建筑地下室外墙设计研究
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浅谈地下室外墙设计作者:赵晖来源:《城市建设理论研究》2014年第02期摘要:本文针对目前地下室外墙结构设计的步骤,方法进行了总结,提出了设计中需要注意的事项。
关键词: 地下室外墙计算模型受力分析中图分类号: S611 文献标识码: A1引言随着城市建设发展,土地资源的稀缺,建筑空间向地下拓展已经成为新的趋势。
新建建筑为了获得更大的绿化空间和更多的停车位,单多层地下室成为了建筑设计中必备的元素。
由于地下室外侧墙体直接与土壤接触,其受力性能、配筋均不同于普通砼墙体,同时因设计不当、施工质量等原因造成的地下室外墙渗水破坏屡见不鲜。
所以充分考虑各种影响,合理选用计算模型及设计荷载是地下室外墙设计成功的关键。
2地下室外墙设计步骤1确定墙体的厚度、混凝土强度等级及防水要求地下室外墙的厚度、混凝土强度等级及防水要求,应根据建筑场地条件、地下水位、上部荷载、地下室层数、层高、埋深、水平荷载、使用功能等综合考虑确定。
高层建筑地下室外墙厚度应≥250mm,多层建筑当情况允许时可以2计算模型选定地下室外墙本质上是竖向放置的板,其四边的支座情况应根据实际情况进行简化。
地下室外墙底部一般与刚度很大的基础底板或基础梁相连,刚度远大于墙体刚度,故可视为固定端。
地下室外墙顶部与顶板相连,顶板的刚度一般略小于侧墙刚度约束力较小,故顶端应按铰接考虑。
所以一般情况下地下室外墙上下支座为上铰下固。
左右支座则需根据实际情况判断:地下室无横墙或横墙间距大于层高2倍时,左右支座的约束作用很小,地下室外墙可以按照下端嵌固上端铰支的单向板计算。
3荷载地下室外墙承担的竖向荷载有上部及各层地下室楼盖传来的荷载和外墙自重;水平荷载有室外地面活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载、温度应力等。
风荷载或水平地震作用对地下室外墙平面内产生的内力很小一般忽略不计。
竖向荷载产生的截面应力对外墙的受拉区是有利的,对受压区是不利的。
外墙设计受受拉区控制所以为了计算方便,可以忽略这部分有利作用。
地下室悬挑外墙的设计分析发表时间:2018-11-18T16:05:15.960Z 来源:《防护工程》2018年第21期作者:阚亮[导读] 由于城市化的快速发展,城市人口越来越多,但城市建设用地有限,所以,近年来我国城市建筑越建越高、地下室也越来越深。
广东省重工建筑设计院有限公司 510000摘要:我国人口众多,随着经济、社会的发展,农村人口又不断的向城市转移,致使城市人口数量大幅增长;而我国又要守住耕地红线、保护基本农田,严格控制建设用地总量;这就需要在有限的建设用地范围内解决百姓的吃穿住行等问题。
从建筑行业来说,就需要向上(高层建筑)向下(地下室)争取空间。
本文结合具体工程,对某高层建筑地下室悬挑外墙进行了分析探讨,从设计和施工两方面提出了应注意的事项,可供同行参考。
关键词:地下室外墙;结构设计;悬挑梁;裂缝引言由于城市化的快速发展,城市人口越来越多,但城市建设用地有限,所以,近年来我国城市建筑越建越高、地下室也越来越深。
特别是近20年来,我国工程技术人员成功地解决了广大地型多种地质条件下高层建筑工程的设计与施工问题,积累了丰富的经验。
小康生活促使人们对出行体验有了更高要求,私家车的增多致使各城市停车位严重不足,这种迫切愿望更是为带多层地下室的高层建筑的发展带来莫大的推动。
下面就某一项目浅谈下地下室悬挑外墙设计的几点体会。
该项目位于广东省某市,为两幢带3层地下室的32层商业住宅楼,其裙楼与地下室相连,为大底盘分塔结构,该建筑基础为钻孔灌注桩基础,底层地下室底板埋深为-11.800m(文中所提及的标高均为相对标高,首层地面相对标高为±0.000),地下水位在约-1.000m的位置,因此地下室底板受地下水的浮力很大,根据桩跨、柱跨尺寸,把底板设计成700mm厚,结合基础梁共同抵抗地下水的浮力作用。
因建筑的规划及使用影响,结构上需要把地下室大部分的外墙设计成外挑约4m的连续墙,增加了设计难度。
浅谈高层建筑地下室设计及处理方法
、地下室外墙计算模型
1.1 地下室外墙配筋计算有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。
按外墙与扶壁柱变形协调的原理,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。
