论砖混结构住宅楼半埋式地下室的设计模式

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【论文关键词】：半埋武地下室;砖混结构;墙体设计　

  【论文摘要】：结合实践经验，从基础底板的设计，地下室的墙体设计等方面，提出了砖混结构住宅楼半埋式地下室的设计模式，指出该设计方法，结构上安全可靠，建筑上防水防潮，且能满足使用要求，具有实用价值。   为了方便居民生活，节约用地，增加场地绿化面积，减小建筑密度，现在住宅楼常在底部设半埋式的地下室，由于采光、通风以及方便使用等因素，这类地下室层高通常取2.2m～2.5m，这似乎是基础架空层的利用，但实质上与架空层是不同的，半埋式地下室的墙体及基础在结构设计上有着其独特的特殊性。   1.基础底板的设计   为满足使用功能上的要求，地下室需要一个平整的地面，为减小埋深，降低墙高，节约投资，所以基础通常采用筏板基础形式。但这个筏板基础并非因为地基土软弱，为提高地基承载力的需要而设计的真正片筏基础。   使用筏板基础，是当地基土强度较低成软土地基时，为了减小基底应力，调整房屋的不均匀沉降，增加其整体刚度，才采用等厚的钢筋混凝土筏板基础。等厚筏板的厚度一般取1／6横墙开间跨度尺寸或按楼房的楼层数每层5cm厚度来确定，筏板内的配筋计算可近似采用楼盖双向板计算方法，并在房屋两端开间的筏板中适当增大配筋量，但在实际工程上，当地基土质为软土时，我们并不会真正把基础直接浇捣在软土上，而是先对地基软土进行处理；如可以在基础与软土层之间增加一个厚度不小于50cm的砂石垫层做成一个硬壳层，这个硬壳垫层不仅能为施工创造良好的作业条件，而且在结构重力传递过程中能起到一个过渡和扩散基底应力的作用。砂石垫层能改善软土的排水条件，减少软土上部压缩沉降，提高地基土的基床系数K值，从而也就提高了软土地基的承载能力。   如果当房屋支承在中等强度的砂土、粉土、老粘土，或者在砂石垫层硬壳层上，这时墙体的基底接触应力沿墙轴线纵向呈线性分布；墙体基础横向应力呈马鞍形状。如果这时仍采用等厚筏板基础，且还是用倒楼盖双向板法计算配筋，其计算模式假定的荷载分布与实际的基底应力分布已不相同，结果使得在基底板的跨中部位钢筋用量过多，而在支座部位(即墙脚部位)显得不够。所以认为在砖混住宅楼半地下室基础设计时，应采用条形基础的设计计算方法，根据地基土的承载力和墙体线荷载先确定墙下条形基础的宽度，再按基底净反力和构造要求确定条形基础底板的最小厚度，并按确定后的条形基础厚度来计算配筋，最后再将条形基础之间用钢筋混凝土板连成一个整体。这个钢筋混凝土连接一般可取25cm厚，混凝土强度等级不小于C20，且应满足防渗透要求。   由于这个钢筋混凝土板紧贴在地基土上，板基上部的荷载能通过板基直接传人地基，所以这个钢筋混凝土板下部钢筋可以按构造配筋取ρ=0.1％，且不小于幅@200。而板基上部钢筋考虑到房屋在施工和使用中产生的沉降，以及地下水产生的水压力可能对板基上部产生局部弯矩，所以应适当加大配筋量取ρ=0.2％。   2.地下室的墙体设计   由于是砖混结构，所以地下的墙体尽可能的直接砌在基础上，而不应过多的采用框架梁或梁的方法来抬承上部结构。否则，一是不经济：因为梁截断了墙体向下传递荷载的途径，而转变成了集中力，通过柱或墙垛传至基础梁和基础底板。而后还需依赖基础中的地梁和基础底板来扩散为均布荷载作用于地基土上。由于力传递路径迂回曲折。其结构形式应变得复杂，造价也就相应的要高；二是对受力也不利：当地下室用梁抬空后，其纵横向刚度必有削弱，形成了上刚下柔的体型。当在地震作用下，建筑物地下室部位恰好是水平地震力最大的部位，这样抬空的地下室结构受力很不利。   半地下室的外墙墙体宜采用钢筋混凝土墙，这样不仅能加强房屋的整体刚度，提高抗震能力，还能起防渗和防潮作用，以及挡土的作用。而地下室内墙宜采用混合砂浆砌体。但砖的强度等级应不小于MU10。   砂浆强度等级不小于M5.0并应经过计算确定，由于砖砌体延性差，抗震能力低，所以砌体中设计一定数量的构造柱是非常有必要的。   地下室的顶部结构尽宜采用现浇结构层，以增强该结构层的水平面内的刚度。   3.地下室结构设计   砖混结构的房屋按抗震设防要求往往需布置许多构造柱，这样构造柱直接锚固在基础混凝土板内，如果视地下室墙体为暗桁架，把带形基础中的地梁和与地梁相对应的地下室顶部圈梁当作暗桁架的上下弦，那么这些构造柱就是暗桁架的竖向腹杆。在结构设计时应重视和构筑这类暗桁架，以提高地下室的整体刚度。   在这些暗桁架中构造柱的间距不应大于地下室高度的3倍～4倍。若地下室顶板即底层平面结构也采用现浇钢筋混凝土板，此时地下室钢筋混凝土顶板、圈梁、混凝土底板、地梁、钢筋混凝土外墙以及较密的内墙和构造柱，就构成了一个类似箱形基础的空间结构形式。这样地下室的刚度就有所提高，基础底板应力就会更加均匀，结构趋于合理安全。   显然，采用上述方法所设计的砖混结构半地下室，结构上安全可靠，建筑上防水防潮，且满足使用要求，同时也为上部结构提供一个很稳固坚定的基础。   参考文献   [1]建筑抗震设计规范GB50011～2001.中国建筑工业出版社,2001.   [2]混凝土结构设计规范GB50010～2002.中国建筑工业出版社,2002．