初步设计说明结构公交弹子石资料.docx
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初步设计说明结构公交弹子石资料
4结构
4.1工程概况
4.1.1本工程位于重庆市南岸区弹子石，主要功能为公交站场和办公。
4.1.2本工程办公楼为地下1层、地上4层，框架结构，建筑尺寸为22mX57m，主要柱网为8.4mX7.5m，最大层高为4.5m，建筑高度20.1m。
厂区挡土墙采用锚杆挡墙。
4.2设计依据
4.2.1建筑主体结构设计使用年限：
50年。
4.2.2自然条件
4.2.2.1基本风压：
0.40KN/m2；地面粗糙度：
B类。
4.2.2.2基本雪压：
无。
4.2.2.3抗震设防烈度为6度；设计基本地震加速度为0.05；设计地震分组为第一组。
4.2.2.4顾客提供的重庆川东南地质工程勘察院2011年7月编制并经过审查的《重庆市弹子石公交站场一次性勘察-岩土工程勘察报告》
4.2.3本工程所执行的主要规范、规程和标准
4.2.3.1《建筑结构制图标准》GB/T50105-2010；
4.2.3.2《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001；
4.2.3.3《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008；
4.2.3.4《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）；
4.2.3.5《砌体结构设计规范》GB50003-2001；
4.2.3.6《建筑抗震设计规范》GB50011-2010；
4.2.3.7《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；
4.2.3.8《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；
4.2.3.9《混凝土结构设计规范》GB50010-2010；
4.2.3.10《钢结构设计规范》GB50017-2003；
4.2.3.11《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》03G101-1~04G101-4；
4.2.3.12《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002；
4.2.3.13《全国民用建筑工程设计技术措施》结构体系、地基与基础、砌体结构、混凝土结构、钢结构》2009年版。
4.2.4由总图、建筑、给排水、电气和暖通等各专业提供的设计资料。
4.2.5建设单位提出的与结构有关的符合有关法规、标准的书面特殊要求。
4.2.6批准的上一阶段的设计文件。
4.3建筑分类等级
4.3.1根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001，本工程的建筑结构安全等级为二级。
4.3.2根据《建筑地基基础设计规范》GB50007－2002，本工程的地基基础设计等级为丙级。
4.3.3根据《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2004，本工程建筑为丙类建筑。
4.3.4根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，本工程框架的抗震等级为四级。
4.3.5地下室防水等级为2级。
4.4主要荷载（作用）取值
4.4.1楼屋面活荷载、特殊设备荷载标准值见下表
表4.4.1活荷载标准值表
序号
荷载类别
标准值（KN/m2）
备注
1
上人屋面
2.0
2
不上人屋面
0.5
3
文娱室，阅览室
3.0
4
劳保后勤库
3.0
5
办公室、会议室、休息室
2.5
6
楼梯、走道、电梯间
3.5
7
卫生间
2.0
8
设备间电梯机房
7.0
9
变配电间水箱房
10.0
10
一层楼面
3.5
11
其它
未列项目见现行规范、规程及标准的荷载
