1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 1、前言 随着城市人口和车辆的日趋增加，停车难成为越来越令都市人头疼的问题，在汽车拥有量快速增长和城市土地资源严重不足的背景下，为了满足停车需求的同时而不影响城市形象，停车用地向地下发展。同时为了合理开发和利用地下空间，大量高层建筑被要求建造一层或几层地下停车场或地下室来满足人们生活的需要。 地下建筑与地面建筑结构相比，在计算理论和施工方法两方面都有许多不同之处。其中，最主要的是地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂。这是因为地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。所以，在地下建筑结构设计中除了要计算因素多变的岩土压力之外，还要考虑地下结构与周围土体的共同作用。 2、地下建筑结构荷载的种类 作用在地下建筑结构上的荷载，按其存在状态，可以分为静荷载、动荷载和活荷载等三类。 （1）静荷载：是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载，如结构自重、岩土体压力和地下水压力等。 （2）动荷载：要求具有一定防护能力的地下建筑物，需考虑原子武器和常规武器爆炸冲击波压力荷载，这是瞬时作用的动荷载；在抗震区进行地下结构设计时，应按不同类型计算地震波作用下的动荷载作用。 （3）活荷载：是指在结构物施工和使用期间可能存在的变动荷载，其大小和作用位置都可能变化，如地下建筑物内部的楼面荷载、吊车荷载、落石荷载、地面附近的堆积物和车辆对地下机构作用的荷载以及施工安装工程中的临时性荷载等。 （4）其他荷载：使结构产生内力和变形的各种因素中，除有以上主要荷载的作用外，通常还有：混凝土材料收缩受到约束而产生的内力等 3、地下结构类型 地下结构可以分为两大类：一类是修建在土层中的地下结构；另一类是修建在岩层中的地下结构。 （1）土层地下结构： ①浅埋式结构：覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件。 ②附建式结构：是房屋下面的地下室，一般有承重的外墙、内墙（地下室作为大厅用时则为内柱）和板式或梁板式顶底板结构。 ③沉井（沉箱）结构：沉井施工时需要在沉井底部挖土，顶部出土，故施工时沉井为一开口的井筒结构，水平断面一般做成方形，也有圆形，可以单孔也可以多孔，下沉到位后再做底顶板。 ④地下连续墙结构：先建造两条地下连续墙，然后在中间挖土，修建底板、顶板和中间楼层。 ⑤盾构结构：盾构推进时，以圆形最适宜，故常采用装配式圆形衬砌，也有做成方形或半圆形的。 ⑥沉管结构：一般做成箱型结构，两端加以临时封墙，托运至预定水面处，沉放至设计位置。 （2）岩石地下结构： ①拱形结构：跨越能力较大，但由于它是一种推力结构，对地基要求较高。 ②喷锚结构：在地下建筑中，可采用喷混凝土、钢筋网喷混凝土、锚杆喷混凝土或锚杆钢筋网混凝土加固围岩。这些加固形式统称为喷锚结构。 ③穹顶结构：穹顶结构是一种圆形薄壁结构。 ④连拱隧道结构：连拱结构主要适用于洞口地形狭窄，或对俩洞间距有特殊要求的中短隧道。 ⑤复合衬砌结构：复合支护结构通常由初期支护和二次支护组成，防水要求较高时须在初期支护和俩次支护间增设防水层。 4、地下结构设计主要内容 地下结构设计分两个阶段：初步设计；技术设计（包括施工图）。 （1）初步设计内容： ①工程等级和要求，以及静、动荷载标准的确定 ②确定埋置深度与施工方法； ③初步设计荷载； ④选择建筑材料； ⑤选定结构形式和布置； ⑥估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸； ⑦绘制初步设计结构图； ⑧估算工程数量及财务概算。 （2）技术设计主要内容： ①计算荷载：求出作用在结构上的各种荷载值； ②计算简图：拟定出恰当的计算图式； ③内力分析：选择结构内力计算方法，得出控制截面的内力； ④内力组合：对最不利的内力组合，求出各控制截面的最大设计内力值； ⑤配筋设计：计算得出受力钢筋，并确定分布钢筋与架立钢筋； ⑥绘制结构施工详图：结构平面图，结构构件配筋图，节点详图，内部设备的预埋件图等。 ⑦材料、工程数量和工程财务预算 5、地下结构设计原则 主要有以下几点： （1）选择工程地质和水文地质条件良好的地方。 地下建筑的规划设计，必须以完整、准确的地质勘测资料为依据，充分利用有利的地质条件，避开不利因素。在土层中布置地下建筑，应选择具有一定承载力的、土质比较均匀的较厚土层，避开回填层、淤泥层、流砂等地段；在岩石中则应选择岩性均一、构造简单、石质坚硬的较厚岩层，避开断层、破碎带、地震带和不稳定的边坡等。在平原地区，应注意地下水位及其变化情况直接影响到地下建筑的埋置深度、构造措施和施工方法；在山区，应根据岩层裂隙水的水量和涌水位置，组织地下建筑的排水系统，并注意地表水的疏导和山洪的排泄。 （2）保证必要的防护能力。 虽然地下建筑本身在不同程度上具有对各种武器的防护能力，但对于军用建筑和防空工程，还应按照规定的防护等级，对不同武器的各种效应，进行全面的防护设计，布置各种防护设施，使建筑结构和防护设施以及各种孔、口具有相应的防护能力，要重点保证建筑物出入口部位的安全。 （3）创造适宜的内部环境。 地下空间的内部环境包括空气的温度、湿度、清洁度、噪声的强度、灯光的照度、室内色彩等方面。适宜的空气环境主要靠完善的通风设计来保证；隔声和吸声措施的适当使用，可以把噪声强度控制在允许范围内。建筑处理如内部空间组合的完整和变化，材料质感的统一和对比，室内色彩的丰富和谐调等，都有助于创造良好的内部环境，消除地下环境对人的不良的生理和心理影响。 （4）为结构设计和施工创造有利条件。 地下结构设计的主要特点是荷载大，因此在建筑设计中，从平面布置、柱网选择、层高确定等方面，都应为结构设计的经济、合理创造条件。地下建筑的施工比较复杂，在设计中应为简化施工、缩短工期和采用先进的施工技术创造有利条件，并尽可能减少施工期内对地面上正常活动如交通等的影响。 6、地下结构基础类型 （1）独立基础(单独基础) ①柱下单独基础。单独基础是柱子基础的主要类型。 ②墙下单独基础。墙下单独基础是当上层土质松软，而在不深处有较好的土层时，为了节约基础材料和减少开挖土方量而采用的一种基础形式。 （2）条形基础 ①墙下条形基础 条形基础是承重墙基础的主要形式。当上部结构荷载较大而土质较差时，可采用钢筋混凝土建造，墙下钢筋混凝土条形基础一般做成无肋式；肋式的条形基础条件：地基在水平方向上压缩性不均匀，为了增加基础的整体性，减少不均匀沉降。 ②柱下钢筋混凝土条形基础 当地基软弱而荷载较大时为增强基础的整体性并节约造价，可做成钢筋混凝土条形基础。 （3）柱下十字交叉基础 荷载较大的高层建筑，如土质较弱，可做成十字交叉基础。 （4）片筏基础 如地基基础软弱而荷载又很大，采用条形基础仍不能满足要求或相邻基槽距离很小时，可用钢筋混凝土做成整块的片筏基础。按构造不同它可分为平板式和梁板式两类。 （5）箱形基础 它的主要特点是刚性大，减少了基础底面的附加应力，因而适用于地基软弱土层厚、荷载大和建筑面积不太大的一些重要建筑物，目前高层建筑中多采用箱形基础。 （6）桩基础 ①按桩的使用功能 a竖向抗压桩：是使用最广泛、用量最大的一种桩。提高地基承载力和减少地基沉降量 b竖向抗拔桩：随着浅埋的地下结构（如地下停车场）的大量兴建，这类桩的使用也越来越广泛，用量往往很大。 c水平受荷桩：主要承受水平荷载，最典型的是抗滑桩和基坑支挡结构中的排桩 d复合受荷桩：其竖向、水平荷载均较大。 ②按承载性状分类 a端承桩 是指在极限承载力状态下，桩顶荷载基本由桩端阻力承受。 b摩擦桩 在极限承载力状态下，桩顶荷载基本由桩侧阻力承受，是一种最常用的桩 ③按桩身的材料不同 a混凝土桩 可以预制也可以现浇。根据设计，桩的长度和截面尺寸可任意选择。 b钢桩 按照断面形状可分为钢管桩、钢板桩、型钢桩和组合断面桩。较易打入土中，由于挤土少对地层扰动小，但是造价较高，抗腐蚀性差，需做表面防腐处理。 c木桩 目前已很少使用，只在某些加固工程或能就地取材临时工程中使用。在地下水位以下时，木材有很好的耐久性，而在干湿交替的环境下，极易腐蚀。 d组合材料桩：种类很多，不断有新类型出现。 ④按桩直径大小分 a小直径桩：d≤250mm b中等直径桩：250mmd800mm c大直径桩：d≥800mm ⑤按成桩方法分类 a非挤土桩：预先取土成孔，成孔的方法是用各种钻机钻孔或人工挖孔。 b挤土桩：主要是预制桩。将预制桩用锤击、震动或者静压的方法置入地基土中。 c部分挤土桩：开口的沉管取土灌注桩，先预钻较小的孔径的钻孔，然后打入预制桩，打入式敞口的管桩等都属于部分挤土桩。 ⑥按制作工艺分 a预制桩 钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制，用锤击打入、振动沉入等方法，使桩沉入地下。 b灌筑桩 又叫现浇桩，直接在设计桩位的地基上成孔，在孔内放置钢筋笼或不放钢筋，后在孔内灌筑混凝土而成桩。 与预制桩相比，可节省钢材，在持力层起伏不平时，桩长可根据实际情况设计。 7、地下车库的设计规范 地下车库的汽车坡道,是地下车库重要组成部分,是连接地下车库室外和室内,地上与地下的竖向交通枢纽。合理布置地下汽车库坡道,做好汽车坡道设计,在整个地下车库设计中非常重要。 （1）总平面设计 地下车库在总平面中的位置，应以方便进出，与人行道严格分离，远离场地主干道为原则，汽车坡道的位置应尽可能靠近出入口，以减小汽车噪声影响及夜晚汽车光线干扰。 （2）平面设计 汽车坡道按平面形式可分为直线坡道、曲线坡道、直线曲线混合坡道、螺旋坡道(二层以上)等。 平面设计中因曲线坡道对驾车司机视线有影响，所以应尽量多采用直线坡道，少采用曲线坡道。混合坡道中，直线和曲线相接部分一定要是相切的关系，不应有折线。 （3）汽车坡道做法设计 汽车坡道的做法从面层上区分有混凝土坡道、水泥金钢砂防滑坡道、铺台工砖坡道、花岗岩坡道、环氧防滑涂料坡道等几种。汽车坡道面层的主要做用是防滑。 参考文献： [1] 陈国兴，樊良本.基础工程学[M].南京：中国水利水电出版社，2002 [2] 赵志缙，赵帆.高层建筑施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2005 [3] 袁聚云，李镜培，陈光敬.土木工程专业毕业设计指南[M]，北京：中国水利水电出版社，1999 [4] 张忠亭，丁小学.钻孔灌注桩设计与施工[M]，北京：中国建筑工业出版社，2007 [5] 白玉兰.工程水文地质学[M]，北京：中国水利水电出版社，2002 [6] 陈国兴、樊良本.土质学与土力学[M]，南京：.知识产权出版社，2002 [7] 朱合华.地下建筑结构[M]，北京：中国建筑工业出版社，2006 [8]《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94） [9]《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002） [10]《建筑变形测量规程》(JGJ-T8-97). [11]《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003). [12]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