地下车库毕业设计论文.docx
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本溪市儿童乐园地下车库建筑结构设计
摘要
本设计为本溪市儿童乐园地下车库建筑结构设计。
设计采用框架结构，是一个单建式地下二层停车场建筑，地上为绿地儿童乐园。
该设计不仅有效地利用了地下空间，改善了城市停车场所紧张的局面，还为城市增添了一个儿童娱乐场所。
建筑面积为19051平方米，设计停车容量为430台。
本设计大体分为两个部分：
第一部分建筑设计，主要包括建筑形体的选择，内部房间的功能分区以及相应建筑材料的选择等。
在交通疏散方面，设有十部楼梯，并装有甲级防火门。
第二部分结构设计，包括：
顶板设计，次梁设计，负二层顶板设计，框架结构设计,楼梯设计，外墙设
计和基础设计。
外墙和基础采用防水混凝土。
为防止不均匀沉降和满足整体的刚度要求，采用筏板基础。
关键词：
地下车库；框架结构；筏板基础
毕业论文
Theundergroundgarageofthechildren'splaygroundinBenxicity.
Abstract
Thedesignofbuildingstructureisaboutoneundergroundgarageofthechildren'splaygroundinBenxicity.Thebuildingisreinforcedconcreteframework.itisasinglebuildingtype,two-storyofundergroundgarage,andovergroundisagreenchildrenpark.Itisnotonlyusingtheundergroundspacefullyandimprovingtheturgescentsituationofparkinginthecity,butalsoaddingachildren'sentertainmentincity.Thefloorspaceis19,051squaremetersandthedesignparkingcapacityis430.Theprojectincludestwopartsmainly:
thefirstpartisarchitecturaldesign,inthearchitecturaldesign,theselectionofbuilding’stype,thedivisionofinternalroomandtheselectionofbuildingmaterialarethemainparts.Dispersestheaspectinthetransportation,ithastenstairs.Anditisloadedwiththefiredoor.Thesecondpartisstructuraldesign,mainlyincludes:
roofdesign,secondarygirderdesign,negativetworoofdesign,portalframeconstructiondesign,staircasedesign,outerwalldesignandfoundationdesign.Theouterwallandfoundationadoptthewaterproofconcrete.Inordertopreventin-homogeneoussettlementandmeetingtherigiditydemandforthewholeevenly,Iadoptedtheribroofbeamtyperaftboardfoundation.
Keywords:
undergroundgarage；frameconstruction；raftfoundation
目 录
1绪论 1
2建筑设计 3
2.1柱网设计 3
2.2层高设计 3
2.3埋深设计 3
2.4防火设计 4
2.4.1防火分区 4
2.4.2安全疏散 4
2.4.3防烟和排烟要求 5
2.5坡道设计 6
2.6防水设计 7
3结构设计 8
3.1板的设计 8
3.1.1负一层顶板的设计 8
3.1.2负二层顶板的设计 17
3.2侧墙设计及计算 25
