙背回填土石计算内摩擦角（取）；（3）计算模型：计算中结构墙、顶底板均按梁单元取用，地基设置为弹簧单位，弹簧长度为1m，地基反力系数为150MPa/m。管廊设计埋深6m。结构荷载根据实际加载，即：竖向土压力：6×20=120KN/m2侧向土压力：e1=0.33×20×6=39.6KN/m2e2=0.33×20×（6+3.2）=60.72KN/m2（4）荷载组合：结构重要性系数取1.1，荷载分项系数取值见下表。表5.1荷载组合分项系数取值永久作用效应汽车荷载和人群荷载基本组合结构重力1.2竖向土压力1.2侧向土压力1.41.4短期效应1.00.7长期效应1.00.4内力计算结果双仓管廊（设计埋深6m）以下是管廊设计埋深6m的管廊结构的弯矩、轴力、剪力计算图形。基本组合-弯矩图基本组合-剪力图基本组合-轴力图短期效应-弯矩图短期效应-剪力图短期效应-轴力图长期效应-弯矩图长期效应-剪力图长期效应-轴力图结构断面不利截面内力如表所示。表5-3断面不利截面内力构件部位承载力组合计算内力弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)厚度配筋顶板跨中102-300顶板边支座90277300顶板中支座188341300底板跨中92-300底板边支座96288300底板中支座174335300边墙上支点90102278300边墙下支点96125305300中墙--693300构件部位长期组合计算内力弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)厚度配筋顶板跨中81-300顶板边支座67215300顶板中支座149268300底板跨中73-300底板边支座73226300底板中支座138264300边墙上支点6772216300边墙下支点7389239300中墙--547300构件部位短期组合计算内力弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)厚度配筋顶板跨中77-300顶板边支座65206300顶板中支座142256300底板跨中70-300底板边支座71218300底板中支座132253300边墙上支点6572207300边墙下支点7190230300中墙--523300表5-4断面配筋与裂缝验算截面位置截面高度(mm)实配钢筋裂缝宽度(mm)受拉侧受压侧顶板跨中300C22@150C22@1500.177顶板中支座400C22@150+C20@150C22@1500.109侧墙顶端300C22@150C16@1500.148侧墙底端300C22@150C16@1500.162中墙300C14@150C14@150底板跨中300C22@150C22@1500.163底板中支座400C22@150+C20@150C22@1500.113计算示例：以顶板中支座为例双仓管廊（设计埋深3.5m）管廊设计埋深3.5m计算，即：结构自重由程序自动加载。混凝土结构容重采用25kN/m3。车荷载、人群荷载简化成1m厚等代土荷载20kN/m2。竖向土压力：3.5×20=70KN/m2侧向土压力：e1=0.33×20×3.5=23.1KN/m2e2=0.33×20×（3.5+3.2）=44.22KN/m2以下是管廊设计埋深3.5m的管廊结构的弯矩、轴力、剪力计算图形。基本组合-弯矩图基本组合-剪力图基本组合-轴力图短期效应-弯矩图短期效应-剪力图短期效应-轴力图长期效应-弯矩图长期效应-剪力图长期效应-轴力图结构断面不利截面内力如表所示。表5-5断面不利截面内力构件部位承载力组合计算内力弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)厚度配筋顶板跨中69-300顶板边支座58184300顶板中支座128229300底板跨中64-300底板边支座67200300底板中支座119230300边墙上支点5864185300边墙下支点6788213300中墙--476300构件部位长期组合计算内力弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)厚度配筋顶板跨中68-300顶板边支座59182300顶板中支座125225300底板跨中62-300底板边支座65195300底板中支座116224300边墙上支点5965184300边墙下支点6587206300中墙--464300构件部位短期组合计算内力弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)厚度配筋顶板跨中52-300顶板边支座43138300顶板中支座97174300底板跨中49-300底板边支座51154300底板中支座91176300边墙上支点4345140300边墙下支点5163162300中墙--363300表5-6断面配筋与裂缝验算截面位置截面高度(mm)实配钢筋裂缝宽度(mm)受拉侧受压侧顶板跨中300C20@150C20@1500.158顶板中支座300C20@150+C18@150C20@1500.126侧墙顶端300C20@150C16@1500.133侧墙底端300C20@150C16@1500.153中墙300C14@150C14@150底板跨中300C20@150C20@1500.147底板中支座300C20@150+C18@150C20@1500.134计算示例：以顶板中支座为例单仓管廊（设计埋深3.5m）管廊设计埋深3.5m计算，即：结构自重由程序自动加载。