02基础、墙体及变形缝构造

第6章、基础、墙体、变形缝引子——地基与基础的概念受建筑物荷载影响的土层------地基建筑物向地基传递荷载的下部结构——基础直接能承受荷载的土层——持力层持力层以下的土层——下卧层建筑物对地基的要求：a、强度：地基的承载能力能满足上部结构的要求。b、稳定：地基在受力后的变形应在规范允许的范围内。c、经济：地基处理的费用应做到经济合理。地基分类：a、天然地基：凡天然土层具有足够的承载力，不需经人工改良或加固便可作为建筑地基者。如：一般岩石，岩石风化后的土层（有一定厚度）。b、人工地基：当上部荷载较大或土壤的承载能力较低，缺乏足够的坚固性和稳定性时，必须对土壤进行人工处理，才能作为建筑物的地基者。地基处理：a、碾压、夯实法——重锤夯实、机械碾压、震动压实。b、换土法——挖去软弱土层换成较坚硬的材料，如：中砂、粗砂、碎石、矿渣等。c、堆载法——在软弱土层上堆载重物，如：废钢锭、废钢筋混凝土预制板等。d、化学加固法——利用高压旋喷方法注入水泥浆或水玻璃等粘固剂提高土壤强度。基础承受着房屋的全部荷载，因此基础应具有足够的强度，才能稳定地把荷载传给地基，同时基础应满足耐久性要求。如果基础先于上部结构破坏，检查和加固都十分困难，而且还会影响房屋建筑的使用寿命。由室外设计地面到基础底面的距离，叫做基础的埋置深度。图2.1为基础的埋置深度。基础的埋深大于5m时，称为深基础——费工、费料。基础的埋深不超过5m时，称为浅基础——省工、省料、造价低。但太浅时基础暴露室外易受损，一般地表腐殖土有一定厚度，所以H≮0.5m。1、基础的要求与埋置深度图2.1基础的埋置深度影响基础埋置深度的因素主要包括：（1）建筑物有无地下室、设备基础及基础的形式及构造等。（2）作用在地基上的荷载大小和性质。（3）工程地质和水文地质条件。（4）地基土的冻结深度和地基土的湿陷地基土冻胀时，会使基础隆起，冰冻消失又会使基础下陷，久而久之，基础就会被破坏。基础最好深埋在冰冻线以下200mm。湿陷性黄土性地基遇水会使基础下沉，因此基础应埋置深一些，避免被地表水浸湿。（5）相邻建筑的基础埋深最好小于原有建筑的基础埋深。当基础深于原有建筑基础时，则新旧基础间的净距一般为相邻基础底面高差的1～2倍。——基础设计的要点:1、类型选择：a、充分利用地基的承载能力b、尽量就地取材,节约三材(水泥,钢材,木材)c、结合当地条件,力求做到便于施工,减少工作量d、考虑对周围建筑的影响，优先采用新技术2、常用刚性基础的设计深度：a、基础埋置深度愈浅愈经济，但不能过浅，基础暴露地面以上容易风化。一般H(埋置深度)0.5m。b、考虑因素:工程地质条件：按荷载大小，结构性质选择可靠的持力层。地下水位条件：最好在最低水位地以下200(图1)，或尽量在最高地下水位以上(图2)。冰冻线的影响：在北方地区冰冻会影响基础安全，因为水结冰后体积膨胀，冰化后又收缩.造成基础破坏。因此基础底应在冰冻线以下200(图3),各地冰冻线深度不同。与相邻基础的关系:一般不深于原有相应基础.如必须深于已有基础则要采取一定。措施.如阶梯式放脚;保持一定的净距L=1~2(基础底差)。其他:遇井,穴;局部土质欠佳;管道穿基础;------由结构工种采取相应措施2、基础的类型与构造基础的构造类型与建筑物的上部结构形式、荷载大小、地基的承载力以及它所选用的材料性能有关。基础按其使用材料分有砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础等；按构造形式分有条形基础、独立基础、整片基础和桩基础等；按受力特点分有刚性基础和柔性基础。2.1条形基础当建筑物上部结构采用墙体承重时，基础常采用连续的条形基础。（1）砖基础（刚性基础）砖砌条形基础由垫层、砖砌大放脚、防潮层和基础墙四部分组成。如图2.2所示。基础垫层一般有灰土垫层、碎砖三合土垫层和混凝土垫层等。砖基础台阶的宽高比为1∶1.5，如图2.3所示。