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摘 要:当前,由于城市建设在不断的快速发展,建筑物在不断的增多,而车辆也随着大量的增加,对于车位的要求也越来越紧张,但土地量在减少,可利用的空间也在越来越少,所以,开发地下空间就已经成为了主要的发展趋势。然而,在建设地下室的过程当中,会存在很多问题,在这其中,由于地下室的外墙出现渗水从而导致地下室不能正常的使用, 而出现渗水的主要原因就是设计不当,以及没有达到施工质量的要求等因素造成的,而设计则是最为重要的一个环节,也是确保地下室质量的基础。因此,在对其进行设计时必须要充分考虑到各种因素的存在, 从而认真研究分析地下室外墙设计的要点。
关键词:地下室;外墙结构;混凝土裂缝;设计
中图分类号:TB482.2 文献标识码: A文章编号:
我国经济在随着不断的高速发展,城市建设也在大和的推进,对此,开发应用地下的空间已经迫在眉睫,而对于地下室外墙的设计则是非常关键的一个环节。然而,在设计过程当中,由于根据不同的设计管理所计算出的外墙的配筋以及厚度等方面是相差较大的,也是较为不合理的。对此,怎样合理的设计地下室的外墙结构是值得我们思考的。
1对于地下室外墙的受力与荷载的简述
1.1 由于在地下室结构的土压力作用主要是根据主动土压力还是静止土压力的方法计算在目前仍没有形成完全的统一,所以在不同的技术措施要求中,对其计算的方法也是不同的,但一般还是较倾向于应用静止土压力的计算方法。在通常情况下,由于地下室的墙板厚度会大于300mm,所以它的刚度则会较强,同时,在水外力的作用下,它的变形不大,是接近于静止的,所以它也符合于静止土压力的受力模型。但由于产生主动土压力的条件必须要达到密砂填土中其墙体的变形位移,从而达到变形位移的具体要求,然而在实际的工程当中,一般回填土都是应用了粘性土做夯实回填,它的压密系数是大于0.94左右,而静止土压力会大于主动土压力,所以它会存在很多不确定的因素,也就是如果应用静止土压力的方法有相当的储备能力,从而也确保了工程质量。
1.2 在地下室外墙可以承受的荷载作用一般分分竖向荷载与水平荷载这两种。而竖向荷载主要包括在上部、楼盖的传重以及自重,而在水平荷载当中主要包括在侧向的土压力、地面活载、水压力以及人防等荷载作用。在水平荷载的作用下造成地下室外墙所产生的内力则会很小,而在具体的工程设计当中,其风荷载、竖向荷载等作用所引起的内力不会起到控制作用,而墙体的配筋一般是通过垂直墙面水平荷载作用下所产生的弯矩来确定的。在地下室的外墙受力结构和主体结构当中剪力墙的主要区别就是因为平面外的受力,所以,在地下室的外墙结构其受力的钢筋一般是在墙段处而不是端部,而对于主体结构剪力墙一般是通过平面内受力的。
1.3 由于在地下室的外墙在受剪以及受弯计算的同时,荷载效应必须要根据所承载的能力极限,一般土和水压力所引起的效应主要是永久荷载的效应,而地面活荷载所产生的效应则是可变的荷载效应。如果考虑因可变荷载的效应进行控制组合时,土压力荷载的系数应当在1.2左右,如果应用永久荷载的效应进行控制组合时,荷载的系数应当在1.35左右。在计算地下室的外墙裂缝时,对于荷载效应必须要根据正常应用状态下的荷载效应的永久组合考虑。
2 简析外墙的结构受力
对于地下室外墙计算的模式一般有两种,按照不同的支承情况通过四边支承或者是单向板作为考虑。
2.1 一般在剪力墙的结构体系当中主要是通过四边支承板作为考虑计算。在剪力墙的结构当中,由于房间的开间一般并不大,所以这也决定了其地下室的外墙板跨同样不会很大,因此在应用这种计算方法时从而也就提供了一个实际的模型条件,可以通过将地下室的墙体作为四边支承板进行来计算,而在楼面的顶板与基础的底板再与外墙的垂直内墙可以进而作为其支承考虑。