混凝土结构容重采用25kN/m3。车荷载、人群荷载简化成1m厚等代土荷载20kN/m2。竖向土压力：3.5×20=70KN/m2侧向土压力：e1=0.33×20×3.5=23.1KN/m2e2=0.33×20×（3.5+3.2）=44.22KN/m2以下是管廊设计埋深3.5m的管廊结构的弯矩、轴力、剪力计算图形。基本组合-弯矩图基本组合-剪力图基本组合-轴力图短期效应-弯矩图短期效应-剪力图短期效应-轴力图长期效应-弯矩图长期效应-剪力图长期效应-轴力图结构断面不利截面内力如表所示。表5-6断面不利截面内力构件部位承载力组合计算内力弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)厚度配筋顶板跨中87.5-300顶板边支座71.7206.3300底板跨中83.3-300底板边支座75.5223.6300边墙上支点71.766.0208.2300边墙下支点75.584.3235.0300构件部位长期组合计算内力弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)厚度配筋顶板跨中61.9-300顶板边支座50.6145.8300底板跨中60.1-300底板边支座54.5161.6300边墙上支点50.646.7147.4300边墙下支点54.560.7169.7300构件部位短期组合计算内力弯矩(kN·m)剪力(kN)轴力(kN)厚度配筋顶板跨中67.0-300顶板边支座53.4156.0300底板跨中64.4-300底板边支座56.960.5300边墙上支点53.446.9157.6300边墙下支点56.960.5179.9300表5-7断面配筋与裂缝验算截面位置截面高度(mm)实配钢筋裂缝宽度(mm)受拉侧受压侧顶板跨中300C20@150C20@1500.180侧墙顶端300C20@150C16@1500.144侧墙底端300C20@150C16@1500.154底板跨中300C20@150C20@1500.173栏杆计算执行规范:《钢结构设计标准》(GB50017-2017),本文简称《钢结构规范》《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102-2002),文简称《轻钢结构规程》参考资料:《钢结构连接节点设计手册》(第2版)《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》(GJBT-54301SG519)1设计资料根据《城市人行天桥与人行地道技术规范》，水平荷载取2.5kN/m，竖向荷载取1.2kN/m。1.1计算简图1.2柱信息连接方式固接连接受力方式单向柱高hc(mm)150.0柱翼缘厚tf(mm)20.0柱宽bc(mm)150.0柱腹板厚tw(mm)0.11.3内力设计值N(kN)2.40组合水平地震力ㄨVx(kN)5.00Vy(kN)My(kN.m)6.00Mx(kN.m)1.4底板信息锚栓直径24锚栓钢材牌号Q235锚栓数量nx底板钢材牌号Q235锚栓数量ny2底板下砼强度C30L(mm)280βl1.00B(mm)200设加劲肋ㄨ底板厚度tpb(mm)20.0lt(mm)40bt(mm)40焊缝验算√1.5焊缝信息腹板焊缝角焊缝hf1(mm)10.0翼缘焊缝角焊缝hf2(mm)10.0βf1.22铣平端ㄨ1.6计算内容（1）底板下混凝土承载力验算（2）锚栓强度验算（3）水平抗剪承载力验算（4）焊缝强度验算（5）构造验算2计算过程及计算结果2.1计算参数偏心距钢材与混凝土弹性模量之比单个锚栓的有效面积A0=353(mm2)X向受拉侧锚栓的总有效面积2.2底板下混凝土承载力验算X向由以下公式计算受压区长度求解得xn=89.19底板下的混凝土最大受压应力受拉侧锚栓的总拉力验算σc=σcy=3.33（MPa）＜βlfc=1.00×14.30=14.30（MPa），满足2.3锚栓强度验算单个锚栓所受最大拉力锚栓强度验算满足2.4水平抗剪承载力验算水平抗剪承载力Vfb=0.4(Tay+N)=0.4×(27.28+2.40)=11.87(kN)剪力设计值水平抗剪承载力验算11.87（kN）>5.00