4.4.2该工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为II类，场地特征周期为0.35s，结构阻力比为0.05，多遇地震的水平地震影响系数最大值为0.04。
4.4.3地下室水浮力、温度作用、特殊荷载。
无
4.5上部结构设计
4.5.1结构缝的设置
本工程各区结构长度超过《混凝土结构设计规范》GB50010-2002规定的伸缩缝间距要求，采用施工后浇带的施工措施，不设结构缝和施工缝。
4.5.2结构选型
表4.5.2项目结构选型一览表
设计编号
01
项目名称
站务综合楼
结构型式
框架结构
抗震等级
框架
四级
剪力墙
——
结构布置
竖向构件布置
框架柱
楼面布置
主次梁现浇楼盖
4.6地基基础设计
4.6.1工程地质和水文概况
勘察区位于南岸区弹子石，勘察区西侧为腾龙大道，南侧及东侧为一荒坡，总体地势南东高北西低，地形地貌及环境条件有利于场区自然排水。
勘察区土层主要为第四系人工填土，岩石为砂泥岩互层，无地表水体分布，地下水的补给唯一来源为大气降水。
因此，大气降水与蒸发量大小是影响该地区地下的关键因素。
通过观测，勘察区29个钻孔终孔后24小时均为干孔，证明勘察区在勘察时段，勘察深度范围内无稳定地下水。
大雨或暴雨过后局部可能含水。
勘察区周边无化工厂及工业“三废”排放，据经验判断，短时季节性地下水及大气降水对砼物具微腐蚀性。
勘察区水文地质条件简单。
4.6.1.1建筑场地概况
重庆市南岸区弹子石公交站场建设场地区域地貌属川东构造剥蚀红层浅切割丘陵。
场地地貌为浅丘斜坡，勘察区地面标高263.56～283.97m，相对高差约20.41m，地形坡角一般3～6°，部分地段约45°，最陡达60°，勘察区总体地形较平坦，东侧和南侧地形较陡。
勘察区地质构造处于金鳌寺向斜东翼地段，岩层呈单斜产出。
岩层产状为279°∠45°。
场区内未见断层破碎带分布，基岩中发育两组构造裂隙。
裂隙J1（③）：
产状300～310°∠31～37°，一般产状305°∠34°，张开2～5mm，裂面平直、粗糙，粉质粘土及碎石局部充填，大多无充填，延伸长一般2～4m，裂隙间距1～2m，属结合一般的硬性结构面。
裂隙J2（④）：
产状71～80°∠49～56°，一般产状78°∠52°，张开2～4mm，裂面平直、粗糙，粉质粘土及碎石局部充填，大多无充填，延伸长一般5～8m，裂隙间距2～5m,属结合一般的硬性结构面。
据钻探揭露，场区土层主要为第四系全新统人工填土层（Q4ml）和残坡积粉质粘土层（Q4el+dl），原地形沟谷处的土层较厚。
基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s），岩性以砂泥岩互层。
由新到老分述如下：
人工填土层（Q4ml）
人工填土层（Q4ml）：
杂色，主要由砂、泥岩碎块石、建筑垃圾、粉质粘土等组成，块石粒径一般200～680mm，含量约15%，碎石粒径一般20～200mm，含量约20%，主要为建筑工程弃土堆填形成。
堆填时间约2年。
二、沙溪庙组基岩（J2S）
场地内基岩岩性以砂、泥岩互层。
砂岩：
灰色，灰白色，中细粒结构，中厚层状构造，主要成份为长石、石英，少量云母等，钙泥质胶结。
泥岩：
暗紫色、紫灰色，泥质结构，中厚层状构造，主要成份由粘土矿物组成，泥质胶结。
4.6.1.2不良地质情况（无，有），场地适宜性评价。
据现场调查访问，勘察区为川东构造剥蚀红层浅切割丘陵地貌，斜坡基岩裸露，坡形平整，未见危岩崩塌、滑坡、泥石流、地下洞室、采空区、盐渍土、软土等不良地质作用。
勘察区不良地质作用不发育。
4.6.1.3根据地勘报告，本工程拟采用人工挖孔桩基础，基础持力层为中风化岩石。
中等风化泥岩单轴天然抗压强度标准值为12.4MPa。
泥岩承载力特征值为3010Kpa，中等风化砂岩单轴饱和抗压强度标准值为23.5MPa。
砂岩承载力特征值为8225Kpa。
岩、土质地基承载力特征值计算结果如下：
粉质粘土地基承载力特征值根据经验按地标查表取值150Kpa；
强风化泥岩层：
根据地区经验，结合场地实际情况取值，强风化泥岩地基承载力特征值取300KPa,强风化砂岩地基承载力特征值取400KPa。
4.6.2基础选型。
