沉降后浇带的设计

休息(卧室)、工作学习(书房)、回归自然(阳 台、屋顶花园、院坝等)、其他(贮藏、体育健 身、宠物空间等)等的功能照明与生理心理分 析,都是住宅照明研究的范围,限于篇幅不再 赘述。 3 结语 住宅人工照明与健康研究是一个系统工 程。它涉及照明与热工声学、建筑空间与功 能、建筑构造、装饰装修及材料、家具陈设饰 物等,涉及到人的生理与心理,是一个复杂的 体系。对照明与这些众多内容的单个关系与 综合关系进行逐一分析, 对住宅各空间功能 与人的生理心理之间的相互关系进行研究, 是研究工作的深化和必然。研究工作的最终 目的, 是要将成果运用于实际工作之中。由 于住宅的复杂性,要真正做到照明环境有益 于居者的健康,需要住宅建筑、室内设计 与照明设计的结合, 需要对文中各项内容的 照明进行深入的量化研究, 这将是一个长期 的综合性的研究课题, 也需要我们长期不懈 的努力。 (收稿日期: 2001- 06- 23) 沉降后浇带的设计 张 涛 张 犁 (江苏高淳花山集团基建队) (厦门市金属材料交易市场 361006) 摘要 提出用施工后浇带代替沉降缝的设计思想,并对地下室底板、侧板及上部 结构梁、板等部位的沉降后浇带提出了具体的设计方法。 关键词 沉降后浇带 结构设计 沉降差 施工缝的设置是为了在大面积砼浇注或 大体积砼浇注中减少由于水化热而产生的收 缩裂缝。在5混凝土结构设计6( GBJl0 ) 89)和5钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工 规程6( JGJ3 ) 91)中, 对此种施工缝(也称为 施工后浇带)的尺寸、构造均有较为详细的规 定。 在实际工程中, 施工后浇带的作用已被 拓广,在高层建筑(带裙房)或高低跨建筑中, 人们经常将施工后浇带兼作沉降缝来设置, 以解决一些特殊的建筑功能要求及结构要 求。 为区分起见, 将起沉降缝作用的后浇带 称沉降后浇带,起伸缩缝作用的后浇带称为 伸缩后浇带。 伸缩后浇带兼作沉降后浇带的具体设计 思想是:在需设置沉降缝的地方设一道施工 后浇带,与普通伸缩后浇带不同的是,它不是 砼达到一定强度后即可浇注, 而是待房屋主 体结构结束,短期沉降已基本结束后再浇注。 在现行设计规范中, 并未对此种后浇带 的设计和构造作出说明, 笔者将对此种后浇 带在不同结构部位的设计及构造要求作一探 讨。 1 地下室底板沉降后浇带的设计 在高层建筑中, 主楼及裙房下一般均设 地下室,在未采用桩基础或基础未座落于基 岩上时,根据规范, 在主楼与裙房间应设沉降 缝。若设计条件不允许设沉降缝时,可考虑 采用沉降后浇带。 1. 1 沉降后浇带设置的位置 在结构设计中, 地下室底板的结构形式 通常有整板式、梁板式、箱形基础等,沉降后 浇带位置的确定,在结构设计中应遵循下列 13 5住宅科技62001. 10 规划#设计 原则: ( 1)沉降后浇带与沉降缝类似,应上下层 对齐,并设在裙房与主楼的连接跨内。 ( 2)应预先对设沉降后浇带处所应采用 的结构型式作合理考虑。从受力角度考虑, 由于设后浇带后,结构局部在重力荷载作用 下变为悬挑结构,而梁式结构和箱形结构抗 弯刚度较大, 所以箱形基础及梁板基础成为 首选。从施工方便上考虑,结构选择顺序应 为:整板式基础 ) 箱形基础 ) 上翻式梁板基 础 ) 下翻式梁板基础。笔者通过工程实际经 验认为,整板式基础若能满足受力限制条件, 应做为首选结构方案。 ( 3)从沉降后浇带受力性能合理考虑,应 选择在剪力较小的位置设沉降后浇带。 ( 4)在某些特殊情况下,由于建筑功能要 求,施工现场要求,设备安装要求或其它非结 构因素,不允许将沉降后浇带设置在主、附楼 联结跨内(如图 1) , 可将后浇带外移一跨,但 需对附楼的梁柱做适当加强, 以避免沉降对 裙楼受力产生影响。 图 1 沉降后浇带位置 ( 5)沉降后浇带的设置要兼顾大面积砼 浇注时伸缩后浇带的间隔距离, 大约 20~ 30m设一道。 1. 2 沉降后浇带的宽度 在现行规范中, 伸缩后浇带的宽度通常 为800~ 1000mm,且钢筋不断,沉降后浇带与 伸缩后浇带不同,沉降后浇带的两侧将产生 沉降差, 所以设计时应将此因素考虑进去。 若沉降后浇带内钢筋不切断, 设计时应按下 述原则考虑: ( 1)计算裙房部分和主楼部分的理论沉 降量,求出沉降后浇带两侧的沉降差。 ( 2)考虑沉降差导致钢筋受拉的力学变 化(如图 2) , l 为后浇带宽度, D为后浇带两 侧沉降差。 