摘要:本文是根據(jù)工程實(shí)例來介紹地下室底板的設(shè)計(jì),考慮建筑要求,再結(jié)合工程實(shí)際,塔樓部分采用筏板,裙樓部分采用獨(dú)立基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:底板的沖切承載力;柱上板帶;跨中板帶;計(jì)算跨度
中圖分類號(hào):TU22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)04-0209-02
0引言
清遠(yuǎn)新世紀(jì)城北花園工程為商業(yè)住宅小區(qū),塔樓由18棟住宅組成,各棟建筑層數(shù)地上16~18層,為框支剪力墻結(jié)構(gòu),建筑總高度約54米;設(shè)1層地下室,1層裙樓(局部2層),總建筑面積約15萬平方米。
地下室X向最大長度約170m,Y向最大長度約為180m,面積約3萬平方米,屬較大規(guī)模的地下室(如圖1),X、Y向長度均大于規(guī)范要求的伸縮縫最大設(shè)置間距,但由于建筑使用功能的要求不能設(shè)縫,因此必須采取有效措施減少收縮對地下室防水帶來的不利影響。擬采取下列措施,避免或減少砼的前期收縮和溫度效應(yīng)引起的混凝土構(gòu)件可見裂縫的產(chǎn)生:①采用補(bǔ)償收縮混凝土,要求14天齡期的水中限制膨脹率為:板不小于萬分之2.0,側(cè)墻不小于萬分之2.5。②每50m以內(nèi)設(shè)置一道連續(xù)式或后澆式膨脹加強(qiáng)帶,要求其水中14天的限制膨脹率不小于萬分之3.0。③適當(dāng)提高地下室板及側(cè)墻的構(gòu)造配筋率。④從嚴(yán)格控制材料質(zhì)量、規(guī)范施工和養(yǎng)護(hù)操作的角度來考慮,一方面優(yōu)化砼的配合比設(shè)計(jì),加入合適的添加劑,控制水灰比、砂率、水泥用量及塌落度等指標(biāo);另一方面要求加強(qiáng)砼的振搗及養(yǎng)護(hù),應(yīng)有可靠措施保證砼在全濕潤條件下硬化,優(yōu)先考慮蓄水養(yǎng)護(hù)。
1底板計(jì)算過程
1.1 確定荷載
地下水的設(shè)防水位應(yīng)取建筑物設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)(包括施工期)可能產(chǎn)生的最高水位,因本工程巖土工程勘察報(bào)告中沒有提供地下水的最高水位,故地下水設(shè)防水位取建筑物的室外地坪標(biāo)高。近似的算法為:由平時(shí)水壓的荷載控制q=[1.35×10×3.92(水頭)-0.4(底板厚)×25] ×1.15(裂縫調(diào)整系數(shù))=49.4。
1.2 確定底板厚度
確定底板厚度時(shí)一般需考慮如下因素:①底板的沖切承載力;②兼作筏板功能時(shí)尚要考慮其調(diào)節(jié)不均勻沉降的能力及筏板的整體剛度。
(1)底板的沖切承載力。底板的沖切承載力一般指底板在水壓或水壓與人防組合荷載作用下,其抵抗沖切破壞的能力,通常由承臺(tái)或獨(dú)立基礎(chǔ)的沖切控制。沖切錐體的形狀通常為從底板底與承臺(tái)(基礎(chǔ))的交接處沿向墻柱方向的45度線交于底板面。
驗(yàn)算公式為:Fl≤0.7ftumh0×?濁(詳砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范公式7.7.1-1),
荷載Fl=(相應(yīng)位置柱按面積法所占面積-
承臺(tái)(基礎(chǔ))的面積)×q底板
本工程板厚暫取400mm,取8m×8m計(jì)算跨度進(jìn)行驗(yàn)算:
fl=(8.0×8.0-4.0×4.0)×49.4=2371.2KN。
0.7ft?滋mh0×η=0.7×1.43×10 ×14.64×0.340×1.6=7972.1KN>Fl,滿足要求。