表4.6.2项目基础选型一览表
设计编号
01G
项目名称
站务综合楼
±0.000相当于绝对标高值（m）
266.5
地基基础设计等级
丙级
桩基设计等级
丙级
基础形式
桩基础
场地冻土厚度
无
基础埋置深度
4~10米
浅基础设计的持力层
中风化泥岩
浅基础地基承载力特征值
3010KPa
桩基类型
挖孔桩
桩基设计的持力层及进入深度
2D
单桩竖向承载力特征值
4450KN
地基处理的方法
4.6.3关键技术问题的说明。
无
4.6.4邻近建筑物的影响及保护措施。
无
4.6.5施工特殊要求及其他需要说明的内容。
无
4.7结构分析
4.7.1本工程采用的结构分析软件为中国建筑科学研究院开发的2010年版的PK，PM，SAEWE。
4.7.2结构分析
表4.7.2结构分析表
设计编号
01G
项目名称
站务综合楼
计算模型
杆系模型
计算嵌固部位
基础顶部
风荷载作用信息
计算风荷载
地震荷载作用信息
只计算水平地震作用，考虑双向地震
活荷载不利布置
考虑
4.7.3结构计算主要结果
表4.7.3结构计算主要结果
设计编号
01G-1
项目名称
站务综合楼
周期
T1
1.29
T2
1.26
T3
1.21
扭转周期比
0.8
层间位移角
地震
X向
1/1856
Y向
1/1426
风
X向
1/6600
Y向
1/2142
最大层间位移与层间平均位移的比值
X向
1.29
Y向
1.17
剪重比
X向
1.4%
Y向
1.37%
有效质量系数
X向
100%
Y向
100%
框架部分承受的地震倾覆力矩与总的地震倾覆力矩的比值
X向
100%
Y向
100%
以上各值均能满足现行规范要求。
4.7.4结构构件截面图详见结构初步设计图。
详结构专业初设图纸
4.8主要结构材料
表4.8-1主要结构材料表
设计编号
01G
项目名称
站务综合楼
柱
C30
剪力墙
--
梁
C30
板
C30
基础
C30
地下室（水池、砼挡墙）
C30
砌体强度
MU10
砌体砂浆强度
M5
钢筋
HPB300,HRB400
其它特殊材料
Q345B
4.9环境边坡及深开挖设计
4.9.1环境边坡稳定性评价
1．AB段边坡
位于拟建场地的南侧，坡向为6°，直立挖方岩土质混合边坡，坡长为38.00m，边坡坡脚设计场坪标高266.7m，坡顶标高275.00m，边坡总高度为8.3m（详见剖面8）。
该边坡上部分为填方土质边坡，高度为0.0～3.90m，按照设计标高整平后，大部分杂填土被开挖掉，局部地段土层属临空状态，受自身重力影响，易沿岩土界面发生滑动（但残留的土层方量非常小，岩土界面较陡，故未对土层的岩土界面进行稳定性计算），上部土质边坡处于欠稳定状态。
该边坡下部为基岩，坡向为6°，高度为0.0～4.40m，坡长为39.9m（详见剖面9）。
边坡坡体为侏罗系中统沙溪庙组砂、泥岩，边坡安全等级为二级，据现场调查和钻探揭露岩体较完整，边坡岩体类别为Ⅲ类，该边坡由两组裂隙，赤平投影分析如图5.1-1。
图5.1-1南侧AB段边坡赤平投影分析图
由此得知：
层面与边坡的坡向垂直相交，对边坡稳定性影响小；裂隙③与边坡的坡向呈大角度相交，对边坡稳定性影响小；裂隙④与边坡呈大角度相交，对边坡的稳定性影响小，边坡将处于稳定状态。
该边坡不具放坡条件，建议边坡采用重力式挡墙进行支挡，挡墙基础宜置于中等风化带基岩中。
岩体破裂角取45°+1/2*35°=62.5°，等效内摩擦角取50°。
2.BC段边坡：
边坡BC段：
位于拟建场地的南侧，坡向为6°，坡长约47m，高约8.3～15.90m，为岩质挖方边坡，边坡坡体为侏罗系中统沙溪庙组砂、泥岩，边坡安全等级为二级，据现场调查和钻探揭露岩体较完整，边坡岩体类别为Ⅲ类，赤平投影分析如AB段岩质边坡分析。
该边坡坡高8.3～15.90m，由于长期受风化影响，边坡易发生掉块或风化剥落现象。
该边坡不具放坡条件，建议边坡采用锚喷进行支护。
岩体破裂角取45°+1/2*35°=62.5°，等效内摩擦角取50°。
3．CD段边坡：
位于拟建场地的东侧，坡向为286°，坡长为111.80m，边坡坡脚设计场坪标高265.00～265.70m，坡顶标高269.5～281.6m，边坡高为4.50～15.9m。
