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5.4 结构设计
5.4.1 当地基不处理或仅消除地基的部分湿陷量时,结构设计应根据建筑物类别、地基湿陷等级或地基处理后下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值或剩余湿陷量,以及建筑物对不均匀沉降的敏感度等确定采取的结构措施,并应符合下列规定:
1 选择适宜的结构体系和基础形式;
2 墙体宜选用轻质材料;
3 加强结构的整体性和空间刚度;
4 预留适应沉降的净空。
5.4.2 建筑物的平面、立面布置复杂时,宜采用沉降缝将建筑物分成若干个简单、规则,并应具有较大空间刚度的独立单元。沉降缝两侧,各单元应设置独立的承重结构体系。
5.4.3 高层建筑的设计,宜选用轻质高强材料,应加强上部结构刚度和基础刚度,并宜采取下列措施:
1 调整上部结构荷载合力作用点与基础形心的位置,减小偏心;
2 采用桩基础或采用减小沉降的其他有效措施,控制建筑物的不均匀沉降或倾斜;
3 主楼与裙房采用不同的基础形式时,应考虑高低不同部位沉降差的影响,并采取相应的措施。
5.4.4 大厚度湿陷性黄土地基上的建筑,宜采取下列措施:
1 建筑物平、立面布置宜简单、规则,并应控制建筑物的长度和长高比。
2 加强建筑物的整体性和空间刚度,采用适宜的基础形式和结构体系,增强建筑物抵抗不均匀沉降的能力。基础应采用钢筋混凝土箱基、筏基、交叉梁条基等形式;结构宜采用现浇钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、剪力墙等体系,多层建筑也可采用砌体结构体系,但各楼层均应设置封闭交叉圈梁和构造柱。
3 建筑物宜利用沉降缝分成若干个简单、规则,并具有较大空间刚度的独立单元,并宜加大沉降缝宽度。
5.4.5 地下管道或管沟穿过建筑物的基础或墙时,应预留洞孔,并应符合下列规定:
1 洞顶与管道及管沟顶间的净空高度:消除地基全部湿陷量的建筑物,不宜小于200mm;消除地基部分湿陷量和未处理地基的建筑物,不宜小于300mm。洞边与管沟外壁应脱离。
2 洞边与承重外墙转角处外缘的距离不宜小于1m;当不能满足要求时,可采用钢筋混凝土框加强。
3 洞底距基础底不应小于洞宽的1/2,并不宜小于400mm,当不能满足要求时,应局部加深基础或在洞底设置钢筋混凝土梁。
5.4.6 砌体承重结构建筑的现浇钢筋混凝土圈梁、构造柱或芯柱设置,应符合下列规定:
1 乙类、丙类建筑的基础内和屋面檐口处,均应设置钢筋混凝土圈梁。乙类、丙类中的多层建筑,应每层设置钢筋混凝土圈梁。单层厂房和单层空旷房屋,当檐口高度大于6m时,宜增设钢筋混凝土圈梁。
2 丁类建筑地基湿陷等级为Ⅱ级时,应在基础内和屋面檐口处设置配筋砂浆带;地基湿陷等级为Ⅲ级、Ⅳ级时,应在基础内和屋面檐口处设置钢筋混凝土圈梁。
3 采用严格防水措施的多层建筑,应每层设置钢筋混凝土圈梁。
4 各层圈梁均应设在外墙、内纵墙和对整体刚度起重要作用的内横墙上,横向圈梁的水平间距不宜大于16m。圈梁应在同一标高处闭合,遇有洞口时应上下搭接,搭接长度不应小于其竖向间距的2倍,且不得小于1m。
5 在纵横圈梁交界处的墙体内,宜设置钢筋混凝土构造柱或芯柱。
5.4.7 多层砌体承重结构建筑,不得采用空斗墙和无筋过梁。砌体承重结构建筑的窗间墙宽度,在承受主梁处或开间轴线处,不应小于主梁或开间轴线间距的1/3,并不应小于1.0m;在其他承重墙处,不应小于0.6m。门窗洞孔边缘至建筑物转角处(或变形缝)的间距不应小于1.0m。当不能满足要求时,应在孔洞周边采用钢筋混凝土框加强,或在转角及轴线处加设构造柱或芯柱。
5.4.8 当砌体承重结构建筑的门窗洞或其他洞孔的宽度大于1m,且地基未处理或未消除地基的全部湿陷量时,应采用钢筋混凝土过梁。