2.2 一般在框剪或者是框架结构的体系当中,可以根据双向板或者是单向板受力作为计算考虑。如果将地下室的墙体做单向板考虑计算时,在楼面的顶板与基础的底板可以作为支点,而两边则可以按照自由考虑。由于墙板的自身刚度会较大,所以与柱子刚度之间的差距不能太大,因此就不会考虑柱子对板块分割的作用。在判断支座的形式时,必须要根据具体情况进行分析,通常在顶板的位置,可以按照简支,而在底板的位置,如果底板是筏板,则墙体可以直接对其生根。而如果不是筏板时,只是独立的基础或者梁时,则外墙的刚度就不应不大,对此,比较适宜做简支考虑。应用在具体的工程当中,因边界的条件可能存在不明确的因素,所以在计算跨中弯矩以及端弯矩时,会在同一边界应用两种支承假设。
3 地下室裂缝的控制
地下室裂缝是一个比较难以很好解决的问题。既然不能完全的使地下室裂缝都满足规范要求的范围之内,即≤0.2mm,那么作为一个设计人员来说,在设计地下室的时候就应该从设计的方面考虑,在地下室今后可能出现较大裂缝的部位在设计中予以加强,并在混凝土材料上做出一定的要求,以减少地下室可能出现的裂缝。以下通过几方面来具体分析。
3.1 混凝土裂缝的类型主要有两类:
第一类是荷载引起的裂缝,包括按照常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”,以及由结构次应力引起的“荷载次应力裂缝”,二者通称为结构性裂缝。
第二类是由混凝土自身的原因引起的裂缝,包括温度、湿度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝,也称非结构性裂缝。
3.2 在设计中考虑具体措施控制地下室混凝土裂缝
第一类裂缝我们在结构设计里能比较好的控制。但是第二类的裂缝,在结构设计里面要想很好的控制就不是那么容易了。第二类裂缝的形成有非常多的因素,包括设计、施工、环境等多方面。在设计方面,我们在做地下室结构设计时应对该工程进行一个系统的分析,主要是考虑混凝土的收缩和温度对混凝土影响使得混凝土产生应力集中的问题。
对于混凝土的收缩,设计人员可以要求工程施工时使用的混凝土添加抗裂剂和膨胀剂。添加合理掺量的外加剂可以很好的控制混凝土的收缩应力并大大减小混凝土因收缩而产生的裂缝。地下室的长度或宽度过大也是比较容易产出裂缝的。这类地下室在设计时应加设后浇带及膨胀加强带。这样不但很好的控制了混凝土收缩带来的应力集中所产生的裂缝,也能很好的控制因沉降不均匀所产生的裂缝。
温度是混凝土容易形成裂缝的另一个主要原因。地下室底板厚度过大时应注意混凝土浇注的厚度和施工时间、施工顺序的控制,以减少混凝土因水化反应热的影响而产生裂缝。设计人员应对减少工程施工产生混凝土裂缝的具体措施在施工图上有比较详细的交代,这样就能从设计上真正指导施工,以减少因施工原因所产生的混凝土裂缝。
地下室的裂縫产生的原因多种多样,引起混凝土开裂的原因很多、很复杂,且会相互影响。在设计中只要尽可能的考虑周全,就能把地下室产生裂缝的可能性降到最低。
4对于主要的构造设计
在做好理论设计的同时,也应做好结构设计,这也是作为在地下室的外墙设计当中最为重要条件之一。负责设计人员应根据结构主要的耐久性与构件工作的使用寿命等方面从而考虑所应用设计构造的主要方法措施。如果根据施工方便以及避免墙体发生裂缝的角度来考虑,则水平钢筋比较适宜设置于外侧,而竖向钢筋则设置于内侧,如果进行计算时必须要按照具体情况选用合理的竖向钢筋,其板厚必须是有效的高度。
总之,在地下室的外墙结构进行设计时,必须要根据上述因素做好综合的分析研究,从而达到构造以及计算的具体要求。然而,由于不同的实际工程情况有所区别,因此,在对地下室的外墙结构进行设计时,则必须要按照实际情况进行分析,从而达到设计经济合理、可靠安全,以便解决工程的具体需要,也确保了工程的质量。
参考文献:
[1]梁凡.浅析建筑地下室的外墙设计[J].民营科技.2011(1)
[2]蔡舒.浅析地下室外墙计算和设计[J].价值工程,2011(15).
