学生公寓结构初步设计说明修改版.docx

学生公寓结构初步设计说明-修改版20141127
[结构初步设计说明]
结构专业初步设计说明目录
1 工程概况
2 建筑设计使用年限及分类等级
3 自然条件
4 设计依据及设计要求
5 主要荷载取值
6 结构选型
7 结构计算分析
8 主要结构材料
9 其他要求及说明
10 图纸目录

16 / 17
1. 工程概况
本工程为北京化工大学昌平新校区（一期）本科生宿舍楼（编号：B1~B7），位于北京市昌平区南口镇，虎峪村南，清华大学核能技术设计研究院西南侧。学生宿舍建筑概况：
楼号
层数地上/地下
总高度m
总建筑面积㎡
地上建筑面积㎡
地下建筑面㎡
±0.000相当于绝对标高

B1
7/1
24

147.6

B2
7/1
24

145.1

B3
7/1
24

149.1

B4
7/1
24

146.6

B5
9/1
32

144.1

B6
7/1
24

148.6

B7
9/1
32

145.6

建筑主要功能为学生宿舍。

2. 建筑设计使用年限及分类等级
主体结构设计使用年限：50年
结构的安全等级：二级
抗震设防类别：标准设防类（丙类）
地基基础等级：二级
建筑物耐火等级：一级

3. 自然条件：
3.1 风荷载
基本风压：Wo=0.45kN/m2
地面粗糙度类别： B类
3.2 雪荷载
基本雪压：So=0.40kN/m2
3.3 抗震设防参数（最终参数以地震审批部门审批结果为准）：
抗震设防烈度： 7度
设计基本地震加速度：0.15g
设计地震分组：第二组
建筑场地类别：Ⅱ类
设计特征周期：0.40s
3.4 场地标准冻深： 1.0m
3.5 场地的工程地质条件
地勘报告参考北京市建平工程勘察有限责任公司于2014年6月10日编制的《北京化工大学昌平新校区一期建设项目学生公寓一期（B1-B7）》（工程编号：2014-050），其主要内容如下：
1）拟建场区地形较复杂，高差起伏变化较大，属不均匀地基，勘察报告中建议1～4区按建筑抗震不利地段考虑（平面位置图中学生公寓属第4区）。根据抗震规范4.1.8条，抗震计算水平地震影响系数最大值应乘以增大系数，本工程暂定取1.1。无其他影响场地稳定性的不良地质作用。
2）从上至下揭示土层：
成因年代
层号
土层名称
地基承载力标准值fka
（kPa）
压缩模量Es
（MPa）
桩的极限侧阻力标准值
qsik
（kPa）
桩的极限端阻力标准值
qpk
（kPa）

①
人工填土
-

-

新近沉积层
②
粘质粉土、粉质粘土
100
5.23
45

②1
碎石混粘性土
220
20
70

③
碎石
300
35
120
2000
③1
重粉质粘土，粘土
130
6.54
45
350

一般第四纪沉积层
③2
粉质粘土，粘质粉土
130
6.57
45
350
③3
粘质粉土、粉质粘土
190
13.28
60
650
③4
粘性土混碎石
160

50
450
③5
碎石混粘性土
220
25
100
1400
③6
重粉质粘土，粘土
230
15.96
75
1100
③7
红粘土
170
10.63
65
800
④
碎石
360
30
120
2200
④1
红粘土
200
21.43
55
500
④2
红粘土
170
11
50
400
④3
粉质粘土、粘质粉土
160
7.38
50
450
④4
粘性土混碎石
200
10.2
50
500
④5
碎石混粘性土
240
25
80
1400
④6
粉质粘土，粘质粉土
220
15.08
55
700
⑤
碎石
360
35
130
2500
⑤1
红粘土
200
18.54
60
900
⑤2
红粘土
160
8.4
50
550
⑤3
粘性土混碎石
200
11
50
600
⑤4
碎石混粘性土
320
28
80
1900
⑥
碎石
400
50
140
2900
3）地震液化判定：当地震烈度达到7度，地下水位达到自然地面以下3m时，本场地内粉土和砂类土不液化。
4）地下水：本次岩土工程勘察期间（2013年12月）勘探至地下20.00m未见地下水。1959年该区地下水达自然地面以下3m，近3-5年最高地下水位埋深大于20m。
拟建场地地下水埋藏较深，地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构具有微腐蚀性。
5）地基基础方案的分析：
根据详勘工程地质剖面图，拟建建筑（学生公寓）有古河道贯穿南北，其中B1、B2、B3可采用天然地基，③2层粉质粘土-粘质粉土层可做为持力层，经深宽修正后的地基承载力可达到171kpa。B4、B5及B6在古河道坑内，需将其场地先回填至基底，再进行地基处理方案，B7可不需回填，仍需做复合地基处理或进行换填处理。 B4及B6处理后的地基承载力标准值需达到185kPa，B5和B7处理后的地基承载力标准值需达到220kpa。