砖砌条形基础一般多用于地基土质好、五层以下的房屋。图2.2砖基础的构造图2.3基础宽度与高度关系2）钢筋混凝土基础（柔性基础）当墙下条形基础的上部荷载较大时，可采用钢筋混凝土条形基础。由于这种基础底部配有钢筋，钢筋的抗拉性能好，不受刚性角的限制。因此，不受刚性角限制的基础也称柔性基础，如图2.4所示。钢筋混凝土基础最薄处的厚度不小于200mm，钢筋直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm。基础混凝土的强度等级不宜低于C15，垫层厚度宜为70～100mm。图2.4钢筋混凝土基础2.2独立基础独立基础一般用于柱子下面，每根柱子一个基础，往往单独存在，所以称为独立基础,也称单独基础。形式有台阶式、锥形等。2.3整片基础整片基础包括筏式基础和箱形基础。当上部结构荷载较大，地基承载力较低，可选用整片筏式基础，以减少基底压力，降低地基沉降。整片筏式基础按结构形式分为板式结构和梁板式结构两类，如图2.5（a）、（b）所示。当钢筋混凝土基础埋深很大，为了加强建筑物的刚度，可用钢筋混凝土筑成有底板、顶板和四壁的箱形基础。箱形基础内部可用作地下室，如图2.5（c）所示。图2.5整片基础(a)板式；(b)梁板式(井格式)；(c)箱形浅基础小结：2.4桩基础（深基础）当建筑物荷载较大，地基的软弱土层厚度在5m以上，基础不能埋在软弱土层内时，可采用桩基础，一般深度在十几米至几十米。桩基础按其受力性能可分为端承桩和摩擦桩两种。端承桩是将建筑物的荷载通过桩端传给坚硬土层，而摩擦桩是通过桩侧表面与周围土壤的摩擦力传给地基。目前采用最多的是钢筋混凝土桩，包括预制桩和灌注桩两大类(上海是冲积平原，高层建筑基本上是采用磨擦桩)。桩基端承桩（插入持力层）a.PQP=Qb.摩擦桩PqP=q2.5刚性基础与柔性基础受刚性角控制的基础————刚性基础，不同材料基础的刚性角不同，其大小取决于材料本身的性能。基础受力在刚性角范围以内a.基础宽度超过刚性角的范围而破坏b.不受刚性角控制的基础——柔性基础由于钢筋混凝土具有很好的抗弯能力可以满足上部荷载对基础的要求3墙体的类型、承重方案及构造3.1墙的类型（1）按墙体在建筑物中的位置分墙体按在建筑物中的位置分，有外墙、内墙、窗间墙、窗下墙、女儿墙等。（2）按墙体方向分墙体按方向分，有纵墙和横墙。纵墙指与房屋长轴方向一致的墙，而横墙则是与房屋短轴方向一致的墙。外横墙习惯上称为山墙。（3）按墙体受力情况分墙体按受力情况可分为承重墙和非承重墙。承重墙指承受上部结构传来荷载的墙；非承重墙指不承受上部结构传来荷载的墙。非承重墙又可分为自承重墙、隔墙、填充墙和幕墙等。自承重墙仅承受自身荷载而不承受外来荷载；隔墙主要用作分隔内部空间而不承受外力；填充墙是用作框架结构中的墙体；悬挂在骨架外部或楼板间的轻质外墙为幕墙。（4）按墙体材料分按墙体材料分有砖墙、石墙、混凝土墙、砌块墙、板材墙等。（5）按墙体构造方式分按墙体构造方式分有实体墙、空体墙和组合墙。实体墙是用一种材料所砌成的实心无孔洞墙体；空体墙也叫空心墙，是用一种材料砌成的具有空腔的墙；组合墙是由两种及两种以上的材料组合而成的墙。墙的类型如图3.1所示。图3.1墙的类型1—纵向承重外墙；2—纵向承重内墙；3—横向承重内墙；4—横向自承重外墙（山墙）；5—隔墙3.2墙体的承重方案（1）横墙承重方案横墙承重方案是将楼板两端搁置在横墙上，荷载由横墙承受，纵墙只起围护和分隔的作用。此种承重方案楼板跨度小、房屋空间刚度大、整体性好，但建筑空间组合划分不够灵活，适用于小开间的建筑，如图3.2（a）所示。（2）纵墙承重方案纵墙承重方案是将楼板两端搁置在内外纵墙上，荷载由纵墙承受。此种方案空间划分灵活，能分割出较大的房间，构件规格少，但门窗洞口尺寸受到一定的限制，且刚度较差，适用于需要较大房间的建筑，如图3.2（b）所示。（3）纵横墙承重方案纵横墙承重方案是将楼板布置在纵横墙上，荷载由纵横墙承受。