建议:除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱之间) 外墙板块按双向板计算配筋外,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。
竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩,其内外侧主筋也应予以适当加强。
外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小,可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强,外墙转角处也同此予以适当加强。
1.2 地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样,底板的抗弯能力不应小于侧壁,其厚度和配筋量应匹配,这方面问题在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。
地下室底板标高变化处也经常发现类似问题:标高变化处仅设一梁,梁宽甚至小于底板厚度,梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。
地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑,计算模型和配筋构造均应与实际相符。
车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙中部,应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用,该荷载经常遗漏。
地下室外墙(一)引言概述:地下室外墙是建筑结构中重要的一部分,它不仅承受外部环境的侵蚀,还需要确保地下室内部的干燥与保温。
本文将探讨地下室外墙的五个主要方面:材料选择、施工方法、防水处理、保温措施和装饰方式。
正文:1. 材料选择:a. 耐候性强的材料:如砖、混凝土等,能够抵抗环境侵蚀。
b. 高抗压强度材料:确保地下室外墙足够强硬,能够承受压力。
c. 透气性材料:避免湿气积聚,防止霉菌和腐蚀的产生。
d. 耐水性材料:防止墙体渗水,保持地下室的干燥。
e. 良好的隔热性能:提高地下室的保温效果。
2. 施工方法:a. 墙体基础处理:确保地下室外墙与地基之间没有缝隙,防止水渗入。
b. 地下室外墙的垂直度和平整度:保证墙体的结构稳定和美观。
c. 钢筋绑扎和混凝土浇筑:增加墙体的强度和耐久性。
d. 粘贴瓷砖或涂抹墙面防水材料:加强地下室外墙的防水性能。
3. 防水处理:a. 外墙防水涂料:防止雨水渗入地下室,保持室内干燥。
b. 地下室外墙防水卷材:提供更高的防水效果,避免水蒸气渗入。
c. 排水系统:设计合理的排水系统,引导雨水远离地下室外墙。
4. 保温措施:a. 外墙外保温材料:如聚苯板等,提高地下室的保温效果。
b. 内墙内保温材料:防止室内温度传导到地下室外墙。
5. 装饰方式:a. 涂刷防水涂料:在墙体表面形成保护膜,提高外墙的美观性。
b. 粘贴瓷砖或石材:使地下室外墙更具装饰性。
总结:地下室外墙建设需要注意材料的选择、施工方法、防水处理、保温措施和装饰方式。
只有经过合理的设计和施工,才能确保地下室外墙的耐用性、防水性和保温效果,同时使其更美观。
引言概述:地下室外墙设计是建筑设计中一个非常重要的环节。
它不仅要满足建筑物的结构力学要求,还要考虑到防水、隔热、保温等方面的要求。
本文将从五个大点详细阐述地下室外墙设计的要点,以帮助读者更好地理解该设计的重要性。
正文内容:1.结构力学要求地下室外墙的主要责任是承受来自地面的压力。
因此,在设计时应根据地下室的深度和所处的地质状况确定地下室外墙的厚度和强度。
普通地下室外墙结构应考虑墙体的抗压能力,采用适当的强度和厚度,并增加钢筋等加强材料以提高其稳定性。
2.防水设计要点地下室外墙的防水设计至关重要,主要是为了防止土壤中的水渗入地下室。
设计时应考虑采用防水材料,如防水涂料、防水卷材等。
在地下室外墙与地面接触的部分,可以考虑加入排水设施,如排水沟或排水管道,以有效排除积水。
3.隔热保温要点地下室外墙的隔热保温设计要考虑地下室内外温度差异较大的情况。
可以采用保温材料,如岩棉、泡沫等,来保证室内温度的稳定并减少能源消耗。
在设计中应注意保证保温材料的连续性,避免出现冷桥现象,影响隔热效果。
4.施工工艺要点在地下室外墙的施工过程中,应注意合理的施工工艺。
要保证基底的平整性和强度,以便墙体稳定。
应注意灌浆和抹灰的顺序,以保证墙体的牢固性和防水效果。
在施工过程中,还应加强对施工材料和工艺的质量控制,确保地下室外墙的质量和稳定性。