3.2.1侧向土压力计算 25
3.2.2内力及配筋计算 27
3.3负一层横向次梁的设计 30
3.3.1内力计算 30
3.3.2正截面承载力计算 39
3.3.3斜截面承载力计算 42
3.4负一层纵向次梁的设计 42
3.5竖向荷栽作用下框架结构的内力计算 42
3.5.1初选梁柱截面尺寸 42
3.5.2荷载计算 43
3.5.3恒荷载作用下内力计算 47
3.5.4活载作用下的内力计算 54
3.6框架梁计算 59
3.6.1框架梁内力组合 59
3.6.2框架梁的配筋计算 60
3.7框架柱的计算 65
3.7.1框架柱的内力组合 65
3.7.2剪跨比和轴压比验算 66
3.7.3框架柱的配筋计算 67
3.8基础设计 78
3.8.1基础底板设计：
78
3.8.2底板冲切承载力验算 80
3.8.3底板剪切承载力验算 81
3.8.4地基梁的内力计算及配筋 81
3.8.5抗浮验算 85
3.9楼梯的设计及计算 86
3.9.1楼梯板的设计 87
3.9.2平台板的设计 88
3.9.3平台梁设计 89
结论 91
致谢 92
参考文献 93
1绪论
近年来，随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，私家车的数量在不断增加。
由于城市停车设施与日益剧增的私家车的数量不相符合，导致城市汽车停放难的问题已成为一个不容忽视的问题，对城市规划而言，如何解决这一问题是我们的当务之急。
我国的许多大城市，近几年来车辆增长速度都比较快，一些特大城市，如北京、上海、广州、西安、成都、沈阳、重庆等，由于汽车的增长速度过快，使原来本已很落后的城市基础设施不能适应，使城市停车问题日益尖锐，不仅停车困难，而且由于占用道路停车，发生不少交通事故。
与此同时，城市土地价格不断上涨，继续兴建多层汽车库不但在经济上是不合理的，而且在一些停车需求量很大的地段，可能已没有土地可供建造汽车库。
在这种情况下，为了继续扩大城市停车空间，兴建各种类型的地下汽车库为主要发展方向，对解决我国城市停车问题具有重要意义。
地下汽车库的优点主要表现在两个方面：
首先，地下空间大，可提供大量停车位。
例如,美国洛杉矶市波星广场1952年建成的地下汽车库,容量达2150台，地下共3层，广场地面恢复后成为公园和水池；其次，节省城市用地还有经济上的意义，因为在地价昂贵地区，用地十分紧张，用于建造汽车库在经济上是不合理的，而建在地下不需土地费用，则可以在经济合理的条件下满足城市的停车需求。
从我国城市发展情况来看，城市用地已十分紧张，所以不但不宜多开辟露天停车场，地面上的多层汽车库也不宜大量兴建。
因此，在我国以发展地下停车为主是合理的。
从国外来看，自50年代后期起，许多发达国家大城市开始大规模发展地下公用汽车库。
法国巴黎市从1954年即着手研究建立城市深层地下交通网的问题，在这个综合规划中，包括建设41座地下公用汽车库，总容量54000台。
日本在1979年底，在全国几个特大城市中共有公用汽车库214座，容量共44208台，其中有75座为地下汽车库，总容量21281台，数量占30%，容量占48%。
欧、美各国地下公
用汽车库也建了很多。
地下汽车库一般建于城市广场、公园、道路、绿地或空地之下，主要特点是不论其规模大小，对地面上的空间和建筑物基本上没有较大的影响，除车辆出入口、人员疏散口和通风口外，顶部覆盖土层后仍是城市开敞空间。
综上所述，在城市建造地下车库对城市规划具有十分重要的意义。
2建筑设计
2.1柱网设计
本设计停车数量一共为430辆（负一层201辆，负二层229辆），汽车库内停车方式采用垂直式，采用柱间停放3辆小型车小型车总长是4.8m，总宽1.8m。
停
放车辆时，根据我国《汽车库建筑设计规范》JGJ100-98 4.1.4汽车库内汽车与汽车、墙、柱、护栏之间的最小净距:
小型汽车之间的横向净距为0.6m，小型汽车与柱间净距为0.3m，小型汽车与墙、护栏及其他构筑物间净距纵向为0.5m,横向为0.6m，垂直式停车时小型汽车间净距为0.5m。
车库内采用垂直式停车，小型车之间纵向最小净距为0.5m，横向最小净距为0.6m，车身与柱最小净距为0.3m，小型车宽为1.8m，车长4.8m，所以停车间柱距