此种方案平面布置灵活，空间刚度好，但楼板类型较多，适用于开间和进深尺寸较大、平面复杂的建筑，如图3.2（c）所示。（4）半框架承重方案半框架承重方案是在建筑内部采用梁、柱组成框架承重，四周采用墙体承重，楼板的荷载由梁、柱或墙共同承担。此种方案平面划分灵活，室内空间较大，空间刚度好，适用于内部需要较大空间的建筑。如图3.2（d）所示。图3.2墙体的承重方案(a)横墙承重；(b)纵墙承重；(c)纵横墙混合承重；(d)墙与内框架柱混合承重3.3墙体的构造要求（1）满足强度和稳定性要求。墙体的强度取决于砌体的材料，其厚度应按计算确定。墙的稳定性与墙的长度、高度和厚度有关。（2）（3）满足减轻自重、降低造价、不断采用新材料和新工艺的要求。墙体除以上基本要求外，对特殊建筑或房间还应满足特殊要求，如防火、防腐蚀、防射线等。3.4砖墙及其细部构造砖墙按构造分，有实心砖墙、空斗墙、空心砖墙和复合墙等几种类型。实心砖墙由普通粘土砖或其他实心砖按照一定的方式组砌而成。空斗墙是由实心砖侧砌或平砌与侧砌结合砌成,墙体内部形成较大的空洞。空心砖墙是由空心砖砌筑的墙体。复合墙是指由砖或其他高效保温材料组合形成的墙体。实心粘土砖多孔粘土砖粉煤灰硅酸盐砌块混凝土空心砌块各类砌块对比砖墙的组砌方式，简称“砌式”。主要是指砖在砌体中的排列方式。砌筑原则：为了使砖墙坚固，砖的排列方式应遵循内外搭接、上下错缝的原则，错缝距离一般不小于60mm。错缝和搭接能够保证墙体不出现连续的垂直通缝，以提高墙的强度和稳定性。砖墙的砌筑要求：砖缝横平竖直，砂浆饱满，厚薄均匀。多层建筑的承重墙、外墙、砖柱等，通常为实体墙。——将砖块的长度方向顺着墙的长度方向水平放置，称为“顺砌”或“顺砖”。——而与顺砌方向垂直放置，则称为“丁砌”或“丁砖”，砖墙中每层砖称为“每皮砖”。——常见的实体墙的砌式为：一顺一丁式、多顺一丁式、十字式、370砖墙砌法、120砖墙砌法、180砖墙砌法。3.4.1勒脚勒脚是外墙外侧与室外地面接近的部位。勒脚经常受到地面水、檐口滴水的浸溅，同时容易受碰撞，如不采取措施加以防护，就会影响房屋的坚固、耐久和美观。常见的构造做法是在勒脚部位将墙体适当加厚或用石材砌筑，还可在外侧抹水泥砂浆、水刷石等面层，或贴天然石材。勒脚的高度一般距室外地坪500mm以上或考虑造型的要求与窗台平齐，如图3.3所示。图3.3勒脚的构造(a)抹水泥砂浆或水刷石；(b)加厚墙身并抹灰；(c)镶砌石材；(d)用石材砌筑3.4.2散水与排水沟（1）散水是将雨水散开到离房屋较远的室外地面上去，是自由排水的形式。散水的构造做法有砖散水、三合土散水、块石散水、混凝土散水、季节性冰冻地区散水等，如图3.4所示。散水的宽度一般为600～1000mm，坡度3%～5%，并应比屋顶檐口宽出100～200mm。（2）排水沟是将雨水集中排入下水道系统中去，属有组织的排水形式。排水沟的构造做法有混凝土排水沟、砖砌排水沟和石砌排水沟等。图3.4散水构造(a)砖散水；(b)三合土散水；(c)块石散水；(d)混凝土散水；(e)季节性冰冻地区的散水20厚1：2.5水泥砂浆60厚细石混凝土墙体120砖墙室外地面明沟做法示意图明沟改为暗沟散水明沟3.4.3防潮层为防止土壤中的水分由于毛细孔作用进入墙内，在墙中设置的连续防水层称墙身防潮层。防潮层的构造做法有防水砂浆防潮层、细石混凝土防潮层和油毡防潮层等。地下潮气雨水下渗室内地坪室外地面沿墙流淌雨水雨水上溅卷材防潮层先抹20mm厚水泥砂浆找平层，上铺一毡二油，此种做法防水效果好，但有油毡隔离，削弱了砖墙的整体性，不应在刚度要求高或地震区采用。防水砂浆防潮层采用1：2水泥砂浆加水泥用量3%-5％防水剂，厚度为20~25mm或用防水砂浆砌三皮砖作防潮层。此种做法构造简单，但砂浆开裂或不饱满时影响防潮效果。细石混凝土防潮层采用60mm厚的细石混凝土带，内配三根φ6钢筋，其防潮性能好。油毡防潮层室内地面20厚