地下室按其使用功能可分為普通、人防和平戰(zhàn)三類,深圳裝修設計公司雍庭的設計師結合實際工作經歷,對城市建設中普通鋼筋混凝土地下室外墻設計中的一些問題進行了討論,提出了設計建議,可供工程設計參考。
需要設置地下室的情況一般有:
①使用上需要利用地下室空間(如要求在地下室設置地下室車庫或設備用房及人民防空要求);
②高層建筑的基礎埋置深度需要,以保證抗傾覆和抗滑移的穩(wěn)定性;
③建筑物基礎的持力層較軟弱,需采用地下室作為補償基礎方案,才能滿足地基承載力和地基變形要求。
首先地下室外墻的厚度和混凝土強度等級,應根據荷載情況、防水抗?jié)B和有關規(guī)范的構造要求確定?!陡邔咏ㄖ湫闻c筏形基礎技術規(guī)范》(JGJ 6-99)規(guī)定,外墻厚度不應小于250mm,混凝土強度等級不應小于C20;《人民防空地下室設計規(guī)范》(GB50038-2005)規(guī)定鋼筋混凝土承重外墻最小厚度為250mm,混凝土強度等級不應小于C25。通常在工程設計中考慮混凝土強度等級過高,水泥用量過大,容易產生收縮裂縫,故一般采用C20-C30。有防水抗?jié)B要求的防水混凝土的抗?jié)B等級一般不小于0.6MPa。其次,地下室外墻的豎向和水平鋼筋,除按計算確定外每側均不應小于受彎構件的最小配筋率,同時考慮混凝土硬化過程及溫度影響可能產生收縮裂縫,水平鋼筋宜適當增大,鋼筋直徑宜小間距宜密,最大間距不宜大于200mm。外側鋼筋與內側鋼筋之間應設拉接鋼筋,其直徑一般為6mm,間距不大于600mm 梅花形布置,當為人防外墻時拉接鋼筋間距不大于500mm 梅花形布置。
計算方面首先確定地下室外墻承受的荷載。豎向荷載有上部及地下室結構的樓蓋傳重和自重;水平荷載有地面活載、側向土壓力、地下水壓力、人防等效靜荷載。由于豎向荷載及風荷載或地震作用對地下室外墻平面內產生的內力一般不起控制作用,地下室外墻的配筋主要由垂直于墻面的水平荷載產生的彎矩控制確定,所以僅按墻板彎曲計算墻的配筋。地下室外墻的水平荷載,進行組合:
1、地面活荷載+土側壓力;
2、地面活荷載+地下水位以上土側壓力+ 地下水位以下土側壓力+ 水壓力;
3、地面活荷載+ 土側壓力+ 人防等效靜荷載;
4、地面活荷載+ 地下水位以上土側壓力+ 地下水位以下土側
壓力+ 水壓力+ 人防等效靜荷載。
式中h———外墻室外地面以下高度(m);
h1---- 地下水位深度(m);
h2---- 外墻地下水位以下高度(m);
p---- 地面活荷載,取5-10Kn/m3;
γ---- 土的重度,取18kg/m3 ;
γ′---- 水的浮重度,取11kN/m3;
γw---- 水的重度,取10 kN/m3 ;
φ---- 土的休止角,一般取30。
荷載分項系數除地面活荷載的γq=1.4外,其他均為1.2。對于地下室外墻可根據墻的四邊支承情況按雙向板或單向板計算水平荷載作用下的彎矩。由于地下室內墻間距不等,有的相距較遠,因此在工程設計中一般把樓板和基礎底板作為外墻板的支點按單向板(單跨、兩跨或多跨)計算,在基礎底板處按固端,頂板處按鉸支座。在與外墻相垂直的內墻處,由于外墻的水平分布筋一般也有不小的數量,不再另加負彎矩構造鋼筋。地下室外墻可按考慮塑性變形內力重分布計算彎矩,有利配筋構造及節(jié)省鋼筋用量。地下室外墻一般只在受拉區(qū)混凝土可能出現彎曲裂縫,且裂縫較細微不會貫通整個截面厚度,對防水仍有足夠抗?jié)B能力。同時通過計算裂縫寬度,可局部調整配筋(加短筋形式),以滿足規(guī)范要求的最大裂縫寬度限值。
混凝土有裂縫是絕對的,無裂縫是相對的。當地下室長度較長,地下室外墻會因各種原因(荷載、溫度、不均勻沉降等)產生裂縫,從而影響使用,這是必須避免的。減小裂縫或控制裂縫以滿足規(guī)范要求的最大裂縫寬度限值,除計算配筋和構造方面應滿足外,在施工中采取相應措施,不僅可以節(jié)省造價,也可以縮短工期。地下室鋼筋混凝土墻為控制混凝土裂縫,可采取下列措施:
1、混凝土強度等級不宜過高,優(yōu)先采用水化熱低的水泥品種,嚴格控制砂石骨料的含泥量和級配。施工過程中加強養(yǎng)護。
2、采用膨脹劑配置的混凝土,利用膨脹劑的補償收縮功能解決混凝土收縮開裂的裂縫。例如,中國建筑材料研究院研制的UEA等系列產品。
3、設置施工后澆帶或膨脹加強帶。由于外墻薄,面積大,養(yǎng)護困難等因素影響,一般采用后澆加強帶(2m 寬)。
4、地下一層外墻,在室外地面以上部分,應注意設置外保溫隔熱層,避免直接暴露。
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