5.4.9 厂房内吊车上的净空高度,对消除地基全部湿陷量的建筑不宜小于200mm,对消除地基部分湿陷量或地基未处理的建筑不宜小于300mm。吊车梁应设计为简支。吊车梁和吊车轨之间应采用能调整的连接方式。
5.4.10 预制钢筋混凝土梁在砖墙、砖柱上的支承长度不宜小于240mm;预制钢筋混凝土板在砖墙上的支承长度不宜小于100mm,在梁上不应小于80mm。
5.4.1 本条强调了采取结构措施时要根据建筑物类别和地基处理的具体情况等因素区别对待。建筑物类别高、剩余湿陷量大、对不均匀沉降敏感时,宜采取多种组合措施。反之可采取较少组合措施。
对多层砌体房屋,墙体材料提倡采用轻质材料,以减轻结构自重,降低基底附加压力,对在非自重湿陷性黄土场地上,按湿陷起始压力设计时具有重要意义。
5.4.2 建筑物平面、立面布置复杂时,上部结构传至基础的荷载在平面上不易均匀,且结构上应力集中点较多,基础产生不均匀沉降时结构更易产生裂缝和其他损害。划分成简单规则的单元有利于避免或减轻危害程度。就考虑湿陷变形对建筑物平、立面布置的要求而言,尚难提出量化标准,只能从概念设计角度出发提出原则性要求。
我国湿陷性黄土地区大多属于抗震设防区。在具体工程设计中,应根据抗震设防要求、地基条件和温度区段长度等因素,综合考虑沉降缝的设置问题。
沉降缝处不宜采用牛腿搭梁的做法。一是结构单元要保证足够的空间刚度,不应形成三面围合,靠缝一侧开敞的形式;二是采用牛腿搭梁的“铰接”做法,构造上很难实现理想铰,一旦出现较大沉降差时,由于沉降缝两侧的结构单元未能彻底脱开而互相牵扯、互相制约,将会导致沉降缝处局部损坏较严重的不良后果。
5.4.3 本条强调了高层建筑减轻结构自重的重要性。高层建筑属于甲类和乙类建筑,一般采用桩基础或采取地基处理措施。如不设沉降缝,在设计地基基础方案时,除考虑地基的承载力和变形等因素外,还需根据上部结构的荷载分布特点考虑不均匀沉降的调整。
5.4.4 本条修订的主要内容包括:1)增加了大厚度湿陷性黄土地基上建筑的结构措施。结构措施主要用于减小和调整建筑物的不均匀沉降,或使上部结构适应地基的变形。建筑物应尽可能避免采用独立基础;控制长高比小于3.0;合理设置沉降缝,其宽度可根据地基的压缩变形、湿陷变形、震陷变形综合确定。2)取消原“规范”中“丙类建筑基础的埋置深度”的条文,丙类建筑基础的埋置深度按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定执行。
5.4.6 原“规范”第1款在执行过程中,出现了乙类、丙类多层建筑在采取每层设置钢筋混凝土圈梁的结构措施之后,不再遵守剩余湿陷量要求的工程个例,违反了“以地基处理为主的综合措施”的原则。为确保工程质量,防止和减少地基湿陷事故,本次修订改为“乙类、内类中的多层建筑应每层设置钢筋混凝土圈梁”,有关地基处理的要求按本标准第6章地基处理的规定执行。
纵、横向圈梁在平面内互相拉结才能有效发挥作用(特别是楼、屋盖采用预制板时)。规定横向圈梁间距不大于16m,主要是考虑增强砌体结构房屋的整体性和刚度,是按照现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003中房屋静力计算方案为刚性时对横墙间距的最严格要求而规定的。对于多层砌体房屋,实际上规定了横墙的最大间距;对于单层厂房或单层空旷砖房,则要求将屋面承重构件与纵向圈梁可靠拉结。
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- 附录B 中国湿陷性黄土工程地质分区
- 附录C 黄土地层的划分
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- 附录F 未消除全部湿陷量的地基地下水位上升时的设计措施
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