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南京滨江新城中学地下车库设计毕业论文

 2020-04-20 01:04  

摘 要

本项目的设计对象为滨江新城中学地下结构。该项目上部为运动场,属于单建式地下结构。修建地下室两层将其作为地下车库来使用。地下结构为框架结构,基础采用筏基和抗拔锚杆的形式。纯地下车库的设计一般为建筑和结构两方面的设计。其中建筑设计包括建筑平面图的设计和竖向结构的设计。结构设计包括负一层、负二层顶板设计、外墙设计、框架设计。顶板选用宽度较大的双向板肋梁楼盖,根据荷载折减和活荷载不利布置的方式采用弹性计算的弯矩系数法进行内力计算。外墙根据厚跨比可以用将其看做是单向板,采用连续的弯矩分配法进行内力计算。地下室框架结构则简化为平面框架,取横向一榀框架,采用弯矩分配法进行内力计算。此外,本设计还对其进行了筏板基础的设计。并且根据抗浮验算结果,在基础下布置抗拔锚杆。根据工程经验初步拟定筏板厚度,通过抗冲切承载力和抗剪切承载力进行验算,采用倒梁法对筏板进行内力计算并配筋和裂缝验算;抗浮验算后,根据实际工程条件采用囊式扩体锚杆的新工艺,计算单柱下所需的抗拔力,并根据相关规范确定锚杆锚固长度、钻孔直径等。最后本设计使用PKPM对结构进行了辅助设计计算,并与手算结果进行了比较。

关键词:地下车库 框架结构 筏板基础 囊式扩体锚杆 PKPM

Underground Structure Design of Binjiang New Town Middle School Abstract

The design object of this project is the underground structure of Binjiang New Town Middle School. The upper part of the project is a stadium, which belongs to a single-built underground structure, including two-storey basement, all used as underground garage. The underground structure is a frame structure, and the foundation is in the form of thick raft and pull-out bolt. This design mainly carries on the architectural design and the structural design to the pure underground garage. Architectural design includes graphic design and vertical design. Structural design includes basement roof design, basement exterior wall design and basement frame design. Two-way slab-ribbed beam floors without secondary beams are selected as roof slabs, and internal forces are calculated by moment coefficient method based on elastic theory. External wall is simplified as continuous one-way plate, and internal force is calculated by moment distribution method. The basement frame structure is simplified to a plane frame, and a transverse frame is used to calculate the internal force by the moment distribution method. In addition, the design also carries out the basic design of the thickened raft and pull-out anchor. In the aspect of raft, according to the engineering experience, the thickness of raft is preliminarily drawn up, the internal force of raft is calculated by punching shear capacity and shear capacity, and the reinforcement and crack are checked by inverted beam method. In the aspect of pull-out anchor, the new technology of cylindrical expansion anchor is adopted, and the pull-out force of single column is determined by checking the buoyancy resistance of basement, and the anchor is determined according to relevant codes. Finally, the length of anchorage and the diameter of borehole are calculated by using PKPM, and the results are compared with those calculated by hand.

Key words: Underground garage; frame structure ;thickened raft foundation ;cystic expanded anchor ;PKPM

目 录

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第一章 绪论 1

第二章 工程概况 2

2.1 工程简介 2

2.2 场地岩土条件 2

2.2.1 土层分布及工程特性 2

2.2.2 地基土力学参数指标 3

2.3 场地水文条件 4

2.4 基础设计思路与基础选型 4

第三章 地下车库建筑设计 6

3.1 柱网设计 6

3.2 平面设计 7

3.3 竖向设计 8

3.4 防火设计 9

第四章 地下车库结构设计 11

4.1 设计依据、设计原则及主要技术标准 11

4.1.1 设计依据 11

4.1.2 设计原则、标准采取 11

4.2 地下室顶板设计 13

4.2.1顶板材料及荷载计算 14

4.2.2 板内力及配筋计算 15

4.3 负二层顶板设计 23

4.3.1顶板材料及荷载计算 23

4.3.2 板内力及配筋计算 24

4.4 地下室外墙设计 27

4.4.1 侧向土压力计算 28

4.4.2 地下室外墙内力计算 31

4.4.3 地下室外墙配筋计算 34

4.4.4 地下室外墙裂缝验算 36

4.5 框架设计 37

4.5.1 梁柱截面尺寸 37

4.5.2 荷载计算 38

4.5.3 内力计算 45

4.5.4 横向框架梁配筋计算 63

4.5.5 横向框架柱配筋计算 73

4.6 基础设计 79

4.6.1 基础选型 79

4.6.2 基础受力分析 80

4.6.3筏板设计 81

4.6.4抗拔锚杆设计 94

第五章 电算 99

5.1 建筑模型与荷载输入(PMCAD) 99

5.2 SATWE分析 102

5.3 地下结构平面框架内力计算(PK) 104

总 结 108

参考文献 110

致 谢 112

第一章 绪论

随着城市的高速发展,地表土地需求量已大大超出了城市地表土地面积,城市建设用地供求矛盾越来越突出。因此,开发和利用地下空间资源,优化空间形态竖向开发,不仅是提高土地节约集约利用的要求,也是建设紧凑型城市的有效途径。由于地下空间建筑环境较地面复杂得多,同时由于地下空间开发利用的不可重复性,科学、综合、前瞻的规划就显得尤为重要,竖向的开发模式、运营管理、功能配置、上下衔接等综合性、系统性和控制性规划尚缺乏。

