論磚混結構住宅樓半埋式地下室的設計模式

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【論文關鍵詞】：半埋武地下室;磚混結構;墻體設計　

  【論文摘要】：結合實踐經(jīng)驗，從基礎底板的設計，地下室的墻體設計等方面，提出了磚混結構住宅樓半埋式地下室的設計模式，指出該設計方法，結構上安全可靠，建筑上防水防潮，且能滿足使用要求，具有實用價值。   為了方便居民生活，節(jié)約用地，增加場地綠化面積，減小建筑密度，現(xiàn)在住宅樓常在底部設半埋式的地下室，由于采光、通風以及方便使用等因素，這類地下室層高通常取2.2m～2.5m，這似乎是基礎架空層的利用，但實質(zhì)上與架空層是不同的，半埋式地下室的墻體及基礎在結構設計上有著其獨特的特殊性。   1.基礎底板的設計   為滿足使用功能上的要求，地下室需要一個平整的地面，為減小埋深，降低墻高，節(jié)約投資，所以基礎通常采用筏板基礎形式。但這個筏板基礎并非因為地基土軟弱，為提高地基承載力的需要而設計的真正片筏基礎。   使用筏板基礎，是當?shù)鼗翉姸容^低成軟土地基時，為了減小基底應力，調(diào)整房屋的不均勻沉降，增加其整體剛度，才采用等厚的鋼筋混凝土筏板基礎。等厚筏板的厚度一般取1／6橫墻開間跨度尺寸或按樓房的樓層數(shù)每層5cm厚度來確定，筏板內(nèi)的配筋計算可近似采用樓蓋雙向板計算方法，并在房屋兩端開間的筏板中適當增大配筋量，但在實際工程上，當?shù)鼗临|(zhì)為軟土時，我們并不會真正把基礎直接澆搗在軟土上，而是先對地基軟土進行處理；如可以在基礎與軟土層之間增加一個厚度不小于50cm的砂石墊層做成一個硬殼層，這個硬殼墊層不僅能為施工創(chuàng)造良好的作業(yè)條件，而且在結構重力傳遞過程中能起到一個過渡和擴散基底應力的作用。砂石墊層能改善軟土的排水條件，減少軟土上部壓縮沉降，提高地基土的基床系數(shù)K值，從而也就提高了軟土地基的承載能力。   如果當房屋支承在中等強度的砂土、粉土、老粘土，或者在砂石墊層硬殼層上，這時墻體的基底接觸應力沿墻軸線縱向呈線性分布；墻體基礎橫向應力呈馬鞍形狀。如果這時仍采用等厚筏板基礎，且還是用倒樓蓋雙向板法計算配筋，其計算模式假定的荷載分布與實際的基底應力分布已不相同，結果使得在基底板的跨中部位鋼筋用量過多，而在支座部位(即墻腳部位)顯得不夠。所以認為在磚混住宅樓半地下室基礎設計時，應采用條形基礎的設計計算方法，根據(jù)地基土的承載力和墻體線荷載先確定墻下條形基礎的寬度，再按基底凈反力和構造要求確定條形基礎底板的最小厚度，并按確定后的條形基礎厚度來計算配筋，最后再將條形基礎之間用鋼筋混凝土板連成一個整體。這個鋼筋混凝土連接一般可取25cm厚，混凝土強度等級不小于C20，且應滿足防滲透要求。   由于這個鋼筋混凝土板緊貼在地基土上，板基上部的荷載能通過板基直接傳人地基，所以這個鋼筋混凝土板下部鋼筋可以按構造配筋取ρ=0.1％，且不小于幅@200。而板基上部鋼筋考慮到房屋在施工和使用中產(chǎn)生的沉降，以及地下水產(chǎn)生的水壓力可能對板基上部產(chǎn)生局部彎矩，所以應適當加大配筋量取ρ=0.2％。   2.地下室的墻體設計   由于是磚混結構，所以地下的墻體盡可能的直接砌在基礎上，而不應過多的采用框架梁或梁的方法來抬承上部結構。否則，一是不經(jīng)濟：因為梁截斷了墻體向下傳遞荷載的途徑，而轉(zhuǎn)變成了集中力，通過柱或墻垛傳至基礎梁和基礎底板。而后還需依賴基礎中的地梁和基礎底板來擴散為均布荷載作用于地基土上。由于力傳遞路徑迂回曲折。其結構形式應變得復雜，造價也就相應的要高；二是對受力也不利：當?shù)叵率矣昧禾Э蘸?，其縱橫向剛度必有削弱，形成了上剛下柔的體型。當在地震作用下，建筑物地下室部位恰好是水平地震力最大的部位，這樣抬空的地下室結構受力很不利。   半地下室的外墻墻體宜采用鋼筋混凝土墻，這樣不僅能加強房屋的整體剛度，提高抗震能力，還能起防滲和防潮作用，以及擋土的作用。而地下室內(nèi)墻宜采用混合砂漿砌體。但磚的強度等級應不小于MU10。   砂漿強度等級不小于M5.0并應經(jīng)過計算確定，由于磚砌體延性差，抗震能力低，所以砌體中設計一定數(shù)量的構造柱是非常有必要的。   地下室的頂部結構盡宜采用現(xiàn)澆結構層，以增強該結構層的水平面內(nèi)的剛度。   3.地下室結構設計   磚混結構的房屋按抗震設防要求往往需布置許多構造柱，這樣構造柱直接錨固在基礎混凝土板內(nèi)，如果視地下室墻體為暗桁架，把帶形基礎中的地梁和與地梁相對應的地下室頂部圈梁當作暗桁架的上下弦，那么這些構造柱就是暗桁架的豎向腹桿。在結構設計時應重視和構筑這類暗桁架，以提高地下室的整體剛度。   在這些暗桁架中構造柱的間距不應大于地下室高度的3倍～4倍。若地下室頂板即底層平面結構也采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，此時地下室鋼筋混凝土頂板、圈梁、混凝土底板、地梁、鋼筋混凝土外墻以及較密的內(nèi)墻和構造柱，就構成了一個類似箱形基礎的空間結構形式。這樣地下室的剛度就有所提高，基礎底板應力就會更加均勻，結構趨于合理安全。   顯然，采用上述方法所設計的磚混結構半地下室，結構上安全可靠，建筑上防水防潮，且滿足使用要求，同時也為上部結構提供一個很穩(wěn)固堅定的基礎。   參考文獻   [1]建筑抗震設計規(guī)范GB50011～2001.中國建筑工業(yè)出版社,2001.   [2]混凝土結構設計規(guī)范GB50010～2002.中國建筑工業(yè)出版社,2002．