） [13]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-99） [14]《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001） [15]《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版） [16]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2010年版） [17]《地下工程防水技术设计规范》（GB50108-2008） [18]《混凝土结构平面表示法制图规则和构造详图》（03G101-1、04G101-3）
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1、工程概况 2013XP02地块包括B9、B10两个地块，由一栋21层的高层办公主楼、一栋29层的高层办公楼和三层整体地下室组成，用地面积约7881.534m2，建筑面积约115112.78 m2。拟建物的设计情况详见下表1。 表1拟建物设计情况一览表
注：地下室底板厚度暂按0.5m计，从设计0.000标高算起，B9地块基坑深度暂按14.5m，基坑底面高程为4.45m；B2地块基坑深度暂按12.45m，基坑底面高程为4.45m。 各拟建物的变形控制要求为： ①高层主楼的基础的平均沉降量不超过200mm ，高层主楼地基变形由整体倾斜控制，B9地块高层主楼整体倾斜允许值为0.0025；B10地块高层主楼整体倾斜允许值为0.002。 ②商业及纯地下室的地基变形由差异沉降控制，差异沉降允许值为0.002l（l为相邻柱基中心距）。 2、场地条件 （1）工程地质条件 ①场地位置、地形地貌与环境条件 拟建场地位于厦门市翔安区马池塘村西侧，新村中路的西面，原始地貌单元属于坡洪积台地。场地现为空地，总体地势呈北高南低的趋势。钻探时的地坪高程为15.44~19.25m（以孔口高程计，下同）。 拟建场地北、西、南侧为已建道路，隔路为建设用地；东侧为2013PX09地块，2013XP02地块与2013PX09地块之间为规划道路，现为空地。场地北面隔已建道路（规划六路）的场地正进行地下室基坑施工，其余地块尚未动工，均为空地。 场地内无架空电线通过，也未见有明显的地下埋设物标志，但场地周边既有道路有较多的地下管线铺设，建议施工前应向有关方面对施工影响区域的地下管线情况作进一步了解，采取必要防护措施，确保顺利施工。 总之，该场地位于新开发地段内，周边距离建筑物较远，交通便利，但场地周边既有道路有较多的地下管线铺设，工程环境条件一般。 ②岩层特征 根据钻探揭露，结合已有地质资料，本场地分布的岩土层按地层年代及成因可分为六个工程地质层，各层内再分别按成因、土质类别或风化差异程度划分若干亚层。具体分层情况如下： （1）第四系全新统人工填土层（Q4ml）： ①素填土 （2）第四系全新统坡洪积层（Q3dl pl）： ②粉质粘土 （3）第四系花岗岩残积土（Qel）： ③残积砂质粘性土 （4）燕山晚期岩浆岩风化层（γ52（3）c），按风化程度差异分为3个亚层，具体分层如下： ④全风化花岗岩 ⑤-1散体状强风化花岗岩 ⑤-2碎块状强风化花岗岩 ⑥中风化花岗岩 上述各岩土层的分布和厚度变化情况详见《工程地质剖面图》及《钻孔平面位置图》。各岩土层的岩性特征概述如下： ①素填土：褐黄、灰黄色，松散~稍密，稍湿，新近回填，主要由粘性土组成，局部含碎石，车载填筑，未经专门压实处理，尚未完成自重固结。 ②粉质粘土：黄、黄红、砖红色，少部分地段为浅灰、灰黄、灰白色，可塑~硬塑状，湿，成分主要为粘、粉粒和石英质砂粒，无摇振反应，切面较光滑，切面稍光滑，干强度较高，韧性较高。 ③残积砂（砾）质粘性土：灰黄、褐黄色、砖红色、暗红色等，可塑~硬塑，湿，母岩为花岗岩，长石已风化成粘土矿物，微具原岩残余结构，无摇振反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性一般。岩芯手捏易散，泡水易崩解、软化。 ④全风化花岗岩：黄、褐黄色，硬塑，湿，主要矿物成分为石英、长石，长石已基本风化成粘土矿物，杆长修正后标贯击数N≥30击，岩石风化剧烈，岩体极破碎，散体状结构，若芯呈硬土状，浸水易崩解、软化，岩体基本质量等级为V级。 ⑤-1散体状强风化花岗岩：黄、灰黄、褐黄、黄白色，硬塑~坚硬，湿，主要矿物成分为石英、长石，长石已大部分风化成粘土矿物，杆长修正后标贯试验击数N≥50击，岩芯手捏易散或可折断，浸水易崩解、软化，岩体风化剧烈，极破碎，散体状结构，岩芯呈砂砾状， RQD=0，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。 ⑤-2碎块状强风化花岗岩：黄、褐黄、灰黄色，主要矿物成分为石英、长石，长石部分风化成粘土矿物，标贯测试表现为反弹，岩石风化剧烈，极破碎，碎裂状结构，岩芯呈碎块状，RQD=0，岩体基本质量等级为V级。 ⑥中风化花岗岩：灰白、灰黄色，岩石成份主要为长石、石英及少量暗色矿物，岩体较破碎~较完整，钻探岩芯多呈短柱状、柱状，少部分为块状，节理裂隙较发育，裂隙面大多呈闭合状，并见有铁锰质渲染现象。岩芯RQD大多为50~80%左右，局部为30%左右，嵌镶碎裂或裂隙块状结构，属较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ~Ⅳ级。 （2）场地水文地质条件概况 ①地下水埋藏条件及类型、含水层的透水性及富水性 拟建场地地下水主要赋存和运移于残积砂质粘性土③及各风化岩带的孔隙~网状裂隙中的潜水~弱承压水；其次为填土层①中的上层滞水，该场地地下水量较贫乏。 ②地下水位及其变化幅度、抗浮设计水位 勘察期间为平水期，测得拟建场地内地下水稳定水位埋深约3.8~9.5m，高程9.36~12.52m。 根据厦门地区气候特征、场地地形地貌及周边排水条件，估计场地地下水位年变化幅度约3m左右。考虑到各方面因素，建议本工程地下室的防水和抗浮设计水位按设计室外地坪标高或周边道路路面标高（取二者的较低值）下0.5m考虑。 ③地下水的补给排泄和渗流状态 场地内地下水主要受大气降雨垂直下渗补给及相邻含水层内地下水的侧向径流补给。地下水通过蒸发及地下侧向径流等方式排泄。根据勘察期间统一量测地下水稳定水位标高，结合场地的地形地貌与周边的排水条件，地下水总体由东北向西南的趋势排泄（渗流）。 ④地下水和土对建筑材料的腐蚀性评价 该场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋：在长期浸水或干湿交替条件下均具微腐蚀性。该场地地下水位以上的土层对砼结构及钢筋砼结构中的钢筋均具微腐蚀性。 对该场地地下水和土的腐蚀性，设计应按国标《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）规定，采取相应的防腐蚀措施。 （3）项目需解决的问题 ①首先进行本项目纯地下车库体系方案的选择，为框架结构，且单柱最大承载力为7500KN，根据水文地质情况，对比各种基础，并选择合适的基础方案，最终确定本项目的使用方案。 ②进行基础设计计算、基础梁计算、地下室的抗浮计算、地下结构计算、相关荷载的选择、地下室外墙计算、地下室顶板计算、地下室负一层楼板计算、地下室框架计算。 ③选用合适的软件和程序进行电算，并将电算结果与计算结果进行对比分析。 ④作出地下结构平面布、地下室顶板配筋图、地下室负一层楼板配筋、地下室侧墙配筋图、基础平面布置图、筏板配筋大样图、相关大样图。 