5.建筑环境要求地下室外墙设计还需要考虑建筑环境的要求。
例如,如果地下室所在区域存在地震或洪涝等自然灾害风险,应更加重视地下室外墙的结构稳定性和抗震能力。
同时,在设计地下室外墙时还应考虑建筑的美观性和协调性,以保证整个建筑物的整体形象与周边环境的融合。
总结:地下室外墙设计是建筑设计中的重要环节,需要结合结构力学、防水、隔热保温、施工工艺和建筑环境要求等方面综合考虑。
通过合理的设计和施工,可以确保地下室外墙的稳定性、防水性和隔热性,提高建筑物的整体质量和使用寿命。
因此,地下室外墙设计应引起我们的重视,并根据实际的要求进行详细的设计和施工。
建筑地下室外墙的设计与分析【摘要】:本文结合工程实践对建筑地下室包括普通地下室和人防地下室外墙的设计方法及步骤进行归纳总结。
【关键词】:建筑地下室外墙;结构设计中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:引言随着城市建设的发展,地下空间的开发利用日益受到重视,多数建筑均建有地下室。
地下室的结构设计是否合理正确,直接影响工程造价和结构的安全。
本文通过对建筑地下室外墙荷载分析与确定,阐述设计过程中的注意事项。
1.地下室外墙结构设计在工程实践中, 地下室外墙所承受荷载有:结构自重,地面堆载及活载、侧向土压力、地下水压力等,对人防地下室还存在水平人防等效静载。
由于地下室埋在土内,一般可认为地震力和风荷载对地下室结构的影响很小,外墙上竖向荷载对结构安全有利且不起控制作用。
因此目前在地下室外墙设计时,往往近似只考虑水平荷载的作用,而不考虑风荷载、地震和竖向荷载的作用,已能够满足工程设计的需要。
1.1地下室外墙上的荷载及其组合由于建筑物的整体作用,地下室外墙一般不会发生变形和位移,土侧压力可按静止土压力计算。
在工程设计中静止土压力系数k。
可取0.5~0.55,如考虑基坑支护桩的作用,静止土压力系数还对根据支护桩的实际情况进行折减。
当为普通地下室时,外墙上荷载为地面活载引起的侧压力与水压力、土侧压力的组合,当为人防地下室计算战时工况时,其荷载为人防等效静载与水压力、土侧压力的组合。
1.2普通地下室外墙计算简图及荷载计算简图当建筑的地下室外墙有较大尺寸框架柱,或有垂直于外墙的钢筋混凝土墙与之相交,外墙设计按双向板计算比较合理,对建筑外墙框架柱还需考虑外墙水平荷载对柱的作用力,其它的情况应按单向板计算,这样才能符合工程实际情况。
单向板计算简图为:将地下室底板作为嵌固端,地下室各层楼板作为支点,根据地下室层数,取lm宽的外墙按竖向单跨板或多跨连续板计算,外墙计算简图见图1,外墙水平荷载简图见图2。
1.3防空地下室外墙计算简图及荷载计算简图1.3.1平时荷载作用平时荷载作用下的外墙计算与普通地下室的外墙计算相同。
地下室外墙的设计总结在建筑工程中,地下室外墙的设计是一个至关重要的环节。
它不仅要承受来自土壤和地下水的压力,还要抵御各种自然因素的侵蚀和影响,同时要满足建筑的使用功能和美观要求。
因此,地下室外墙的设计需要综合考虑多方面的因素,包括结构、防水、抗震等。
下面,我将对地下室外墙的设计进行一个全面的总结。
一、地下室外墙的作用和要求地下室外墙作为建筑物地下部分的围护结构,主要起到以下几个作用:1、承受土压力和水压力地下室外墙承受着周围土壤和地下水产生的侧向压力。
这些压力的大小和分布取决于土壤的性质、地下水位的高低以及建筑物的埋深等因素。
2、防水和防潮防止地下水渗透到地下室内部,保证地下室的干燥和使用功能。
3、分隔空间将地下室与外部土壤分隔开,为地下室提供一个相对独立的空间。
为了满足上述作用,地下室外墙的设计需要满足以下要求:1、足够的强度和稳定性能够承受土压力、水压力以及其他可能的荷载,保证在使用过程中不发生破坏或过大的变形。
2、良好的防水性能采用有效的防水措施,如防水卷材、防水涂料等,确保地下室不渗漏。
3、合理的构造措施包括墙体的厚度、配筋、混凝土强度等,以满足结构和功能的要求。
二、地下室外墙的荷载计算1、土压力计算土压力的计算方法有多种,常见的有朗肯土压力理论和库仑土压力理论。
在实际工程中,需要根据土壤的性质、墙体的位移情况等选择合适的计算方法。
对于静止土压力,当墙体没有发生位移时,土压力可按静止土压力计算。
静止土压力系数通常通过试验确定或参考相关规范取值。
对于主动土压力,当墙体向背离土体的方向移动,土体达到极限平衡状态时,作用在墙体上的土压力为主动土压力。
对于被动土压力,当墙体向土体方向移动,土体达到被动极限平衡状态时,作用在墙体上的土压力为被动土压力。
在地下室外墙设计中,一般不考虑被动土压力的作用。
2、水压力计算地下水位以下的部分,需要考虑水压力的作用。
