【正文】 某污水處理廠工程可行性研究報告 結(jié)構(gòu)設計 設計原則遵守國家現(xiàn)行標準、規(guī)范、規(guī)程，在滿足工藝要求的前提下，力求做到技術(shù)先進、安全可靠、經(jīng)濟合理、環(huán)境保護，盡量采用新材料、新技術(shù)。在滿足國家標準、規(guī)范的情況下，結(jié)合工程當?shù)貙嶋H情況，采用地方標準、規(guī)范和習慣做法。 地質(zhì)情況廠址位于五華區(qū)昌源北路（西邊小河）以西南，規(guī)劃科新路以東南。目前該地塊為堆土場，堆土以建筑垃圾為主，場地地貌為XX市湖積盆地東北部邊緣地段，原地形平坦，地形起伏，全場現(xiàn)狀堆土最高約12米。 設計標準及控制指標1）結(jié)構(gòu)設計使用年限為50年。2） 建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為γo=。3） 地基基礎設計等級為甲級。4） 抗震設計：i、建筑抗震設防分類為地下主體結(jié)構(gòu)、主要水處理建、構(gòu)筑物及綜合樓為乙類，其他為丙類；ii、地震作用計算采用的抗震設防烈度為8度，設計地震分組為第3組；iii、建筑場地類別為III類，反應譜特征周期Tg=，；iv、綜合樓及其相連負一層部份框架結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，抗震構(gòu)造措施的抗震等級為一級，其余框架結(jié)構(gòu)抗震等級為二級。5）地下室底板及側(cè)壁防水等級為二級；地下室頂板防水等級為一級；耐火等級為一級。6） 環(huán)境類別及作用等級：與土壤、水接觸的地下主體結(jié)構(gòu)的外墻，底板及頂板的迎水面為二（a）類，貯水構(gòu)件如水池池壁及底板內(nèi)側(cè)的迎水面為五類，MBR膜池部分處于強酸堿環(huán)境構(gòu)件為 VE類，綜合樓室內(nèi)結(jié)構(gòu)為一類，屋面層為二a類。7） 構(gòu)件撓度允許值：電動吊車梁[f]=1/600，屋蓋、樓蓋梁：計算跨度﹤7m時[f]=1/200，7m≤計算跨度≤9m時[f]=1/250；裂縫寬度允許值：室內(nèi)正常環(huán)境[wmax]=，露天、室內(nèi)高濕度環(huán)境、與無侵蝕性的水和土壤直接接觸的環(huán)境及貯水構(gòu)筑物[wmax]=，處于強酸堿環(huán)境構(gòu)件為[wmax]=。8） 鋼筋保護層厚度：地下主體結(jié)構(gòu)的外墻：a=50(迎水面)；內(nèi)池壁：a=35（迎水面）；梁柱a=40；底板上層：a=35；建筑物基礎、地梁:a=40，其余梁柱:a=30，樓板、屋面、樓梯:a=20。 結(jié)構(gòu)荷載1）樓面活荷載及附加恒載，詳下表：類 別活 載(kN/m2)附加恒載(kN/m2)備 注地下室底板（構(gòu)筑物區(qū)）按實取附加恒載未包括二次砼。地下室底板（設備區(qū)）活載為暫定，設計時應將動荷載換算成靜荷載后按《規(guī)范》附錄B進行計算；附加荷載已考慮防水。地下室底板（操作區(qū)）地下室中板（構(gòu)筑物區(qū)）按實取地下室中板（設備區(qū)）活載為暫定，設計時應將動荷載換算成靜荷載后按《規(guī)范》附錄B進行計算。地下室中板（操作區(qū)）地下室中板（車道）運泥車活載按單向板樓蓋取值，亦適用于滿載總重為250kN的大型車輛；。地下室頂板（構(gòu)筑物區(qū)）按實取附加荷載已考慮防水。地下室頂板（景觀區(qū)）。地下室頂板（ 車道），消防車活載考慮覆土擴散效應后取值。地下室頂板（建筑物區(qū)）考慮施工活載；活載和恒載分別按有/無覆土考慮廳、房走廊、樓梯按消防樓梯考慮。衛(wèi)生間考慮沉箱400，回填料按20kN/m2計算機房陽臺資料室上人屋面不上人屋面屋頂花園注：非固定隔墻荷載按《荷載規(guī)范》計算。2） 樓面線荷載i、隔墻按灰砂磚考慮，容重為18kN/m3，計算如下：①實墻線荷載：（18厚度+1）（層高梁高）；②開窗處隔墻線荷載按實墻計算；③開門處隔墻線荷載按實墻計算。