4. 设计依据及设计要求
4.1 本工程设计所遵循的标准、规范、规程
工程结构可靠性设计统一标准GB50153-2008；
建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008；
建筑抗震设计规范 GB50011-2010；
建筑结构荷载规范 GB50009-2012
建筑地基基础设计规范 GB50007-2011；
北京地区建筑地基基础勘察设计规范 DBJ11-501-2009；
混凝土结构设计规范 GB50010-2010；
钢结构设计规范GB50017-2014；
地下工程防水技术规范 GB50108-2008；
钢筋机械连接技术规程JGJ107-2010；
建筑设计防火规范 GB50016-2006；

5. 主要荷载取值
a) 屋面及楼面均布活荷载标准值
类别
活荷载标准值(kN/m2)
组合值系数ψc
准永久值系数ψq
屋
面
不上人屋面
0.5
0.7
0
上人屋面
2.0
0.7
0.4

楼

面
宿舍
2.0
0.7
0.5
活动室，阳台
2.5
0.7
0.5
卫生间、淋浴间、盥洗室
2.5
0.7
0.5
走廊、门厅、楼梯间
3.5
0.7
0.3
注：①水箱及其它重大设备按实际荷载计算。
②室外地面的活荷载标准值按5.0kN/m2考虑。
b) 建筑隔墙及幕墙恒荷载标准值(不包括墙面建筑做法)
墙体部位
墙体材料
恒荷载标准值(kN/m2)
非承重填充墙
200厚填充墙
轻集料混凝土空心砌块
2.8
玻璃幕墙

1.5
层高3.4米：
梁下200mm厚隔墙： 2.8*3.4 =9.52 取10 kN/m
1.0米高女儿墙： 0.2*1.0*25 =5 kN/m
c) 其他恒荷载估算
普通楼面100mm厚面层： 2 kN/m2 (未算吊顶)
普通上人屋面：4.5 kN/m2 (未算吊顶)
吊顶：0.5 kN/m2

6. 结构选型
a) 地基基础
根据初步计算，本建筑区内有古河道贯穿南北，楼座B1~B7的地基采用方式详见本报告第3.（5）条。学生宿舍基础均采用筏板基础。
楼座
±0.000相当于绝对标高
基础形式
基础埋深/基底标高m
地基
持力层
B1
147.6
筏板基础
4.69/142.91
天然地基
③或③2层
B2
145.1
筏板基础
4.69/140.41
天然地基
③或③2层
B3
149.1
筏板基础
4.49/144.61
天然地基
③或③2层
B4
146.6
筏板基础
4.49/141.71
回填后复合地基
---
B5
144.1
筏板基础
4.99/139.11
回填后复合地基
---
B6
148.6
筏板基础
4.29/144.31
回填后复合地基
---
B7
145.6
筏板基础
4.99/140.61
复合地基或换填地基
---

b) 结构平面布置及抗侧力结构体系
本工程剪力墙结构体系。主要抗侧力构件截面尺寸详见结构平面布置图。
剪力墙抗震等级 ：B1~B7#楼 三级

c) 屋盖及楼盖结构
采用现浇混凝土梁板结构。主要梁、板截面尺寸详见结构平面布置图。

d) 关于结构超长的构造措施
须采取以下措施减小温度应力对结构的不利影响：采取各层端开间双层双向配筋；屋面双层双向配筋并加大屋面保温层厚度；按规范隔30~40m设置一道设置800mm宽伸缩后浇带。

7. 结构计算分析
本工程采用北京盈建科软件有限责任公司编制的"盈建科建筑结构设计软件"对结构整体计算分析。
分析时,地震作用和风荷载按两个主轴方向作用，并考虑偶然偏心及双向地震作用，振型组合方法采用考虑扭转耦连的CQC 方法，振型数取10~13个。阻尼比取0.05，周期折减系数剪力墙结构取0.95，按模拟施工加荷方式三。
a) 主要结果如下
（以B1#楼、B5#楼、B6#楼为例）：
B1#楼结构自振周期（选取前3个振型）
振型号
Ⅰ段
Ⅱ段
Ⅲ段
周期（s）
扭转系数
周期（s）
扭转系数
周期（s）
扭转系数
1
0.4430
0.00
0.5813
0.04
0.5621
0.02
2
0.4157
0.01
0.5162
0.00
0.4617
0.00
3
0.3444
0.98
0.4627
0.96
0.3764
0.98
B1#楼主要控制参数
作用方向
Ⅰ段
Ⅱ段
Ⅲ段