當(dāng)沖切不滿足時(shí),可先考慮適當(dāng)加大承臺(tái)(基礎(chǔ))的尺寸,以獲得較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
(2)底板同時(shí)用作筏板時(shí)需同時(shí)滿足筏板的構(gòu)造要求。此工程底板未用作筏板,故無需考慮。
1.3 內(nèi)力及配筋計(jì)算
本工程采用等代框架的簡化方法計(jì)算,而非經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法,其優(yōu)點(diǎn)為不受各跨跨度的限制,可考慮到大小跨對內(nèi)力的影響,并對任何位置可只抽出單跨來進(jìn)行驗(yàn)算。具體步驟如下:
(1)用連續(xù)梁模型計(jì)算等代框架每米寬度的彎矩平均值。各部位彎曲的計(jì)算通式為M=?琢ql02。
(2)按柱上板帶將內(nèi)力相應(yīng)調(diào)大。根據(jù)無梁樓蓋中彎矩在柱上板帶與跨中板帶的分配規(guī)律,結(jié)合考慮穹頂效應(yīng)的影響,可得出柱上板帶各部位處單位寬度的簡化計(jì)算式如下:①中間跨支座處M'=0.08ql02×1.5×0.8,其中1.5為柱上板帶內(nèi)力增大系數(shù),0.8為考慮穹頂效應(yīng)的折減系數(shù);②中間跨跨中處M=0.05ql02×1.1×0.8,其中1.1為柱上板帶內(nèi)力增大系數(shù);③邊跨支座處M'=0.11ql02×1.5,其中1.5為柱上板帶內(nèi)力增大系數(shù),并注意邊跨不能考慮穹頂效應(yīng);④邊跨跨中處M=0.08ql02×1.1,其中1.1為柱上板帶內(nèi)力增大系數(shù)。
而跨中板帶可根據(jù)圖2所示分配系數(shù)近似計(jì)算。
(3)計(jì)算跨度l0的確定
當(dāng)基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí),分以下兩種情況:a.當(dāng)≥5時(shí),對所有部位l0=l-(c1+c2);b.當(dāng)<5時(shí),在計(jì)算跨中彎矩時(shí),l0取兩柱邊的凈距,其余部位仍取l0=l-(c1+c2)。其中tc為承臺(tái)厚度,t為底板厚度,l為柱距、c1為左基礎(chǔ)的一半、c2為右基礎(chǔ)的一半。
本工程取計(jì)算跨度l0=l-(c1+c2)。此時(shí)還應(yīng)注意驗(yàn)算柱邊截面處彎矩,考慮到實(shí)際底板與基礎(chǔ)相連,相當(dāng)于變截面梁,計(jì)算柱邊彎矩時(shí),需將按等截面梁的計(jì)算結(jié)果乘以放大系數(shù)1.25,因該截面同時(shí)又屬于基礎(chǔ),故最終彎矩應(yīng)為按變截面梁在水壓作用下的結(jié)果與扣除水浮力后作為承臺(tái)的所受彎矩的疊加,此時(shí)截面高度取基礎(chǔ)高度。
大小跨的計(jì)算在此就不贅述。
(4)配筋計(jì)算及裂縫驗(yàn)算:按上述算得的彎矩對柱上板帶和跨中板帶各截面進(jìn)行配筋設(shè)計(jì),并按強(qiáng)度計(jì)算得到的配筋進(jìn)行裂縫驗(yàn)算,其中迎水面裂縫限值為0.2mm(保護(hù)層厚度為50mm),背水面裂縫限值為0.3mm(保護(hù)層厚度可取20mm)。一般情況下,迎水面的鋼筋均由裂縫控制,根據(jù)彎矩大小的不同,可比相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算配筋增大約20%～55%。
本工程塔樓與裙樓采用了不同的基礎(chǔ)形式,需要考慮它們之間的沉降差問題。首先需要計(jì)算出主裙樓的沉降,看是否存在沉降差。經(jīng)計(jì)算本工程存在較大的沉降差,可以采用“抗”、“放”結(jié)合的方法來處理,即一方面加大主裙樓連接構(gòu)件的配筋、一方面留置沉降后澆帶等方法。
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