ii、陽臺欄桿、。iii、飄窗臺及飄板按實計算后。iv、 樓面開洞鋼格板荷載按實計算。3） 吊車荷載：由廠家提供，或參考相關(guān)《吊車》資料。4） 雪荷載：基本雪壓ωo=。5） 風荷載：基本風壓ωo=，地面粗糙度為B類。6） 水土荷載：采用水土合算和水土分算兩種情況，構(gòu)筑物水壓力按池內(nèi)最高水位計算。7）抗浮設計水位標高為：，采用自重+抗拔樁進行抗拔。 結(jié)構(gòu)材料1）地下主體結(jié)構(gòu)：底板、外墻、頂板的防水混凝土強度等級為C35，抗?jié)B等級為P8；MBR膜池的內(nèi)、外墻、底板及廢液池其余部位采用普通混凝土強度等級為混凝土強度等級為C50，抗?jié)B等級為S8；其它部位的混凝土強度等級為C30；二次填充砼強度等級為C25，墊層素砼強度等級為C15。其他建（構(gòu)）筑物：采用普通混凝土，混凝土強度等級為C30，抗?jié)B等級S6。2） 砌體：地下主體結(jié)構(gòu)的填充墻強度等級采用MU15灰砂磚砌體，；綜合樓，地面樓梯間及通風口等建構(gòu)筑物的填充墻室外地面以下采用MU15灰砂磚砌體，用M10水泥砂漿砌筑，室外地面以上部位則采用A10加氣混凝土砌塊。3） 鋼筋：直徑＜12mm用HPB300級鋼（），fy=270MPa；直徑≥12mm 時用HRB400級鋼（），fy=360MPa。（采用的普通鋼筋應符合抗震性能指標）4） 鋼材及焊條：采用Q235B鋼，焊條采用E43型。5） 水泥：；。 結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容 基坑支護結(jié)構(gòu)設計1） 設計概述，參考鉆孔揭示的地質(zhì)條件、結(jié)合大面積基坑支護的地區(qū)經(jīng)驗，擬采用降土+排樁+錨索的支護形式。2） 結(jié)構(gòu)計算i、計算軟件:《理正深基坑支護》。ii、荷載取值①土壓力：根據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ 12099），多支點排樁采用如下土壓力計算模式：基坑底上部主動側(cè)（迎土側(cè)）按主動土壓力進行計算，基坑底下部考慮兩側(cè)土壓力相抵后形成矩形土壓力荷載，并在被動側(cè)（基坑側(cè)）計入一組彈性支撐（即地層抗力）；②水壓力：地下水位按實際地下水位計且水壓力不折減；③地面超載取20kPa。iii、計算分析結(jié)構(gòu)計算按施工過程和使用期間分別計算，施工過程階段按增量法原理進行內(nèi)力計算,計算時計入結(jié)構(gòu)的先期位移值以及支撐的變形,按“先變形后支撐”的原則進行結(jié)構(gòu)分析，最終的位移及內(nèi)力值應是各階段之累加值，采用水土合算計算嵌固深度,水土分算計算圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)力，樁內(nèi)力計算時采用彈性支點法，土的水平抗力系數(shù)按M法確定。3） 施工圖設計i、擬定基坑主要構(gòu)件尺寸見表圍護結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)表項目圍護結(jié)構(gòu)基坑深度樁身直徑材料C30鋼筋混凝土樁距圍護樁嵌固深度~支錨參數(shù)道數(shù)1~5材料C30鋼筋混凝土截面第一道 鋼絞線，L=32m第二道 鋼絞線，L=36m第三道 鋼絞線，L=第四道 鋼絞線，L=第五道 鋼絞線，L=水平間距@@ii、止水措施：止水措施擬采用φ600mm@400mm長螺旋深層攪拌樁，單排布置，在基坑周邊形成一道封閉止水帷幕。iii、坑內(nèi)加固措施：對于局部坑底地質(zhì)為泥炭土及淤泥質(zhì)土處，采用雙排φ600mm攪拌樁加固，以提高基坑內(nèi)被動土壓力區(qū)抗力。iv、基坑監(jiān)測項目 a. 地表沉降量測；b. 周圍建筑物不均勻沉降量測；c. 深基坑周圍土體側(cè)移量測；d. 圍護結(jié)構(gòu)水平位移量測；e. 