淺談地下室外墻設計_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  淺談地下室外墻設計</b></p><p>  摘要:本文針對目前地下室外墻結構設計的步驟,方法進行了總結,提出了設計中需要注意的事項。 </p><p>  關鍵詞: 地下室外墻計算模型 受力分析 </p><p>  中圖分類號: S611 文獻標識碼: A </p><p><b

2、>  1引言 </b></p><p>  隨著城市建設發(fā)展,土地資源的稀缺,建筑空間向地下拓展已經成為新的趨勢。新建建筑為了獲得更大的綠化空間和更多的停車位,單多層地下室成為了建筑設計中必備的元素。由于地下室外側墻體直接與土壤接觸,其受力性能、配筋均不同于普通砼墻體,同時因設計不當、施工質量等原因造成的地下室外墻滲水破壞屢見不鮮。所以充分考慮各種影響,合理選用計算模型及設計荷載是地下室外墻設計

3、成功的關鍵。 </p><p>  2地下室外墻設計步驟 </p><p>  1確定墻體的厚度、混凝土強度等級及防水要求 </p><p>  地下室外墻的厚度、混凝土強度等級及防水要求,應根據建筑場地條件、地下水位、上部荷載、地下室層數、層高、埋深、水平荷載、使用功能等綜合考慮確定。高層建筑地下室外墻厚度應≥250mm,多層建筑當情況允許時可以<250mm

4、,但不應<220mm。人防地下室外墻厚度應≥250mm。地下室外墻的砼強度等級宜低不宜高,砼等級過高,水泥用量大,易產生收縮裂縫,高層建筑不應低于C30,多層建筑不應低于C25。當地下室有防水要求時,地下室外墻的抗?jié)B等級應由最大水頭與墻厚之比確定,但任何情況下都不應低于0.6MPa。 </p><p><b>  2計算模型選定 </b></p><p>  地

5、下室外墻本質上是豎向放置的板,其四邊的支座情況應根據實際情況進行簡化。地下室外墻底部一般與剛度很大的基礎底板或基礎梁相連,剛度遠大于墻體剛度,故可視為固定端。地下室外墻頂部與頂板相連,頂板的剛度一般略小于側墻剛度約束力較小,故頂端應按鉸接考慮。所以一般情況下地下室外墻上下支座為上鉸下固。左右支座則需根據實際情況判斷: </p><p>  地下室無橫墻或橫墻間距大于層高2倍時,左右支座的約束作用很小,地下室外墻可

6、以按照下端嵌固上端鉸支的單向板計算。 </p><p><b>  3荷載 </b></p><p>  地下室外墻承擔的豎向荷載有上部及各層地下室樓蓋傳來的荷載和外墻自重;水平荷載有室外地面活荷載、側向土壓力、地下水壓力、人防等效靜荷載、溫度應力等。風荷載或水平地震作用對地下室外墻平面內產生的內力很小一般忽略不計。豎向荷載產生的截面應力對外墻的受拉區(qū)是有利的,對受壓

7、區(qū)是不利的。外墻設計受受拉區(qū)控制所以為了計算方便,可以忽略這部分有利作用。當豎向荷載很大時,板壓力不可忽略時,則可按照壓彎構件復核壓區(qū)承載力。綜上所述地下室外墻可以簡化為只承擔側向荷載的平面外受彎構件,其主要側向荷載如下: </p><p>  室外地面活荷載:一般民用建筑的室外地面, 活荷載可取10kN/m2 </p><p>  有特殊荷載時,應按實際情況確定。 </p>

8、<p>  水壓力:水位的高度可以根據勘察單位提供的抗浮設計水位確定。 </p><p>  土壓力:根據《全國民用建筑工程設計技術規(guī)范》地下室側墻承受的土壓力宜取靜止土壓力。靜止土壓力系數宜由試驗確定,一般取0.5。有護坡樁及相鄰地下室距離較近時可以適當折減。 </p><p>  核爆動荷載:是指核武器爆炸形成的地面空氣沖擊波壓力。核爆動荷載屬偶然荷載,具有荷載量值大、作用

9、時間短且不斷衰減等特點。該荷載只有人防地下室才考慮,其荷載取值應根據其所在的位置及功能按文獻 [ 1 ] 取值 。 </p><p>  溫度應力:地下室較長時會產生由于砼水化過程產生的砼自身收縮應力以及溫度變化引起的溫度應力,一般情況下可采取設置后澆帶、加強養(yǎng)護、構造配筋等措施來解決,但墻長過長時應計入溫度應力影響。 </p><p><b>  4荷載組合 </b>

10、;</p><p>  按荷載規(guī)范對于承載力應按照承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行荷載效應組合,分別滿足γ0S≤R及S≤C要求。 </p><p>  承載力極限狀態(tài)荷載組合設計值S </p><p><b>  人防工況下 </b></p><p>  S =外墻核爆動等效靜荷載標準值+1.2x水土壓力標準值+1.