[3]吴伟河.浅谈地下室建筑外墙设计分析[J].科技资讯.2009(7)
[4]曾勇明.浅谈地下室外墙结构设计[J].科技资讯.2011(34)
[5]王凯鹏.地下室外墙设计探讨[J].福建建设科技,2006(6).
关键词:地下室;外墙结构;混凝土裂缝;设计
中图分类号:TB482.2 文献标识码: A文章编号:
我国经济在随着不断的高速发展,城市建设也在大和的推进,对此,开发应用地下的空间已经迫在眉睫,而对于地下室外墙的设计则是非常关键的一个环节。然而,在设计过程当中,由于根据不同的设计管理所计算出的外墙的配筋以及厚度等方面是相差较大的,也是较为不合理的。对此,怎样合理的设计地下室的外墙结构是值得我们思考的。
1对于地下室外墙的受力与荷载的简述
1.1 由于在地下室结构的土压力作用主要是根据主动土压力还是静止土压力的方法计算在目前仍没有形成完全的统一,所以在不同的技术措施要求中,对其计算的方法也是不同的,但一般还是较倾向于应用静止土压力的计算方法。在通常情况下,由于地下室的墙板厚度会大于300mm,所以它的刚度则会较强,同时,在水外力的作用下,它的变形不大,是接近于静止的,所以它也符合于静止土压力的受力模型。但由于产生主动土压力的条件必须要达到密砂填土中其墙体的变形位移,从而达到变形位移的具体要求,然而在实际的工程当中,一般回填土都是应用了粘性土做夯实回填,它的压密系数是大于0.94左右,而静止土压力会大于主动土压力,所以它会存在很多不确定的因素,也就是如果应用静止土压力的方法有相当的储备能力,从而也确保了工程质量。
1.2 在地下室外墙可以承受的荷载作用一般分分竖向荷载与水平荷载这两种。而竖向荷载主要包括在上部、楼盖的传重以及自重,而在水平荷载当中主要包括在侧向的土压力、地面活载、水压力以及人防等荷载作用。在水平荷载的作用下造成地下室外墙所产生的内力则会很小,而在具体的工程设计当中,其风荷载、竖向荷载等作用所引起的内力不会起到控制作用,而墙体的配筋一般是通过垂直墙面水平荷载作用下所产生的弯矩来确定的。在地下室的外墙受力结构和主体结构当中剪力墙的主要区别就是因为平面外的受力,所以,在地下室的外墙结构其受力的钢筋一般是在墙段处而不是端部,而对于主体结构剪力墙一般是通过平面内受力的。
1.3 由于在地下室的外墙在受剪以及受弯计算的同时,荷载效应必须要根据所承载的能力极限,一般土和水压力所引起的效应主要是永久荷载的效应,而地面活荷载所产生的效应则是可变的荷载效应。如果考虑因可变荷载的效应进行控制组合时,土压力荷载的系数应当在1.2左右,如果应用永久荷载的效应进行控制组合时,荷载的系数应当在1.35左右。在计算地下室的外墙裂缝时,对于荷载效应必须要根据正常应用状态下的荷载效应的永久组合考虑。
2 简析外墙的结构受力
对于地下室外墙计算的模式一般有两种,按照不同的支承情况通过四边支承或者是单向板作为考虑。
2.1 一般在剪力墙的结构体系当中主要是通过四边支承板作为考虑计算。在剪力墙的结构当中,由于房间的开间一般并不大,所以这也决定了其地下室的外墙板跨同样不会很大,因此在应用这种计算方法时从而也就提供了一个实际的模型条件,可以通过将地下室的墙体作为四边支承板进行来计算,而在楼面的顶板与基础的底板再与外墙的垂直内墙可以进而作为其支承考虑。
2.2 一般在框剪或者是框架结构的体系当中,可以根据双向板或者是单向板受力作为计算考虑。如果将地下室的墙体做单向板考虑计算时,在楼面的顶板与基础的底板可以作为支点,而两边则可以按照自由考虑。由于墙板的自身刚度会较大,所以与柱子刚度之间的差距不能太大,因此就不会考虑柱子对板块分割的作用。在判断支座的形式时,必须要根据具体情况进行分析,通常在顶板的位置,可以按照简支,而在底板的位置,如果底板是筏板,则墙体可以直接对其生根。而如果不是筏板时,只是独立的基础或者梁时,则外墙的刚度就不应不大,对此,比较适宜做简支考虑。应用在具体的工程当中,因边界的条件可能存在不明确的因素,所以在计算跨中弯矩以及端弯矩时,会在同一边界应用两种支承假设。