随着私家车的兴起,已有的停车场承受不了骤增的车辆数量的压力,调整停车场布置格局已迫在眉睫。智能立体地下停车场的推广和建设,将有效缓解各城市中逐渐加剧的停车难等问题,并减轻由其带来的交通拥堵及环境污染等问题,开发利用智能立体城市地下停车场,是未来发展的趋势和迫切的需要。虽然近年来停车场等停车设施数量也有一定上升,但是难以与城市汽车保有量增长数量同步,普遍存在着停车位不足的情况。因而,合理开发利用城市地下停车场的规划和设计,对于解决目前停车位数量不足、停车场位置不合理和出入口设置不合理等问题有重要意义。

本设计以滨江新城中学地下结构为背景,选取合适的方案对其地下车库和基础进行设计。在此过程中,我们可以熟悉和掌握地下结构和筏基工程的基本方法和基本原则,以此来回顾并掌握本科阶段得知识,且能很好提升个人对实际建设中的工程的资料分析能力、以地合理恰当的处理实际发生及潜在工程问题的能力,还能提高个人奖计算机应用至工程建设中的能力。

第二章 工程概况

2.1 工程简介

拟建场地位于南京市江宁区滨江新城如练路与润寿北路交汇东侧地块。该项目上部为400米跑道和篮球场。西边和南边分别为润寿北路和如练路,东边为办公楼和教学楼。北边为中学校门出入口,处于交通较为繁华的地带,该项目为纯地下室。

室外整平标高(设计±0.00标高)为绝对标高14.70m(吴淞高程系,下同)。设计为2层地下车库,采用框架结构,柱距为8.4m、8.1m、6.5m、6.3m,面积约为9300平方米。本工程拟采用加厚筏板基础+囊式扩体抗拔锚杆设计。

2.2 场地岩土条件

2.2.1 土层分布及工程特性

据本次勘察资料,场地地貌类型属岗地间坳沟间坳沟。由于人类活动和改造,已彻底改变原有地貌形态,目前场地为空地,整个场地地势平坦。场地地基土层在埋深38.32m深度范围内根据时代成因及物理力学性质将地基土可分为4个工程地质大层,各工程地质大层根据不同岩性、不同强度以及物理力学指标的差异,再进一步细分为相应的亚层,共分为6个工程地质亚层。各层(亚层)现自上而下分述如下:

①-1层杂填土:杂色,结构松散,以粉质黏土夹碎石、碎砖等建筑垃圾为主,极不均匀。填龄小于10年。

①-2层素填土:灰黄~黄灰色,结构松散,以粉质黏土为主,见植物根茎,夹碎石、碎砖等,局部见灰色含淤质填土,不均匀,填龄小于10年。

②-1层粉质黏土:灰黄色,可塑,含铁锰质结核,欠均质。无摇振反应,切面稍有光泽,干强度、韧性中等。

②-2层粉质黏土:灰色,软塑~可塑,含少量植物碎屑物,局部粉性重,欠均质。无摇振反应,切面稍有光泽,干强度、韧性中等。

②-3层粉质黏土:灰~灰黄色,可塑,含少量铁锰质结核,欠均质。无摇振反应,切面稍有光泽,干强度、韧性中等。

③-2层粉质黏土:灰黄色,可塑、局部硬塑,含较多铁锰质结核,夹少量高岭土团块,欠均质。切面有光泽,干强度、韧性中高。

③-3层粉质黏土:黄褐色,硬塑,含铁锰质结核,夹高岭土团块,欠均质。切面有光泽,干强度、韧性高。

④-1层全风化凝灰岩:灰黄~灰白色,岩芯已强烈风化呈“黏性土、砂土”状,稍具塑性,遇水极易软化崩解,含高岭土成分,见铁质浸染斑块。属极软岩,极破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。

④-2层强风化凝灰岩:灰黄色,岩芯经强烈风化呈“砂土状”,局部夹有硬块,极不均质,手掰易碎,遇水易软化崩解。属极软岩,极破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层场地局部区域夹有呈中等风化凝灰岩,岩芯呈“碎块~短柱状”,裂隙发育,剖面中以④-2A层呈现。

④-3A层中等风化凝灰岩(破碎):灰黄色,因机械破碎岩芯多呈“碎石、碎块”状,岩石强度不均匀,较易~较难击碎,稍有回弹,声稍哑。属软岩,破碎~较破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。

④-3层中等风化凝灰岩:灰黄~青灰色,岩芯多呈“短柱~柱状”,偶见“长柱状”,较硬,锤击可碎,碎屑结构,层状构造,节理稍发育,属软岩,岩体较完整,岩体基本质量等级为Ⅳ级。

2.2.2 地基土力学参数指标

土层的力学参数根据室内试验和原位测试结果统计得出,具体数据见下表:

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