=1.8×3+0.6×2+0.3×2=7.2m, 本设计统一取柱距为8.4m。
纵向：
4.8×2+0.5=10.1m，
柱子截面尺寸0.8m×0.8m，超出柱子（10.1-8.4）÷2-0.4=0.45m,为停车时提供视线参考，柱子一边用石膏板做装饰。
2.2层高设计
地下汽车库的层高，包括室内净高加上结构构件的高度。
根据我国《汽车库建筑设计规范》JGJ100-984.1.13汽车库室内小型车最小净高为2.2m的规定。
由于本工程采用的是框架结构体系,板层下还有布置一些通风换气设备管线,综合以上因素考虑,设计该地下车库负一层层高3.6m，负二层层高3.4m。
负一层主梁高1.2m，负二层主梁高0.8m，负一层净高2.4m，负二层净高2.6m，满足规范要求
2.3埋深设计
该地下车库地上为公园，种植各种花草树木，修建各种儿童娱乐设施,所以应根据规范保持一定覆土厚度，在设计中覆土厚度取2m。
2.4防火设计
由于是地下建筑，通风不好，防火设计是设计的关键，这就要求要有较好的防火措施。
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB500667-97
3.0.1车库的防火分类应分为四类，并应符合表3.0.1的规定。
3.0.3地下汽车库的耐火等级应为一级。
表3.0.1车库的防火分类
名称
类别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
数量
汽车库
＞300辆
151～300辆
51～150辆
≤50辆
修车库
＞15车位
6～15车位
3～5车位
≤2车位
停车场
＞400辆
251～400辆
101～250辆
≤100辆
注：
汽车库的屋面亦停放汽车时，其停车数量应计算在汽车库的总车辆数内。
该车库停车数量为430辆，大于300辆，防火分类属于一类，所以，该车库以一级耐火等级的防火要求设计，设置了防火卷帘和防火墙间隔，采用自动喷淋灭火设施及水幕防火设计。
2.4.1防火分区
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB500667-975.1.1规定地下车库防火分区最大允许建筑面积为2000㎡，该车库每一层划分为5个防火分区，负一层防火分区面积分别为1622.88㎡、1481.76㎡、1481.76㎡、1481.76㎡、
1622.88㎡，负二层防火分区面积分别为1834.56㎡、1693.44㎡、1764㎡、1693.44㎡、
1834.56㎡，面积均小于2000㎡，符合规范要求。
2.4.2安全疏散
地下车库的安全疏散，关系到人身安全，在设计时，应该特别重视。
1、疏散出口的个数
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB500667-97
6.0.2汽车库、修车库的每个防火分区内，其人员安全出口不应少于两个。
6.0.6汽车库、修车库的汽车疏散出口不应少于两个。
本设设计2个汽车疏散出口，每个防火分区内，设计2个出口。
2、安全疏散距离
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB500667-97。
6.0.5 汽车库室内最远工作地点至楼梯间的距离不应超过45m，当设有自动灭火系统时，其距离不应超过60m。
单层或设在建筑物首层的汽车库，室内最远工作地点至室外出口的距离不应超过60m。
经过计算，该汽车库内最远工作地点至楼梯间的最大距离为32.8m小于45m，符合规范规定。
3、汽车疏散出口的距离
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB500667-97。
6.0.10 两个汽车疏散出口之间的间距不应小于10m；两个汽车坡道毗邻设置时应采用防火隔墙隔开。
该地下车库两个汽车疏散出口之间的间距为142.8m大于10m，故符合规范要求。
4、疏散指示及事故照明设备
汽车库内应在每层出入口的显著部位设置标明楼层和行驶方向的标志，宜在楼地面上用彩色线条标明行驶方向和用10～15cm宽线条标明停车位及车位号。
在各层柱间及通车道尽端应设置安全指示灯。