3、基础设计计算 （1）体系设计依据及方案选择 由于拟建地下结构场地面积较大，需要较大基础底面积来满足地基承载力要求；并且条形基础具有刚度大的优点，可以调整地基的不均与变形和改善建筑物的抗震性能；另外，筏板基础可以满足地下室设置连续底板的功能要求。虽然桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、优点，但是地下结构的柱荷载不大，采用桩基础不经济。综上所述该地下结构采用柱下条形基础。 （2）基础的设计与计算 由于该工程是纯地下结构，并不需要设置桩基础。地基选用的是较简便的柱下条形基础。本工程采用倒梁法进行计算分析。 ①根据地基基础的尺寸，使用承载能力极限状态下荷载效应基本组合进行基础的内力计算。 ②计算基底净反力分布，计算时应扣除基础自重，因其不会在基础梁中引起内力。基底净反力按下式计算：
③确定计算简图。 以柱端作为不动铰支座，以基底净反力为荷载，绘制多跨连续梁计算简图。 ④用弯矩分配法计算基底反力作用下连续梁的弯矩分布图、剪力分布图、和支座反力 。 ⑤调整与消除支座的不平衡 a求出不平衡力 ：
b将支座不平衡力的差值折算成分布荷载△q，均匀分布在支座相邻两跨的各1/3跨度范围内，分布荷载为 对边跨支座
对中间跨支座
c再次用弯矩分配法计算连续梁在△q作用下的弯矩△M、剪力△V和支座反力 将 叠加在原支座反力 上，求得新的支座反力 。若 接近于柱荷载 ，其差值小于20%，则调整计算可以结束。反之，则重复调整计算，直至满足要求精度的要求 ⑥叠加逐次计算结果，求得连续梁最终的内力分布。 （3）地下室的抗浮计算 ①确定抗浮水位，计算浮力Q等于地下结构在地下水位以下部分相同体积的水重
②抗浮稳定的验算 验算地下结构的抗浮稳定性，一般可用抗浮系数 表示：
4、地下结构计算： （1） 相关荷载的选择 ①永久荷载：包括结构自重力、土压力、预应力。 ②可变荷载：楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、设备荷载。 ③偶然荷载：例如爆炸、冲击力等。 本设计考虑最不利情况的组合，静载 活载。永久荷载分项系数：1.2（由可变荷载效应控制）；1.35（由永久荷载效应控制）。可变荷载分项系数：一般情况下1.4. （2） 地下室外墙计算 ①地下室外墙内力及配筋计算 说明：计算外墙根部裂缝时，采用上端简支和上端固支两种计算模型，根部弯矩取两种计算模型的平均值。 包括：上端简支几何数据及计算参数、内力及配筋。 ②外墙配筋 由弯矩设计值 M 求配筋面积As 计算结果：
受压区高度： 最小配筋率： ③外墙裂缝 受拉区纵向钢筋的等效直径：
最大裂缝宽度验算 按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 ，按下式计算： （混凝土规范 8.1.2-4） 按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋的等效应力σsk ，按下列公式计 算： 受弯： （混凝土规范 8.1.3-3） 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按混凝土规范式8.1.2-2计算：
最大裂缝宽度按混凝土规范式8.1.2-1计算：
（3）地下室负一层楼板计算 ①按单向板考虑 ②双向板设计 分别考虑x和y方向的跨中弯矩，并进行配筋；分别考虑x和y方向的支座弯矩，并配筋。 （4）地下室顶板计算 相关计算同负一层顶板类似。 （5）地下室框架计算 某一榀框架可利用 PK计算，其主要步骤如下： ①执行 PMCAD主菜单4，形成 PK文件 ②执行 PK主菜单1，PK数据交互输入和数检 ③执行 PK主菜单 2，框、排架结构计算 ④执行 PK主菜单 3，框架绘图 |