水压力的大小等于水的重度乘以水头高度。
在计算水压力时,需要考虑地下水位的变化情况,以及是否存在承压水等因素。
地下室外墙结构设计与分析【摘要】地下室外墙设计与荷载取值、回填土厚度,地下水压力和计算模型等有很大的关系。
本文针对地下室外墙不同边界条件及受荷情况通过静力分析提供相应的计算简图,并提出地下室外墙设计时应注意的事项。
【关键词】地下室外墙;土压力;水压力;计算模型简图;裂缝控制(一)前言地下室外墙是结构设计中经常遇到的问题,设计的是否合理,是否经济是我们需要思考的问题。
挡土墙设计是属于岩土工程问题还是结构工程问题,目前无明确结论,结构工程设计中也无法避免挡土墙的设计问题。
本文就在结构设计角度阐述挡土墙的设计要求。
(二)地下室外墙设计要求《地下工程防水技术规范》要求地下室防水混凝土结构厚度不应小于250mm,地下工程防水混凝土迎水面钢筋保护层厚度要求不应小于50mm。
并应进行裂缝宽度的计算,裂缝宽度不得大于0.2mm,并不得贯通。
对于地下结构进行裂缝宽度验算时,可考虑基础及地下室外墙建筑外防水的作用,按一类环境确定基础及地下室外墙外表面的混凝土裂缝控制标准,裂缝宽度可控制在0.3mm。
地下室外墙的混凝土标号过高,易产生收缩裂缝,应根据环境类别和计算确定混凝土标号。
地下室外墙当有防水要求时其抗渗等级由最大水头和墙厚度之比确定,但任何情况下都不低于0.6mpa。
另外,地下室外墙属于受弯构件也应满足受弯构件的相关要求。
(三)地下室外墙荷载取值3.1 地下室外墙荷载计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时,荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其分项系数均为1.0。
在计算支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时,应按承载能力极限状态采用作用的基本组合。
此时分项系数按规范要求。
地下室外墙所承受的荷载分为水平和竖向荷载。
竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重,对于地下室外墙属于有利作用,设计时可不考虑作为安全储备;水平荷载有地面活载、侧向土压力、地下水压力。
风荷载和水平地震作用对地下室外墙平面内产生的内力较小一般不起控制作用可不考虑,所以墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定,仅按墙板弯曲计算配筋即可。
建筑地下室外墙设计的研究
摘要:地下室外墙的设计是一个综合性很强的问题,涉及到很多内容。
但不同的人员设计的结果往往差别很大。
结合实际经验,从地下室外墙上的荷载分析,在设计时应根据不同情况采用单向板或双向板结构计算简图和计算模型,裂缝及其控制方法,提出了可通过材料选择、及实际工程中应注意的问题等多方面进行了分析。
关键词:外墙设计;控制;注意事项
中图分类号:tu767+.5文献标识码: a 文章编号:
0 前言
随着我国经济的高速发展,城市化进程不断加快,迫使人们不断的开发利用地下空间,地下室外墙的计算就变成结构设计中不可或缺的重要一环。
应根据具体情况具体分析考虑,使地下室外墙设计既安全可靠、经济合理,又要满足地下室特殊要求,真正解决工程的实际需要,保证其正常使用。
本文就如何考虑地下室设计做一探讨,为以后的类似设计提供参考。
1 工程案例
例如某工程地下室,矩形平面,地下两层,负一层层高3.50m,负二层层高4.80m,室外地坪标高-0.20m,室外设防水位标高为
-3.50m。
不考虑人防荷载,基础采用筏板基础。
负一层局部楼板中空,部分地下室外墙在负一层标高处无楼板连接,视为无支座连接,取为案例对象。
外墙混凝土强度等级采用 c30,钢筋采用 hrb400
级钢筋,则该地下室侧壁的配筋计算(单跨梁计算模型
2 地下室外墙设计
2.1 荷载的取值地下室外墙受弯及受剪计算时,地下室外墙的荷载主要分两种:①竖向荷载(上层建筑传重、地下室外墙自重、顶板传来的竖向荷载);②水平荷载(侧向土压力、地下水压力、地面活载产生的水平压力、水平地震作用)。
风荷载和地震区的地面运动对外墙平面外产生的内力较小,实际工程设计中,竖向荷载、风荷载、地震作用产生的内力一般不起控制作用,可以不考虑。
地下室外墙的墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定
根据地下室土墙的土性不同,应分别采用不同的计算方法,砂性土采用水土分算,粘性土采用水土合算。