为岩质挖方边坡，边坡坡体为侏罗系中统沙溪庙组砂、泥岩，边坡安全等级为二级，据现场调查和钻探揭露岩体较完整，边坡岩体类别为Ⅲ类。
赤平投影分析如图5.1-2。
图5.1-2南侧CD段边坡赤平投影分析图
从结构面赤平投影关系图上可看出，边坡属顺向坡，边坡稳定性受主要受岩层层面控制。
岩层层面属贯通性结构面。
岩层的倾角为45°。
岩层层面与边坡的坡向相同，可形成滑面，边坡破坏模式属平面破坏。
以典型剖面3～3′作为计算评价剖面，概化出CD段岩质高边坡评价模型见图5.1-3。
图5.1-3CD段岩质边坡平面破坏模式及计算模型图
计算参数：
砂岩岩体重度取岩石重度平均值25.0kN/m3,泥岩岩体重度取岩石重度平均值24.50kN/m3,层面抗剪强度取C=50kPa、φ=18°，边坡滑面长度及滑面以上的岩体面积用Autocad软件在模型图上直接量取。
滑面倾角取层面倾角45°。
基本公式如下：
Ks=
式中γ—岩土体的重度（kN/m3），本边坡为砂岩25.00kN/m3、泥岩24.50kN/m3；
C—结构面的粘聚力，取50kPa；
φ—结构面的内摩擦角，取18°；
A—结构面的面积（m2）；
V—岩体的体积（m3）；
θ—结构面的倾角（层面倾角45°）；
f0—附加荷载。
计算单位宽度边坡稳定性时，公式变为：
Ks=
式中S—单位宽度纵断面面积（m2）；
L—单位宽度边坡纵断面结构面的长度（m）；
f0—单位宽度边坡附加荷载（取225kN/m2）；
M—附加荷载水平加载长度（m）。
验算结果Ks=0.98，Ks＜1.35,边坡将处于欠稳定状态，稳定程度不能满足规范要求。
边坡失稳影响宽度16.4m，边坡失稳后威胁坡脚拟建高层建筑的安全，边坡失稳后果很严重。
该段边坡不具备放坡条件，建议采用锚索加抗滑桩进行可靠支护。
锚拉系统应采用预应力锚索，严格控制边坡岩体侧向变形并加强监测。
边坡岩体破裂角取岩层层面倾角45°，等效内摩擦角取55°。
4.9.2基坑边坡稳定性评价
1．站务综合楼西侧基坑边坡
位于拟建场地站务综合楼西侧，坡向为102°，直立挖方土质边坡，坡长为58.00m，地下室室内设计场坪标高262.00m，正负零设计标高266.50m，边坡总高度为4.50m（详见剖面3）。
组成基坑边坡坡体的物质为杂填土，按设计标高整平后，边坡易产生圆弧滑动，将处于欠稳定状态。
由于基岩面埋深较深，建议边坡采用重力式挡墙进行支挡，以中等风化带基岩或压实填土（满足规范要求的密实度）作持力层。
2．站务综合楼东侧基坑边坡
位于拟建场地站务综合楼东侧，坡向为302°，直立挖方土质边坡，坡长为58.00m，地下室室内设计场坪标高262.00m，正负零设计标高266.50m，边坡总高度为4.50m（详见剖面3）。
组成基坑边坡坡体的物质为杂填土，按设计标高整平后，边坡易产生圆弧滑动，将处于欠稳定状态。
由于基岩面埋深较深，建议边坡采用重力式挡墙进行支挡，以中等风化带基岩或压实填土（满足规范要求的密实度）作持力层。
3．站务综合楼北侧基坑边坡
位于拟建场地站务综合楼东侧，坡向为212°，直立挖方土质边坡，坡长为22.30m，地下室室内设计场坪标高262.00m，正负零设计标高266.50m，边坡总高度为4.50m（详见剖面3）。
组成基坑边坡坡体的物质为杂填土，按设计标高整平后，边坡易产生圆弧滑动，将处于欠稳定状态。
由于基岩面埋深较深，建议边坡采用重力式挡墙进行支挡，以中等风化带基岩或压实填土（满足规范要求的密实度）作持力层。
4．站务综合楼南侧基坑边坡
位于拟建场地站务综合楼东侧，坡向为212°，直立挖方土质边坡，坡长为22.30m，地下室室内设计场坪标高262.00m，正负零设计标高266.50m，边坡总高度为4.50m（详见剖面3）。
组成基坑边坡坡体的物质为杂填土，按设计标高整平后，边坡易产生圆弧滑动，将处于欠稳定状态。
由于基岩面埋深较深，建议边坡采用重力式挡墙进行支挡，以中等风化带基岩或压实填土（满足规范要求的密实度）作持力层。
4.10需要特殊说明的其它问题
由于本场地周围边坡高度较高，如能协调周边地块使用情况，进行放坡处理，则能节省不少投资。
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