汽车库内应根据行车需要设置标志灯、导向灯，汽车库的出入口宜设置指示汽车出入的信号灯和停车位指示灯。
2.4.3防烟和排烟要求
地下车库发生火灾时,产生大量的烟气和热量,如不能及时排除,就不能保证人员的安全撤离和消防人员扑救工作的进行,故需设置防、排烟设施,将烟气和热量及时排除。
1.排烟风量
排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次/h计算确定。
2.每个防烟分区应设置排烟口，排烟口宜设在顶棚或靠近顶棚的墙面上；排烟口距该防烟分区内最远点的水平距离不应超过30m。
3.排烟风机
排烟风机可采用离心风机或排烟轴流风机，并应在排烟支管上设有烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。
排烟风机应保证280℃时能连续工作30min。
排烟防火阀应联锁关闭相应的排烟风机。
2.5坡道设计
汽车库的坡道有直线型、曲线型，该车库坡道采用直线型。
根据《汽车库建筑设计规范》JGJ100-984.1.8 汽车库内当通车道纵向坡度大于10%时，坡道上、下端均应设缓坡。
其直线缓坡段的水平长度不应小于3.6m，缓坡坡度应为坡道坡度的
1/2。
曲线缓坡段的水平长度不应小于2.4m，曲线的半径不应小于20m，缓坡段的中点为坡道原起点或止点。
该车库纵向坡度分别为9.4%，7.86%，均小于10%，所以不需要设置缓坡。
根据《汽车库建筑设计规范》JGJ100-98
1.0.4 汽车库建筑规模宜按汽车类型和容量分为四类并应符合汽车库建筑分类表
的规定。
汽车库建筑分类
规模
特大型
大型
中型
小型
停车数（辆）
＞500
301～500
51～300
＜50
3.2.4 大中型汽车库的库址，车辆出入口不应少于2个；特大型汽车库库址，车辆出入口不应少于3个，并应设置人流专用出入口。
各汽车出入口之间的净距应大于15m。
出入口的宽度，双向行驶时不应小于7m，单向行驶时不应小于5m。
该车库共有430个车位，根据分类属于大型车库，设计两个车辆出入口，出入口的净距为142.8m大于15m；出入口坡道的宽度为7.6m，按双车道设计,故设计符合规范要求。
2.6防水设计
防水工程设计是地下工程设计的重要内容,所以必须重点考虑本工程的顶板防水,此工程顶板防水采用的是SBS改性沥青防水层的柔性防水。
地基底板与边墙均采用防水混凝土，根据《地下工程防水技术规范》GB50108—20084．1．4防水混凝土的设计抗渗等级，应符合表4．1．4的规定。
本工程埋深10.5m,故混凝土抗渗等级为P8。
3结构设计
3.1板的设计
3.1.1负一层顶板的设计
1、荷载计算
（1）板厚的确定:
按规范要求,现浇双向板的厚度h与跨度l0的最小比值：
连续梁式板>=1/50,h=8400mm×1/50=168mm，因荷载较大，板厚取300
mm。
（2）恒载标准值
2000mm土层厚 2×20=40kN/m2
面层：
30mm厚水泥砂浆面层 0.03×20=0.6kN/m2
防水层：
SBS防水卷材 0.4kN/m2
找平层：
20mm厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4kN/m2
保温层：
200mm厚加气混凝土 0.2×9=1.8kN/m2
板自重：
300mm厚现浇混凝土楼板 0.3×25=7.5kN/m2
板底抹灰：
15mm厚白灰抹灰 0.015×17=0.255kN/m2
k1
合计g =50.955kN/m2
（3）活荷载标准值：
q=3kN/m2
（4）荷载组合
n
①由可变荷载效应控制的组合
S=r0（rGSGk+rQ1SQ1k+årQiyciSQik）
i=2
=1.0×（1.2×50.955+1.4×3）=65.346kN/m2
n
②由永久荷载效应控制的组合
S=r0（rGSGk+årQiyciSQik）
i=2
=1.0×（1.35×50.955+0.7×1.4×3）
=71.73kN/m2>34.344kN/m2
因此永久荷载起控制作用
g+q=1.35×50.955+0.7×1.4×3=71.73kN/m2
g'=g+q=1.35×50.955+0.5×0.7×1.4×3=70.26kN/m2
2
q'=q=1.47kN/m2