11、2x地面堆載產生的水平力標準值 </p><p><b>  非人防工況下 </b></p><p>  S = 1.2 x水土壓力標準值+1.2 x地面堆載產生的水平力標準值 </p><p>  正常使用極限狀態(tài)荷載組合標準值S </p><p>  按規(guī)范人防工況下不必進行裂縫寬度驗算,在非人防工況下則必須進行裂縫

12、寬度驗算,地下室外墻外側與水、土壤直接接觸,裂縫寬度按≤0.2mm控制。地下室外墻內側為室內環(huán)境,裂縫寬度按≤0.3mm控制 。標準值 S =水土壓力標準值 +地面堆載產生的水平力標準值 </p><p>  一般情況下裂縫寬度與承載力計算相比前者起控制作用。 </p><p><b>  5確定計算簡圖 </b></p><p>  地下室外

13、墻按支承條件可為單向板或雙向板,在實際工程中要對這些板塊逐一進行計算是相當麻煩的,一般情況下工程中常用做法把地下室頂板和基礎底板為地下室外墻的支點,沿豎向取1m寬的外墻按單、雙或多跨板(視地下室層數而定)來計算地下室外墻的彎矩配筋,計算荷載簡圖見圖1,2 </p><p><b>  6配筋構造要求 </b></p><p>  地下室外墻應雙面雙向配筋。豎向配筋除滿

14、足計算要求外,每側的配筋還不應小于受彎構件的最小配筋率。由于地下室外墻系按豎向的單跨板或多跨板計算,水平筋按構造要求設置,考慮到有些板格水平筋受力較大,為控制裂縫開展,水平筋的配筋面積除不應小于相應受力筋面積的1/3外,也應滿足受彎構件最小配筋率的要求。當地下室外墻較長時,考慮混凝土收縮及溫度變化的影響,還宜適當加大水平筋面積。地下室外墻的配筋宜采用變形鋼筋HRB335級或HRB400級,直徑不應150mm;內外側鋼筋之間應設置直徑不小

15、于6mm、間距不大于600mm呈梅花形布置的拉結筋。 </p><p>  3地下室外墻設計的注意事項 </p><p>  1鋼筋保護層厚度按照《地下工程防水技術規(guī)范》4.1.7條規(guī)定迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。此條具體實施時爭議較大。一方面外墻截面有效厚度損失較大,按照0.2mm控制裂縫時配筋增量大,經濟性不佳。筆者認為地下室外墻迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm,因為這對

16、于結構耐久性非常重要。所以筆者采用加大墻體厚度20mm的方法,這樣砼總量不會增加太多,再按照0.2mm控制裂縫配筋時鋼筋增量不大。 </p><p>  2地下室外墻砼水化過程中產生收縮應力及溫度變化引起的溫度應力,受到結構底板和基坑邊壁等的約束,墻身產生較大拉應力,易產生收縮裂縫,設計時應采取措施進行控制:一般墻長30~40m設置施工后澆帶,施工應加強養(yǎng)護,減少外墻暴露時間,墻身水平筋配筋率不宜150,墻身砼強

17、度不宜過高,宜控制在C40之內,并可摻入一定量的微膨脹劑減少砼自身收縮等。 </p><p>  3地下室外墻計算時底部為固端支座,側壁底部彎矩應與相鄰的底板彎矩相平衡,底板的抗彎能力不應小于側壁,其厚度和配筋量應匹配 此問題在地下車道中最為典型,車道側壁為懸臂構件,底板的抗彎能力不應小于側壁底部。 </p><p>  4不能作為墻身支座的外墻扶壁柱,考慮計算模型與實際情況存在差異,在配

18、筋時應對扶壁柱內外側主筋適當加強,該處外墻水平筋也應適當加強。 </p><p><b>  4 結論 </b></p><p>  地下室外墻要達到良好經濟性和安全使用要求,必須根據支承條件選擇合適的計算模型,減少近似計算帶來的誤差。同時考慮砼自身收縮應力,溫度應力等不利因素,通過加強構造措施控制墻體裂縫的產生。 </p><p><b

19、>  參考文獻 </b></p><p>  [ 1 ]人民防空地下室設計規(guī)范GB50038-2005 </p><p>  [ 2 ]建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2012 </p><p>  [ 3 ]徐至鈞 高層建筑地下室墻的設計探討 </p><p>  [ 4 ]李國勝 多、高層混凝土結構設計中疑難問題的處理及

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