地下室外墙竖向开槽节点结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种地下室外墙竖向开槽节点结构。


背景技术：

2.当前建筑地下室外墙中如遇到避不开的管井需开槽时，常用的处理方法是参考地下室筏板变标高做法，具体为：如图1所示，在地下室外墙室内侧竖向开槽厚度t，相应的室外侧凸出地下室厚度t，放坡45度到外墙。变截面处新增钢筋同地下室外墙同向配筋，并保证钢筋的锚固长度满足la。
3.该常用节点做法在使用中会受到限制，具体如下：
4.第一，当地下室外墙紧贴建筑红线时，外墙受制约无法向室外侧凸出，此时该节点无法使用；
5.第二，如果地下室基坑周边维护结构有围护桩，且围护桩距地下室外墙距离较近，对地下室外墙室外侧凸出面的施工操作有影响，将无法或较难实现该节点做法；
6.第三，建筑地下室多于一层时，如果该地下室外墙竖向开槽仅设置在地下一层，其它层没有，此时该节点做法仍需下延到基础，保证地下室外墙竖向受力钢筋的连续性。
7.基于目前常用的地下室外墙竖向开槽节点结构做法的使用限制条件，当无法使用该节点时，只能与机电专业协商移动洞口位置。但是实际工程中移动洞口可能会对建筑功能造成影响，如地下室外墙边的汽车通道，当洞口大小无法调整且为满足汽车通道要求时，需要一种新的节点做法来解决此类问题。