图 2 沉降后浇带宽度 钢筋由于沉降差产生的伸长v l1 为: v l 1= ( D2+ l 2) 1/ 2- l 设v l 2为砼收缩产生的钢筋拉伸,则钢 筋总拉伸为: v l= v l1+ v l 2 现忽略砼收缩对钢筋拉伸影响,则钢筋 应变为: v l / l= v l 1/ l= [ ( D2+ l2) 1/ 2- l ] / l= [ ( D/ l ) 2+ 1] 1/ 2] - 1 若钢筋应变值在某一限值[ vS ] (人为确定,应在弹性范围内)范围内,则有: v l 1/ l = [ ( D/ l ) 2+ 1] 1/ 2- 1 [ [ vS ] 由此可得: l \[ ( [ vS] + 1) 2- 1] - 1/ 2 @ D 按规范规定: l \800mm 由此可求得后浇带的宽度,从上式可知, 沉降差越大,后浇带宽度越宽。 1. 3 沉降后浇带内钢筋的配置 沉降后浇带内的钢筋配置应针对不同的 结构形式区别对待。 由于沉降后浇带内的钢筋通常是不切断 的,所以后浇带两侧的沉降差必然导致钢筋 损失一部份强度, 具体损失强度可由[ vS ] 值求得。这样,就必须增加补强钢筋,以弥补 钢筋强度损失。 在整板式基础中, 可根据[ vS ]值,求出 钢筋强度损失值的百分比, 再按等强度原则 增设钢筋于底板的上下受力面,同时,再构造 性增加部分钢筋。 在梁板式基础中, 板内钢筋可参照整板 式基础增加钢筋的原则进行布置即可。在梁 内则必须对上、下边受力钢筋按[ vS ]值计 算出损失值, 再加补强钢筋和构造性补强钢 14 规划#设计 2001. 105住宅科技6 筋,对箍筋由于影响较小,可做构造性补强钢 筋,梁腹部纵向架立筋可不加强。 在箱形基础中, 箱形基础的底板可参照 整板式基础加补强筋和构造性补强筋, 对砼 墙内钢筋也须加强, 具体为横向分布筋可由 [ vS]值计算出钢筋损失强度, 再加设补强钢 筋及构造性补强钢筋, 对纵向分布筋只做构 造性加强即可。 此外,当沉降后浇带两侧沉降差较大,沉 降后浇带又无法放得足够大时,可考虑将钢 筋切断,待砼浇注前,用焊接连接或搭接连接 (视钢筋直径而定)。 补强钢筋的长度应锚入后浇带两侧砼 内,大于锚固长度 L a。 1. 4 施工荷载下底板的受力强度验算及地 基承载力验算 设后浇带后, 基础底板的受力应按主楼 下底板和裙房下底板分别验算其强度和变 形,荷载应按施工荷载考虑,并要按组合系数 加入风荷载和地震荷载, 若此验算不合格,则 应对后浇带位置及底板结构作相应调整。 同时,对主、裙房下地基承载力也要做相 应验算。 1. 5 砼浇注时间及砼强度的确定 沉降后浇带的砼浇注时间理论上应等沉 降完成后浇注, 但在实际当中,可根据理论沉 降量与实测沉降量的比值确定,也可根据实 际加载量与最后使用荷载的比值来确定。 根据以往的房屋沉降观测资料, 房屋最 终沉降量只及理论计算的 50%~ 70%左右, 只有个别情况例外。究其原因主要是因为: ¹理论计算通常用分层总和法,而其中土的 压缩模量与实际有误差; º沉降计算时,大多 数设计人员都用设计荷载计算,而设计荷载 往往较实际荷载大, 所以理论计算的沉降值 偏大。 由此笔者认为, 若实测沉降量达到理论 沉降量的 0. 3~ O. 5之间,即可浇后浇带。以 后若还有沉降差发生, 则靠结构自身做内部 受力调整, 这也正是后浇带内要加构造性补 强钢筋的原因之一。同样, 后浇带的砼强度 也要适当提高,以增加后浇带的抗剪强度。 1. 6 后浇带的防水问题 在施工中, 往往地下室施工完毕之后就 停止降水,这样,后浇带处就成为进水的主要 路径之一,影响了工程的正常进行。 根据以往的工程经验, 可采取下述方法 对地下室后浇带进行防水处理(如图 3) : 后 浇带下部用砼浇一 100~ 200mm 厚板, 配部 分钢筋,沉降发生时,此处为结构薄弱处, 可 发生裂缝,容许沉降发生,而由裂缝处渗入地 下室的水将不会影响正常施工。 图 3 防水处理 2 地下室侧板设沉降后浇带的设计 地下室侧板的沉降后浇带,其位置、宽度 均与底板上的后浇带相同, 钢筋配置与箱形 基础砼墙内钢筋相同, 墙体受力强度分析与 不设缝墙类似。 侧壁墙的防水问题, 可在砼墙外用防水 砂浆砌 240mm砖墙的方法解决。 3 上部结构梁、板设沉降后浇带的设计 上部结构梁、板后浇带的设计与地下室 底板(梁板式)类似。但需要确定拆模时间, 若结构在施工荷载作用下,按悬挑计算,强度 不足,可推迟拆模时间,或增加结构配筋。 4 结束语 伸缩后浇带兼作沉降后浇带的设计方 法,是一种解决沉降缝问题的有效方法之一, 并在许多工程中得到使用, 均取得了良好的 效果,值得研究和推广。 至于对构造加强筋的配置问题,笔者认 为,应根据后浇带浇注之后,还有多少预测沉 降差发生来决定,预测沉降差越大,则构造加 强筋配置越多,反之,则应减少。 (收稿日期: 2001- 08- 08) 15 5住宅科技62001. 10 规划#设计