2
图3.1板的受力图
③ 取板的计算宽度为1m，按端支座是固定的五跨等跨连续双向板计算。
计算弯矩的计算，根据《混凝土结构设计》附录查得弯矩系数，混凝土的泊桑比m=0.2。
2、按弹性理论计算
图3.2板的划分
（1）求各区格板跨内正弯矩时，按恒荷载均布及活荷载棋盘式布置计算，取
荷载：
'
q 2 '
q 2。
g=g+ =70.26kN/m
2
,q= =1.47kN/m
2
（2）在g'作用下各内支座均可视作固定，某些区格板跨内最大弯矩不在板的中心点处，在q'作用下，各区格板四边均可视作简支，跨内最大正弯矩则在中心点处，
计算时，可近视取二者之和作为跨内最大正弯矩值。
（3）在求各中间支座最大负弯矩（绝对值）时，按恒荷载及活荷载均满布各区格。
（4）支承梁截面尺寸的确定
根据经验，支承梁的截面高度h=l
14
～l,梁截面高度为（8400/14～8400/8）8
=（600～1050）mm，因荷载较大，取主梁h=1200mm,截面宽度
b=h～h=（1200/3～1200/2）=（400～600）mm,故取b=600mm，次梁
3 2
h=800mm,b=400mm.
（5）各区格板计算跨度的确定
A区格板：
lox=4200>1.1ln=1.1×（4200-500）=4180mm
故取lox=loy=4180mm。
B区格板
a b 300+400=4150mm
:
ln+ + =（4200-200-200）+
2 2 2 2
h b 300 400
ln+ + =（4200-200-200）+ + =4150mm
2 2 2 2
取lox=loy=4150mm
C区格板：
lox=4180mm，loy=4150mm
D区格板：
lox=4150mm，loy=4180mm
（6）A、B、C、D区格板的内力计算及计算简图如表3.1。
表3.1双向板的弯矩计算
区格
A
lox/loy
4.18m/4.18m=1
跨内
计算简图
m=0
mx
（0.0176×70.26+0.0368×1.47）kN/m2×（4.18m）2=22.55kN·m/m
my
（0.0176×70.26+0.0368×1.47）kN/m2×（4.18m）2=22.55kN·m/m
m=0.2
m（u）
x
（22.55+0.2×22.55）kN·m/m=27.06kN·m/m
m（u）
y
（22.55+0.2×22.55）kN·m/m=27.06kN·m/m
表3.1双向板的弯矩计算（续表）
支座
计算简图
m'
x
0.0513×71.73kN/m2×（4.18m）2=64.29kN·m/m
m'
y
0.0513×71.73kN/m2×（4.18m）2=64.29kN·m/m
区格
B
lox/loy
4.15m/4.15m=1
跨内
计算简图
m=0
mx
（0.0234×70.26+0.0368×1.47）kN/m2×（4.1m）2=28.55kN·m/m
my
（0.0234×70.26+0.0368×1.47）kN/m2×（4.1m）2=28.55kN·m/m
m=0.2
m（u）
x
（28.55+0.2×28.55）kN·m/m=34.26kN·m/m
m（u）
y
（28.55+0.2×28.55）kN·m/m=34.26kN·m/m
支座
计算简图
m'
x
0.0667×71.73kN/m2×（4.1m）2=80.43kN·m/m
m'
y
0.0667×71.73kN/m2×（4.1m）2=80.43kN·m/m
区格
C
loy/lox
4.15m/4.18m=0.99
跨内
计算简图
m=0
mx
（0.01784×70.26+0.03664×1.47）kN/m2×（4.15m）2=21.98kN·m/m
my
（0.02278×70.26+0.03848×1.47）kN/m2×（4.15m）2=27.86kN·m/m
m=0.2
m（u）
x
（21.98+0.2×27.86）kN·m/m=27.55kN·m/m
m（u）
y
（27.86+0.2×21.98）kN·m/m=32.26kN·m/m
支座
计算简图
m'
x
0.0
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