技术实现要素：

8.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中地下室外墙竖向开槽节点结构中外墙必须向外侧突出的缺陷，提供一种能够解决上述问题的地下室外墙竖向开槽节点结构。
9.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
10.一种地下室外墙竖向开槽节点结构，其特点在于，其包括有：
11.墙体，所述墙体的内侧开有一沿竖直方向延伸的方形槽；
12.多根一号钢筋，所述一号钢筋靠近所述方形槽的底部并沿水平方向延伸；
13.多根二号钢筋，所述二号钢筋靠近所述方形槽的底部并沿竖直方向延伸；
14.多根三号钢筋，所述三号钢筋靠近所述墙体的外侧并沿竖直方向延伸，所述三号钢筋沿垂直于所述墙体的方向正对所述方形槽；
15.多根四号钢筋，所述四号钢筋靠近所述墙体的外侧并沿竖直方向延伸，所述四号钢筋与所述三号钢筋沿同一平面排列；
16.多根五号钢筋，所述五号钢筋靠近所述墙体的内侧并沿竖直方向延伸。
17.较佳地，所述一号钢筋伸入所述方形槽两侧的厚墙体的长度不小于锚固长度la。
18.较佳地，所述地下室外墙竖向开槽节点结构还包括六号钢筋，所述六号钢筋靠近
所述墙体的内侧和所述方向槽的侧壁并沿水平方向延伸。
19.较佳地，所述六号钢筋中靠近所述方形槽的一端伸入所述方形槽处薄墙体的长度不小于锚固长度la。
20.较佳地，所述三号钢筋的直径不小于10mm，所述三号钢筋之间的间距不小于150mm。
21.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
22.本实用新型的积极进步效果在于：本地下室外墙竖向开槽节点结构能够避免墙体外侧向外凸起，从而能够克服因墙体外侧向外凸起引起的问题。
附图说明
23.图1为背景技术中原地下室外墙竖向开槽节点结构的示意图。
24.图2为本实用新型优选实施例中地下室外墙竖向开槽节点结构的示意图。
25.图3为本实用新型优选实施例中地下室外墙上层竖向开槽节点结构的示意图。
26.图4为本实用新型优选实施例中地下室外墙上层竖向开槽节点弯矩计算简图。
27.图5为本实用新型优选实施例中地下室外墙竖向开槽节点受力简图。
28.图6为三种不同形式的地下室外墙的模型平面尺寸。
29.图7为地下室外墙的计算模型载荷示意图。
30.图8为无开槽地下室外墙竖向应力(室内侧)。
31.图9为无开槽地下室外墙竖向应力(室外侧)。
32.图10为常规开槽地下室外墙竖向应力(室内侧)。
33.图11为常规开槽地下室外墙竖向应力(室外侧)。
34.图12为本实用新型优选实施例中开槽地下室外墙竖向应力(室内侧)。
35.图13为本实用新型优选实施例中开槽地下室外墙竖向应力(室外侧)。
36.图14为无开槽地下室外墙水平应力(室内侧)。
37.图15为无开槽地下室外墙水平应力(室外侧)。
38.图16为常规开槽地下室外墙水平应力(室内侧)。
39.图17为常规开槽地下室外墙水平应力(室外侧)。
40.图18为本实用新型优选实施例中开槽地下室外墙水平应力(室内侧)。
41.图19为本实用新型优选实施例中开槽地下室外墙水平应力(室外侧)。
42.附图标记说明：
43.墙体 100
44.方形槽 110
45.一号钢筋 10
46.二号钢筋 20
47.三号钢筋 30
48.四号钢筋 40
49.五号钢筋 50
50.五号钢筋 60
具体实施方式
51.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
52.图2示出了一种地下室外墙竖向开槽节点结构，其包括有：墙体100、多根一号钢筋10、多根二号钢筋20、多根三号钢筋30、多根四号钢筋40和多根五号钢筋60。墙体100的内侧开有一沿竖直方向延伸的方形槽110，一号钢筋10靠近方形槽110的底部并沿水平方向延伸，二号钢筋20靠近方形槽110的底部并沿竖直方向延伸，三号钢筋30靠近墙体100的外侧并沿竖直方向延伸，三号钢筋30沿垂直于墙体100的方向正对方形槽110，四号钢筋40靠近墙体100的外侧并沿竖直方向延伸，四号钢筋40与三号钢筋30沿同一平面排列，五号钢筋60靠近墙体100的内侧并沿竖直方向延伸。本地下室外墙竖向开槽节点结构能够避免墙体100的外侧向外凸起，从而能够克服因墙体100的外侧向外凸起引起的问题。
53.根据混凝土结构实际要求，一号钢筋10伸入方形槽110两侧的厚墙体100的长度不小于锚固长度la。当方形槽110两侧的厚墙体的水平长度不满足锚固长度la要求时，可以将直锚改成弯锚。
54.另外，地下室外墙竖向开槽节点结构还包括六号钢筋，六号钢筋靠近墙体100的内侧和方向槽的侧壁并沿水平方向延伸。六号钢筋中靠近方形槽110的一端伸入方形槽110处薄墙体的长度不小于锚固长度la。当方形槽110处薄墙体100的厚度不满足锚固长度la要求时，可以将直锚改成弯锚。
55.根据《建筑地基基础设计规范》要求，三号钢筋30的直径不小于10mm，三号钢筋30之间的间距不小于150mm。
56.如图3所示，当地下室层数多于一层，且地下一层底板无开槽需要时的做法，开槽节点处的二号钢筋20和三号钢筋30锚入地下一层地下室外墙。
57.对本方案中的地下室外墙竖向开槽节点结构受力分析：
58.本节点外墙开槽处墙厚变薄，方形槽110左右两端原墙体100作为支座，节点的受力形式与三边刚接、一边自由的楼板相同，如图4所示。一般情况下，地下室楼层高度h要远大于机电洞口宽度b，该节点薄墙可按单向板进行计算，受力方向为水平方向。所以计算该节点时，只需计算支座弯矩mx’和跨中弯矩mx。受力钢筋为一号钢筋10和外墙室外侧水平钢筋，分布钢筋为二号钢筋20和三号钢筋30。
59.如图5所示，为本节点开槽后h1厚墙身受土和水的侧压力共同作用。假定本节点外墙顶标高处水平荷载为q1，节点底部标高水平荷载为q2。按最大值q2进行计算，薄墙在均布荷载q2作用下的受力分析。
60.以竖向1m为计算范围，支座弯矩
61.跨中弯矩
62.支座反力
63.根据mx’计算复核原墙室外侧水平钢筋面积，如面积不足需布置附加钢筋，钢筋范围及长度同一号钢筋10。根据mx计算一号钢筋10面积。二号钢筋20和三号钢筋30为单向板的分布钢筋，需满足楼板分布钢筋的构造要求，同时要满足地下室外墙钢筋的构造要求。
64.支座反力f为水平荷载，代入到原地下室外墙进行计算，根据计算结果复核四号钢筋40和五号钢筋60。四号钢筋40和五号钢筋60分别为间距150mm的两根钢筋，面积分别满足重新计算的地下室外墙外侧和内侧竖向钢筋计算面积。
65.对本方案中的地下室外墙竖向开槽节点结构进行有限元分析比较：
66.为验证本次研发的节点受力形式与假设相同，使用ansys有限软软件建立三个模型，分别为无开槽地下室外墙、常规开槽节点地下室外墙和本方案中的开槽节点的地下室外墙，墙高6m，计算水位标高与地下室外墙顶标高相同，外墙尺寸如图6所示。
67.计算模型荷载图见图7，单位为kpa，土侧压分项系数为1.3，水侧压和地面活载效应为1.5，墙底面和顶面施加约束。
68.该模型仅为不同节点做法的受力形式比较，不考虑钢筋作用。混凝土强度等级为c35，材料属性按采用《混凝土结构设计规范》(gb50010
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2010)中的规定取值。网格划分采用solid186单元20节点六面体单元，网格尺寸0.1m。
69.分别计算三个模型，各模型计算结果见图8
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图19
70.三种地下室外墙在相同水平荷载作用下，受力形式基本相同，计算得到的主要应力向量均与无开槽地下室外墙相同。计算得到的z方向竖向应力如图8
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图13所示，在相同的水平力作用下，三种计算模型的竖向应力基本相同，开槽内竖向应力比未开槽处小，表明该处受力形式稍有不同。按无开槽地下室外墙计算竖向钢筋配筋面积，适用于两种开槽节点的竖向钢筋面积，无需单独计算。
71.计算得到的x方向水平应力如图14
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图19所示，在相同的水平力作用下，无开槽地下室外墙水平应力在同一标高相差不大。常规开槽模型在开槽处地下室外侧应力变小，地下室内侧出现压应力，可仅靠混凝土抗压强度抵抗，无需对水平配筋面积调整。新型开槽节点外墙与无开槽地下室外墙在350mm厚墙段受力基本相同，在节点处受力形式差别较大，地下室内侧出现较大拉应力，地下室外侧压应力也比未两边未开槽处增大较多，与本次研发的受力分析结论相同，可将开槽板作为单向板，两侧未变薄墙体作为支座计算，根据计算结果进行节点配筋，并满足地下室外墙的钢筋构造要求。
72.本实施例中的地下室外墙竖向开槽节点结构优化节点的受力性能，节约了地下室外墙室外侧突出放坡的混凝土用量，可以节约材料20％左右；现场施工的难度小，模板布置方便，减少施工工作量。
73.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。