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的不均匀沉降、倾斜和构件等不利情况,采取下列结构措施:
    1 选择适宜的结构体系和基础型式;
    2 墙体宜选用轻质材料;
    3 加强结构的整体性与空间刚度;
    4 预留适应沉降的净空。
5.4.2 当建筑物的平面、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,应优先选用轻质高强材料,并应加强上部结构刚度和基础刚度。当不设沉降缝时,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值在允许范围内;
    3 当主楼与裙房采用不同的基础型式时,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 丙类建筑的基础埋置深度,不应小于1m。
5.4.5 当有地下管道或管沟穿过建筑物的基础或墙时,应预留洞孔。洞顶与管道及管沟顶间的净空高度;对消除地基全部湿陷量的建筑物,不宜小于200mm;对消除地基部分湿陷量和未处理地基的建筑物,不宜小于300mm。洞边与管沟外壁必须脱离。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。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,应按下列要求设置:
    1 乙、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。单层厂房与单层空旷房屋,当檐口高度大于6m时,宜适当增设钢筋混凝土圈梁。
    乙、丙类中的多层建筑:当地基处理后的剩余湿陷量分别不大于150mm、200mm时,均应在基础内、屋面檐口处和第一层楼盖处设置钢筋混凝土圈梁,其他各层宜隔层设置;当地基处理后的剩余湿陷量分别大于150mm和200mm时,除在基础内应设置钢筋混凝土圈梁外,并应每层设置钢筋混凝土圈梁。
    2 在Ⅱ级湿陷性黄土地基上的丁类建筑,应在基础内和屋面檐口处设置配筋砂浆带;在Ⅲ、Ⅳ级湿陷性黄土地基上的丁类建筑,应在基础内和屋面檐口处设置钢筋混凝土圈梁。
    3 对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、横圈梁交接处的墙体内,宜设置钢筋混凝土构造柱或芯柱。
5.4.7 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1m;在其他承重墙处,不应小于0.60m。门窗洞孔边缘至建筑物转角处(或变形缝)的距离不应小于1m。当不能满足上述要求时,应在洞孔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。
    对多层砌体承重结构建筑,不得采用空斗墙和无筋过梁。
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,且地基未经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经处理的建筑,不宜小于300mm。
    吊车梁应设计为简支。吊车梁与吊车轨之间应采用能调整的连接方式。
5.4.10 预制钢筋混凝土梁的支承长度,在砖墙、砖柱上不宜小于240mm;预制钢筋混凝土板的支承长度,在砖墙上不宜小于100mm,在梁上不应小于80mm
 
条文说明
5.4 结构设计
5.4.1 
1 增加建筑物类别条件
划分建筑物类别的目的,是为了针对不同情况采用严格程度不同的设计措施,以保证建筑物在使用期内满足承载能力及正常使用的要求。原规范未提建筑物类别的条件,本次修订予以增补。
2 取消原规范中“构件脱离支座”的条文。该条文是针对砌体结构为简支构件的情况,已不适应目前中、高层建筑结构型式多样化的要求,故予取消。
3 增加墙体宜采用轻质材料的要求
原规范仅对高层建筑建议采用轻质高强材料,而对多层砌体房屋则未提及。实际上,我国对多层砌体房屋的承重墙体,推广应用KPI型黏土多孔砖及混凝土小型空心砌块已积累不少经验,并已纳入相应的设计规范。本次修订增加了墙体改革的内容。当有条件时,对承重墙、隔墙及围护墙等,均提倡采用轻质材料,以减轻建筑物自重,减小地基附加压力,这对在非自重湿陷性黄土场地上按湿陷起始压力进行设计,有重要意义。
5.4.2 将原规范建筑物的“体型”一词,改为“平面、立面布置”。
因使用功能及建筑多样化的要求,有的建筑物平面布置复杂,凸凹较多;有的建筑物立面布置复杂,收进或外挑较多;有的建筑物则上述两种情况兼而有之。本次修订明确指出“建筑物平面、立面布置复杂”,比原规范的“体型复杂”更为简捷明了。
与平面、立面布置复杂相对应的是简单、规则。就考虑湿陷变形特点对建筑物平面、立面布置的要求而言,目前因无足够的工程经验,尚难提出量化指标。故本次修订只能从概念设计的角度,提出原则性的要求。
应注意到我国湿陷性黄土地区,大都属于抗震设防地区。在具体工程设计中,应根据地基条件、抗震设防要求与温度区段长度等因素,综合考虑设置沉降缝的问题。
原规范规定“砌体结构建筑物的沉降缝处,宜设置双墙”。就结构类型而言,仅指砌体结构;就承重构件而言,仅指墙体。以上提法均有涵盖面较窄之嫌。如砌体结构的单外廊式建筑,在沉降缝处则应设置双墙、双柱。
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;一旦出现较大的沉降差时,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
1 将原规范的“宜”均改为“应”,且加上“优先”二字,强调高层建筑减轻建筑物自重尤为重要。
2 增加了当不设沉降缝时,宜采取的措施:
1)高层建筑肯定属于甲、乙类建筑,均采取了地基处理措施——全部或部分消除地基湿陷量。本条建议是在上述地基处理的前提下考虑的。
2)第1款、第2款未明确区分主楼与裙房之间是否设置沉降缝,以与5.4.2条“平面、立面布置复杂”相呼应;第3款则指主楼与裙房之间未设沉降缝的情况。
5.4.4 甲、乙类建筑的基础埋置深度均大于1m,故只规定丙类建筑基础的埋置深度。
5.4.5 调整了原规范第2条“管沟”与“管道”的顺序,使之与该条第一行的词序相同。
5.4.6
1 在钢筋混凝土圈梁之前增加“现浇”二字(以下各款不再重复),即不提倡采用装配整体式圈梁,以利于加强砌体结构房屋的整体性。
2 增加了构造柱、芯柱的内容,以适应砌体结构块材多样性的要求。
3 原规范未包括单层厂房、单层空旷砖房的内容,参照现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003中6.1.2条的精神予以增补。
4 在第2款中,将原“混凝土配筋带”改为“配筋砂浆带”,以方便施工。
5 在第4款中增加了横向圈梁水平间距限值的要求,主要是考虑增强砌体结构房屋的整体性和空间刚度。
纵、横向圈梁在平面内互相拉结(特别是当楼、屋盖采用预制板时)才能发挥其有效作用。横向圈梁水平间距不大于16m的限值,是按照现行国家标准《砌体结构设计规范》表3.2.1,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,实则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能可靠拉结。
对整体刚度起重要作用的横墙系指大房间的横隔墙、楼梯间横墙及平面局部凸凹部位凹角处的横墙等。
6 增加了圈梁遇洞口时惯用的构造措施,应符合现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003和《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。
7 增加了设置构造柱、芯柱的要求。
砌体结构由于所用材料及连接方式的特点决定了它的脆性性质,使其适应不均匀沉降的能力很差;而湿陷变形的特点是速度快、变形量大。为改善砌体房屋的变形能力以及当墙体出现较大裂缝后,仍能保持一定的承担竖向荷载的能力,为增强其整体性和空间刚度,应将圈梁与构造柱或芯柱协调配合设置。
5.4.7 增加了芯柱的内容。
5.4.8 增加了预制钢筋混凝土板在梁上支承长度的要求。

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