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第三章结构设计一.工程概述本工程为上海市奉贤区民政局-奉贤区社区大学，分为A区和B区,A区为地下一层、地上七层混凝土框架-剪力墙结构;B区为地下二层、地上七层混凝土框架-剪力墙结构。本工程抗震设防类别为乙类（重点设防类），按7度地震烈度进行抗震设计，设计基本地震加速度为0.1g,特征周期值为0.9s。框架抗震等级为二级，,剪力墙抗震等级为一级(楼梯间四周的框架梁、柱的抗震等级为一级)。地基基础设计等级为乙级。本工程建筑结构安全等级为二级（结构重要性系数γ0=1.0）。地基安全等级二级。砌体填充墙施工质量等级为B级。根据地质报告，建筑场地类别为Ⅳ类场地土。本工程设计基准期为50年。二．设计依据本工程除了遵守中华人民共和国“工程建设强制性条文”（2009年版）房屋建筑部分的第五篇《结构设计》有关条文外，其余均按照以下规范、规程和标准进行设计：1中华人民共和国国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2008)2中华人民共和国国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》(GB/T50083-97)3中华人民共和国国家标准《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2011)4中华人民共和国国家标准《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)5中华人民共和国国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）6中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)7中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)8中华人民共和国国家标准《砌体结构设计规范》(GB50003-2011)9上海市工程建设规范《地基基础设计规范》(DGJ08-11-2010)10上海市工程建设规范《建筑抗震设计规程》（DGJ08-9-2013）（J10284-2013）11中华人民共和国国家标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）12中华人民共和国国家标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)13中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）14《建筑工程设计文件编制深度规定》（2008年版）15深圳地质建设工程公司提供的《岩土工程勘察报告》16中国建筑科学研究院编制的PKPM系列工程软件(V2.2版)三．设计资料(一)自然条件1、50年一遇的基本风压:WO=0.55KN/m2。地面粗糙度B类。2、50年一遇的基本雪压：0.20N/m2。(二)荷载标准值活荷载:2.0KN/m2(办公区域)楼梯、消防通道:3.5KN/m2阳台:2.5KN/m2运动场:5.0KN/m2卫生间:8.0KN/m2（有蹲位）4.0KN/m2（无蹲位）健身房、演出舞台:4.0KN/m2档案室:5.0KN/m2机房间:7.0KN/m2屋面活荷载(上人):2.0KN/m2屋面活荷载(不上人):0.5KN/m2屋面花园:3.0KN/m2其余荷载均按国家有关规范规定执行。(三)结构抗震设防标准本工程按乙类建筑抗震设防，抗震设防烈度为七度，设计基本地震加速度为0.1g,场地类别Ⅳ类，场地特征周期0.9s。本工程为为框架-剪力墙结构，框架结构抗震等级为二级,剪力墙的抗震等级为一级,楼梯四周梁柱抗震等级为一级；(四)环境类别及使用年限本工程混凝土结构的环境类别：室内干燥环境为一类；室内潮湿环境，露天环境及与无侵蚀的水与土壤直接接触的环境为二a类；干湿交替环境，水位频繁变动环境为二b类。合理使用年限：钢筋混凝土结构为50年。四．结构材料1.混凝土基础为C40，抗渗等级为P6,地下一、二层墙柱为C40,梁板为C35，抗渗等级为P6,上部三层及以下墙柱为C40,梁板为C35,四层至七层均为C35,机房层及以上为C30,基础垫层混凝土强度等级为C20。2.钢筋钢筋采用HRB400热轧钢筋，（fy＝360N/mm2）。构造、分布钢筋及箍筋采用HPB300热轧钢筋，（fy＝270N/mm2）,HRB400热轧钢筋，（fy＝360N/mm2）。3.墙体±0.000以下采用MU15混凝土砌块，DM10商品砂浆砌筑；±0.000以上采用MU10蒸压灰砂多孔砖，WM7.5商品砂浆砌筑。4.钢结构部分:(连廊部分)1）所有主钢构(梁,柱及其连接板,加劲板和柱底板)除另有注明外,钢梁材料采用Q345B钢，所有檩条均采用Q235B钢,材质符合碳素结构钢。2）.所有高强螺栓除另有注明外,均采用10.9级.符合《钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术》3）.连接：高强螺栓为10.9级摩擦型连接,摩擦面抗滑移系数(Q235B采用Us=0.45，Q345B采用Us=0.50)。梁柱连接及拼接用于以下部位a.梁的端板法兰式连接.b.梁柱之间的连接.普通螺栓连接,用于以下部位a.所有檩条连接.b.所有支撑连接.4）防锈、涂装：钢构件采用机械抛丸除锈时达到Sa2.5标准后(不应人工除锈),用两道红丹打底，构件的防火等级为二级，安全等级为二级，耐火极限单层柱2.0小时，钢结构喷涂厚型防火涂料、厚8~40mm，柱间支撑1.5小时，且要求涂料应与防锈漆、钢材相容，并具有良好的结合。钢梁按1.5小时，檩条0.5小时处理，喷涂小于7mm簿型防火涂料。钢结构防火涂料的具体厚度应以该产品相应耐火极限的型式检验报告中的厚度为准。五．地质情况拟建场地位于上海市奉贤区，场地形态单一，类型属滨海平原区。场地大部分地形较平坦，东侧局部有堆土。各勘探点标高在4.52~5.07之间，一般标高平均在4.800m左右。本场地浅部地下水属潜水类型，主要补给来源为大气降水、地表径流。年平均为自然地面下0.50~0.70m。