錨索拉力量測；f. 土壓力量測。 地基基礎設計1） 地基承載力計算：i、主體結(jié)構(gòu)（地下建筑及綜合樓部分）主體結(jié)構(gòu)采用全地下式設計方案，主要單體有預處理系統(tǒng)、MBR生化系統(tǒng)、鼓風機房、脫水機房、膜洗加藥間及加氯間、除磷加藥間、排水泵井、變配電、通風及除臭、綜合管線、消防系統(tǒng)以及綜合樓（含發(fā)電機房、倉庫等），短向?qū)挾燃s為113m，大體呈長方形布置。地下建筑為二層，（），，~。綜合樓為三層框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)初步計算主體結(jié)構(gòu)（地下建筑）的自重及覆土總重：；頂板和負一層的總活載：91392kN。地基承載力P= ；根據(jù)提供初步地勘資料，主體結(jié)構(gòu)底板埋置于粘土層~亞粘土層，地基承載力特征值為160kPa，能滿足地基承載力要求。ii、接觸消毒池、門衛(wèi)部分：這部分單體荷載不大，地基承載力較小，采用復合地基基礎，通過地基處理能保證地基承載力滿足要求。iii、道路及管線：場地內(nèi)的道路、管基等體量較小的構(gòu)筑物，主要問題是土層固結(jié)變形及土層的承載力，考慮采用天然基礎，部分地質(zhì)較差段擬采用換填處理，滿足承載力的要求。2） 地基變形計算本工程主體結(jié)構(gòu)為二層地下建筑工程，底板基礎面積大、埋置深,主體結(jié)構(gòu)總荷載小于或與卸土荷載重量相近，地基沉降變形將僅由地基回彈再壓縮變形決定，由此計算地基沉降變形中，建筑物荷重增加到一定程度時，基礎仍然有沉降變形，即回彈再壓縮變形；由于主體結(jié)構(gòu)的底板地基壓力不均勻，造成局部沉降差，容易造成底板開裂，通過采用局部加強底板配筋，同時充分利用抗拔樁的作用保證結(jié)構(gòu)安全。另外根據(jù)工程經(jīng)驗采用多道施工后澆帶（兼作溫度應力后澆帶）解決主體結(jié)構(gòu)的不均勻沉降。3） 主體結(jié)構(gòu)抗浮計算根據(jù)提供的資料，，主體結(jié)構(gòu)的埋深在12~，采用自重+抗拔樁進行抗浮。經(jīng)試算采用長螺旋鉆孔灌注混凝土樁作為永久抗拔樁，樁徑為800mm，有效樁長約17m，單樁抗拔承載力特征值為830kN。通過調(diào)整抗拔樁的間距保證主體結(jié)構(gòu)的整體抗浮和局部抗浮的安全。本工程主體結(jié)構(gòu)采用明挖法施工，在施工期間應采取有效的抗浮措施：基坑開挖至設計標高后，地下水位應降至主體結(jié)構(gòu)的底板最低高程500mm以下，降水作業(yè)要求持續(xù)至主體結(jié)構(gòu)完成且基坑土回填完畢；施工期間應做好雨季的防雨措施，施工單位應根據(jù)實際情況采取臨時壓重或回灌水措施保證主體結(jié)構(gòu)抗浮安全。 主體結(jié)構(gòu)設計1） 設計概述地下主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，主要由底板、中板、頂板及壁板組成。i、樓蓋選型a. 底板采用平板式，即無梁樓蓋，主要基于以下幾點原因：①作為貯水構(gòu)筑物底板，具雙重功能；②主體結(jié)構(gòu)的筏板基礎，根據(jù)：①底板抗彎、抗沖切承載力的要求；②底板裂縫驗算要求；③作為池體側(cè)壁固定支座的剛度要求，底板需要較大抗彎剛度；④底板的抗?jié)B要求，底板的最大埋深約15m，由于污水廠的特殊性，最大作用水頭與結(jié)構(gòu)厚度比值應按規(guī)范取低值；⑤抗浮要求，本工程是自重+抗拔樁，無論是自重還是抗拔樁錨固長度都要求底板具備一定的厚度；⑥由于工期要求，底板施工預計安排于雨季進行，梁板式筏基的地模易積水和垃圾，模板工程、鋼筋工程及防水工程復雜，工期較長。b. 中板主要為操作區(qū)，根據(jù)：①除車道及設備區(qū)外，樓面荷載較??