X
Y
X
Y
X
Y
楼层最小剪重比
8.27%
8.58%
5.73%
6.38%
6.48%
7.94%
有效质量系数
90.02%
94.59%
92.8%
91.82%
92.90%
94.48%
规定水平力作用下楼层最大位移及层平均位移的比值
1.03
1.41(仅第1计算层)
1.24(其余层的最大值)
1.30
1.08
1.05
1.49(仅第1计算层)
1.29(其余层的最大值)
规定水平力作用下楼层最大层间位移及平均层间位移的比值
1.05
1.41(仅第1计算层)
1.27(其余层的最大值)
1.33
1.10
1.07
1.49(仅第1计算层)
1.14(其余层的最大值)
楼层层间最大位移及层高之比
1/2302
1/2216
1/ 1669
1/2386
1/1961
1/2422
B5#楼结构自振周期（选取前3个振型）
振型号
Ⅰ段
Ⅱ段
Ⅲ段
周期（s）
扭转系数
周期（s）
扭转系数
周期（s）
扭转系数
1
0.6272
0.03
0.7884
0.00
0.7764
0.04
2
0.5508
0.06
0.6548
0.01
0.6321
0.01
3
0.4810
0.91
0.6349
0.99
0.5383
0.95
B5#楼主要控制参数
作用方向
Ⅰ段
Ⅱ段
Ⅲ段

X
Y
X
Y
X
Y
楼层最小剪重比
6.54%
5.99%
4.77%
5.37%
4.86%
6.07%
有效质量系数
90.09%
93.28%
91.45%
91.34%
90.04%
92.19%
规定水平力作用下楼层最大位移及层平均位移的比值
1.05
1.47(仅第1计算层)
1.35(其余层的最大值)
1.25
1.09
1.09
1.43(仅第1计算层)
1.31(其余层的最大值)
规定水平力作用下楼层最大层间位移及平均层间位移的比值
1.07
1.47(仅第1计算层)
1.30(其余层的最大值)
1.25
1.09
1.09
1.43(仅第1计算层)
1.25(其余层的最大值)
楼层层间最大位移及层高之比
1/1994
1/1464
1/ 1852
1/2304
1/1712
1/2156

B6#楼结构自振周期（选取前3个振型）
振型号
周期（s）
扭转系数
1
0.5241
0.00
2
0.4876
0.04
3
0.3963
0.96
B6#楼主要控制参数
作用方向
X
Y
作用方向
X
Y
楼层最小剪重比
6.71%
7.12%
规定水平力作用下楼层最大位移及层平均位移的比值
1.02
1.30
有效质量系数
97.79%
99.56%
规定水平力作用下楼层最大层间位移及平均层间位移的比值
1.02
1.32

楼层层间最大位移及层高之比
1/2172
1/1915

8. 主要结构材料
a) 钢材(应符合现行国家标准的规定)：
钢筋：HPB300级、HRB400级钢筋。
b) 混凝土（均采用预拌商品混凝土）
各部位混凝土强度等级如下
构件部位
混凝土强度等级
备注
基础垫层
C15

基础底板、基础梁
C30
P6防水混凝土
剪力墙墙体
C30
及土接触外墙采用P6
梁、板
C30

c) 隔墙砌块和砂浆：
采用容重不大于10.0kN/m3的轻集料混凝土空心砌块，混合砂浆强度不小于Mb5.0。
9. 其他要求及说明
a) 本初步设计的构件截面尺寸在施工图设计时，可按实际情况调整。

10. 图纸目录
1#、2#、3#、4#、6#图纸列表
图纸编号
图纸名称
设计比例
图纸规格
备注
结初-楼号-01
基础布置图
1：150
A1
3#6#为A2图纸规格，设计比例为1:100
结初-楼号-02
首层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-03
二层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-04
三层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-05
四层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-06
五层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-07
六层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-08
七层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-09
屋顶结构平面布置图
1：150
A1
5#、7#图纸列表
图纸编号
图纸名称
设计比例
图纸规格
备注
结初-楼号-01
基础布置图
1：150
A1

结初-楼号-02
首层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-03
二层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-04
三层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-05
四层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-06
五层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-07
六层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-08
七层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-09
八层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-10
九层结构平面布置图
1：150
A1
结初-楼号-11
屋顶结构平面布置图
1：150
A1