本场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g；设计地震分组为第一组；地基土属软弱土，场地类别为Ⅳ类。本场地为不液化场地。地层特性表土层层号土层名称层厚（平均值）m层顶标高mPs（Mpa）Es（Mpa）①1-1素填土0.625.07~2.78--①1-2浜土0.714.44～3.64--②1粉质粘土2.333.77～2.860.784.94②3砂质粉土2.181.53～0.951.779.78③淤泥质粉质粘土2.66-0.47～-1.680.493.13④粉质粘土6.49-3.41～-4.030.734.11⑤粘土10.20-9.64～-10.481.003.61⑥粉质粘土2.97-19.93～-20.943.017.04⑦1砂质粉土6.23-23.13～-23.7110.4635⑦2粉砂未钻穿-25.34～-32.2718.5555六．上部结构体系本工程A区为地下一层、地上七层混凝土框架-剪力墙结构;B区为地下二层、地上七层混凝土框架-剪力墙结构,框架结构抗震等级为二级,剪力墙的抗震等级为一级。结构计算时，以地下室顶板面为嵌固端。周期折减系数为0.75,楼面刚度假定:计算位移时采用刚性楼板假定,(计算配筋时不采用刚性楼板假定).1.设计原则:为使建筑具有足够的抗震能力，在结构设计中遵守以下原则：（1）结构体系的选择和抗侧力构件的布置具有明确的计算简图并形成合理的地震传递途径。（2）避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。（3）具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。（4）对可能出现的薄弱部位，采取措施提高抗震承载力。（5）具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位产生过大的应力集中或塑性变形集中。2,各建筑物的结构构件断面及各层楼板厚度等均详见各单体“各层结构平面图”。3,混凝土强度等级见下表：号房建筑物层数楼层构件基础地下上部结构A区地下一层、地上七层框架剪力墙结构柱、墙梁、板基础为C40，地下一层墙柱为C40,梁板为C35，抗渗等级为P6,三层及以下墙柱为C40,梁板为C35,四层至七层均为C35,机房层及以上为C30,B区地下二层、地上七层框架剪力墙结构柱、墙梁、板基础为C40，地下一、二层墙柱为C40,梁板为C35，抗渗等级为P6,三层及以下墙柱为C40,梁板为C35,四层至七层均为C35,机房层及以上为C30,4,楼板板厚一般单向板按1/30跨度，双向板1/40跨度取;七．地基基础1．深圳地质建设工程公司提供的《岩土工程勘察报告》.本工程场地室外地坪相当于绝对标高5.100m(以地质报告提供的拟建场地场地引测点为依据确定).室内外高差均为0.400M，室内地坪±0.000标高相对于绝对标高为5.500。2．基础形式:A区:采用桩选用预应力高强混凝土管桩，PHC500AB125-26,强度等级C80,桩端持力层为⑦1层土:砂质粉土层，其桩数为：291根桩；单桩抗压承载力设计值:1450KN,单桩极限抗压承载力标准值:2900KN.B区:采用桩基础,共有2种类型，(1)主楼采用桩选用预应力高强混凝土管桩，PHC500AB125-22,强度等级C80,桩端持力层为⑦1层土:砂质粉土层，其桩数为：242根桩；单桩抗压承载力设计值:1400KN,单桩极限抗压承载力标准值:2800KN.(2)地下车库抗拔桩选用400X400混凝土方桩，JAZHb-240-1111B,强度等级C45,桩端持力层为⑦1层土:砂质粉土层，其桩数为：158根桩；单桩抗压承载力设计值:1400KN,单桩极限抗压承载力标准值:2800KN.单桩抗拔承载力设计值:600KN.,单桩极限抗拔承载力标准值:1200KN.3.建筑物最终沉降量(计算值)：A区:29.5MMB区:22.7MM八．计算本工程采用中国建筑科学院PKPMCAD工程部编制的“PMCAD”结构平面计算机辅助设计软件及“SAT”多层及高层建筑结构三维分析与设计软件SATWE计算结果（位移及刚度比）1)A区（选取18个振型）结构自振周期振型号周期（S）平动系数扭转系数10.88760.910.0920.84850.920.0830.67620.010.9140.27950.950.0550.22190.670.3360.17410.580.4270.13590.960.0480.13020.060.9490.12900.630.37100.11970.300.70110.11750.440.56120.09030.360.64130.08780.390.61140.08540.650.35150.08250.320.68160.07500.640.36170.07010.290.71180.06970.330.67T3/T1=0.760.90主要控制参数作用方向XY楼层最大位移与层平均位移的比值1.191.18楼层最大层间位移与平均层间位移的比值1.261.27楼层层间最大位移与层高之比的最大值1/12031/1275主要结构指标作用方向XY层间刚度比最小值0.900.92层的承载力比最小值0.930.91剪重比最小值6.23%6.72%规定水平力(底层)墙地震倾覆力矩百分比(抗规)66.9%62.8%框架柱最大轴压比0.74最不利地震作用方向角-1.882)B区（选取前18个振型）结构自振周期振型号周期（S）平动系数扭转系数11.08930.960.0420.99640.970.0330.86570.050.9540.31590.910.0950.30680.720.2860.29490.620.3870.24190.110.8980.16160.850.1590.15810.330.67100.14310.270.73110.14010.840.16120.12720.870.13130.12190.050.95140.11590.370.63150.10930.200.80160.10690.640.36170.09940.670.33180.09170.290.71T3/T1=0.790.90主要控制参数作用方向XY楼层最大位移与层平均位移的比值1.171.18楼层最大层间位移与平均层间位移的比值1.271.28楼层层间最大位移与层高之比的