2.2 外墙计算模型地下室外墙配筋计算:按扶壁柱与外墙变形协调的原理,其扶壁柱配筋偏少、外墙竖向受力筋配筋不足、外墙的水平分布筋有富余量。
有的工程外墙配筋计算中,不区别扶壁柱尺寸大小,凡外墙带扶壁柱的,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。
建议:要根据扶壁柱截面尺寸大小确定外墙的水平分布筋,应适当另配外侧附加短水平负筋予以加强,外墙转角处也同此予以适当加强。
外墙宜按竖向单向板计算配筋。
竖向荷载较小的外墙扶壁桩,其内外侧主筋也应予以适当加强。
地下室外墙计算时,侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样,底板抗弯能力不应小于侧壁,厚度和配筋量应适当调整,底部为固定支座(即底板
作为外墙的嵌固端);地下室无横墙但外墙上有扶壁柱时,除非柱设计时考虑了外墙传来的水平荷载,否则该柱不考虑作为外墙支座;顶部的支座条件应视主体结构形式而定:主体结构为纯框架类结构,外墙仅与首层底板相连,首层底板相对于地下室外墙来说平面外刚度很小,对外墙约束很弱,所以顶部按铰接考虑;地下室中间层可按连续铰支座考虑。
这样,地下室外墙就如同下端嵌固、上端铰接的连续梁。
2.3 地下水与抗浮地下室抗浮设计中,有的只考虑正常使用极限状态,往往对施工过程和洪水期重视不足,因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏,实际上,地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。
2.4 裂缝及控制方法地下室外墙受到结构本身和基坑边壁等的约束,产生较大的拉应力,混凝土易出现收缩,直至出现收缩裂缝。
地下室外墙裂缝宽度控制在 0.20mm 之内,其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。
地下室整体超长,应采取相应措施,防止裂缝开展,采取的主要措施:①提高钢筋混凝土的抗拉能力,为在混凝土面层起强化作用,对侧壁可增加水平温度筋。
侧壁受底板和顶板的约束,混凝土胀缩不一致时可在墙中设一道水平暗梁抵抗拉力。
②补偿收缩混凝土,在混凝土中渗入微膨胀剂 uea、hea。
以混凝土的最终收缩值的差值拉伸控制裂缝。
③膨胀带,为实现混凝土连续浇注无缝施工而设置的补偿收缩混凝土带,根据一些工程实践,一般超过60m 设置膨胀加强带。
④后浇带,作为混凝土早期短时期释
放约束力的一种技术措施,较长久性变形缝已有很大的改进并广泛任用。
2.5 外墙钢筋保护层厚度①根据《地下工程防水技术规范》(gb50108-2001)4.1.6 条,迎水面钢筋保护层厚度不应小于
50mm。
②根据《混凝土结构耐久性设计规范》(gb/t 50476-2008)3.5.4 条,当保护层设计厚度超过 30mm 时,可将厚度取为 30mm 计算裂缝的最大宽度。
计算时外墙钢筋保护层厚度取为 30mm,实际施工过程中外墙钢筋保护层厚度大于等于 50mm。
3 地下室外墙设计时应注意的事项
3.1不能作为墙身支座的外墙扶壁柱,考虑计算模型与实际情况存在的差异,在配筋时应予考虑,对该扶壁柱内外侧主筋应予以适当加强;同理,扶壁柱处外墙水平筋也应适当加强。
3.2地下室外墙计算时底部为固端支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相平衡,底板的抗弯能力不应小于侧壁,其厚度和配筋量应匹配,这方面问题在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。
3.3地面层开洞位置(如通风井)外墙顶部无楼板支撑,外墙墙顶为自由端,计算模型和配筋构造均应与实际相符。
3.4车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙中部,应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用。
4 结束语
地下室外墙设计应根据以上因素综合分析考虑,地下室外墙设计遵循安全、适用和合理的原则,满足受力要求的同时,应当严格满足裂缝控制的计算和要求。
但由于各个工程的实际情况不尽相同,施工时应该安排合理,注重选材择料、施工顺序及养护,尽量控制因施工导致的问题的出现。
从设计到施工,从细节开始更加合理、有效地保证其安全性,才能真正解决工程的实际需要,保证其正常使用。
参考文献:
[1]苏晓红.考虑围护结构作用的地下室外墙设计,江西科学,2010,28(,2)
[2]陈新农.地下室结构设计的影响因素与技术措施.建材技术与应用.20007.3.。