；②生化池及膜區(qū)工作區(qū)設置了大量的檢修孔洞，孔洞的設置大大削弱了樓板剛度，洞口需進行加固或布置次梁；③生化池縱橫布置了導流墻、隔流墻，而且部份墻體偏離柱網(wǎng)，分割了池面板塊，因此中板采用主次梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆樓蓋。c. 頂板主要為景觀區(qū)，根據(jù)：①《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 501082008）“防水砼結(jié)構(gòu)厚度不小于250mm”；②，樓板荷載較大；③設備專業(yè)在樓板底敷設大量風管及設備線管，樓板宜少布置梁，因此首層采用主梁大板結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆樓蓋。ii、初定構(gòu)件尺寸：框架柱截面尺寸為600mm600mm；底板采用無梁樓蓋，板厚為1200mm；中板采用單向板主次梁樓蓋，車道部分為250mm，其余板厚為120mm，局部150mm，單向板長向方向主次梁截面尺寸為250mm600mm，短向主梁截面尺寸為300mm800mm；頂板采用主梁大板樓蓋，板厚為300mm，主梁截面尺寸為350mm1000mm，外墻厚度為600mm/1000mm（負一層/負二層）。2） 結(jié)構(gòu)計算i、計算軟件①整體建模及計算：PKPM版結(jié)構(gòu)計算軟件。②樓板、外墻計算及梁的撓度及裂縫驗算：。③底板及外墻受力性狀驗算：Midas/Gen及Sap2000。ii、計算參數(shù)（PKPM版）①恒活載計算信息：模擬施工加載3。②墻元細分最大控制長度：1m。③采用剛性樓板假定，樓面開洞多及有跨層柱時配筋計算不采用剛性樓板假定。④考慮偶然偏心，考慮雙向地震扭轉(zhuǎn)效應。⑤周期折減系數(shù)：。⑥柱、基礎設計時活載不折減，抗浮計算時不考慮活載作用。⑦地下室土層m值：3MPa。⑧，（地下室頂板梁不調(diào)幅）。⑨特殊構(gòu)件定義角柱、轉(zhuǎn)換梁、框支柱等。iii、計算結(jié)果控制（PKPM版）①振型數(shù)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90％。②以扭轉(zhuǎn)為主的第一周期與以平動為主的第一周期的比值≤。③地震及風荷載作用下層間位移角（不考慮偶然偏心之外）≤1/550（框架結(jié)構(gòu)）。 ④位移比（考慮偶然偏心）（）。⑤等效側(cè)向剛度比(SATWE/總信息/Ratx1)（相鄰層剛度變化大于70%或連續(xù)三層變化大于80%即側(cè)向剛度不規(guī)則）。⑥層受剪承載力不小于80％（樓層承載力突變）。⑦剛重比≥。⑧抗傾覆驗算：零應力區(qū)不得大于0%。⑨框架柱軸壓比限值：。3） 施工圖設計i、板配筋①當板設計采用彈性法時，底筋按計算結(jié)果配筋，面筋宜按最小配筋率雙向拉通，支座按計算結(jié)果另加面筋，板筋間距宜取75mm/150mm、100mm/200mm（另加鋼筋/拉通鋼筋）。②當板設計采用塑性法時。板筋用HRB400級鋼時，塑性法計算后，支座彎矩（或鋼筋量）放大系數(shù)，跨中彎矩不調(diào)整；板筋用HPB300級鋼時，塑性法計算后，支座彎矩，跨中彎矩不調(diào)整，板筋間距取法同上。ii、梁配筋①縱筋：，以減少鋼筋數(shù)量，方便施工；連續(xù)梁底筋采用原位標注，以免漏配。：二級抗震時，貫通筋應不少于2φ14或梁頂面、底面兩端縱向配筋面積（AS）的1/4，貫通中柱的縱向鋼筋不應大于矩形截面柱在該方向截面尺寸或所在位置圓形截面柱弦長的1/20，縱筋配筋率ρ≤%；跨度L≤3m面筋全部貫通；跨度為3＜L≤7m，貫通筋為max[(2φ14)amp。( 1/4AS)] ；跨度為L＞7m，貫通筋為max[(216)amp。( 1/4AS)] ；貫通筋按( 1/4AS)配時，直徑盡量與支座面筋統(tǒng)一。：跨度L≤3m面筋全部貫通；跨度為3＜L≤7m，架立筋為2φ12；跨度為L＞7m，架立筋為2φ14。②箍筋：縱筋配筋率ρ≥%時，箍筋最小直徑數(shù)值應增大一級，集中荷載處