3 地下室裂缝的控制
地下室裂缝是一个比较难以很好解决的问题。既然不能完全的使地下室裂缝都满足规范要求的范围之内,即≤0.2mm,那么作为一个设计人员来说,在设计地下室的时候就应该从设计的方面考虑,在地下室今后可能出现较大裂缝的部位在设计中予以加强,并在混凝土材料上做出一定的要求,以减少地下室可能出现的裂缝。以下通过几方面来具体分析。
3.1 混凝土裂缝的类型主要有两类:
第一类是荷载引起的裂缝,包括按照常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”,以及由结构次应力引起的“荷载次应力裂缝”,二者通称为结构性裂缝。
第二类是由混凝土自身的原因引起的裂缝,包括温度、湿度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝,也称非结构性裂缝。
3.2 在设计中考虑具体措施控制地下室混凝土裂缝
第一类裂缝我们在结构设计里能比较好的控制。但是第二类的裂缝,在结构设计里面要想很好的控制就不是那么容易了。第二类裂缝的形成有非常多的因素,包括设计、施工、环境等多方面。在设计方面,我们在做地下室结构设计时应对该工程进行一个系统的分析,主要是考虑混凝土的收缩和温度对混凝土影响使得混凝土产生应力集中的问题。
对于混凝土的收缩,设计人员可以要求工程施工时使用的混凝土添加抗裂剂和膨胀剂。添加合理掺量的外加剂可以很好的控制混凝土的收缩应力并大大减小混凝土因收缩而产生的裂缝。地下室的长度或宽度过大也是比较容易产出裂缝的。这类地下室在设计时应加设后浇带及膨胀加强带。这样不但很好的控制了混凝土收缩带来的应力集中所产生的裂缝,也能很好的控制因沉降不均匀所产生的裂缝。
温度是混凝土容易形成裂缝的另一个主要原因。地下室底板厚度过大时应注意混凝土浇注的厚度和施工时间、施工顺序的控制,以减少混凝土因水化反应热的影响而产生裂缝。设计人员应对减少工程施工产生混凝土裂缝的具体措施在施工图上有比较详细的交代,这样就能从设计上真正指导施工,以减少因施工原因所产生的混凝土裂缝。
地下室的裂縫产生的原因多种多样,引起混凝土开裂的原因很多、很复杂,且会相互影响。在设计中只要尽可能的考虑周全,就能把地下室产生裂缝的可能性降到最低。
4对于主要的构造设计
在做好理论设计的同时,也应做好结构设计,这也是作为在地下室的外墙设计当中最为重要条件之一。负责设计人员应根据结构主要的耐久性与构件工作的使用寿命等方面从而考虑所应用设计构造的主要方法措施。如果根据施工方便以及避免墙体发生裂缝的角度来考虑,则水平钢筋比较适宜设置于外侧,而竖向钢筋则设置于内侧,如果进行计算时必须要按照具体情况选用合理的竖向钢筋,其板厚必须是有效的高度。
总之,在地下室的外墙结构进行设计时,必须要根据上述因素做好综合的分析研究,从而达到构造以及计算的具体要求。然而,由于不同的实际工程情况有所区别,因此,在对地下室的外墙结构进行设计时,则必须要按照实际情况进行分析,从而达到设计经济合理、可靠安全,以便解决工程的具体需要,也确保了工程的质量。
参考文献:
[1]梁凡.浅析建筑地下室的外墙设计[J].民营科技.2011(1)
[2]蔡舒.浅析地下室外墙计算和设计[J].价值工程,2011(15).
[3]吴伟河.浅谈地下室建筑外墙设计分析[J].科技资讯.2009(7)
[4]曾勇明.浅谈地下室外墙结构设计[J].科技资讯.2011(34)
[5]王凯鹏.地下室外墙设计探讨[J].福建建设科技,2006(6).