关于学校类建筑的设计

关于学校类建筑的设计

钟艺

（中国中元国际工程有限公司，北京100089）

Methods and calculation methods for strengthening  and renovating commercial buildings

ZHONG Yi

(China IPPR International Engineering Corporation, Beijing 100089,China)

【摘要】小学建筑首要任务是为学生提供安全的学习环境，在此基础上，要有便利的办学环境、优质的空间环境，以及有益的自然环境，这样让孩子们在学习和生活中感受到温暖与快乐，利于孩子们的成长与发展。

【Abstract】The primary task of primary school architecture is to provide students with a safe learning environment. On this basis, there should be a convenient educational environment, high-quality spatial environment, and a beneficial natural environment, so that children can feel warmth and happiness in their learning and life, which is conducive to their growth and development.

【关键词】基础；挡土墙；型钢混凝土构件；

【Keywords】foundation; retaining wall; Steel reinforced concrete components

本工程建设地点位于重庆市两江新区保税港区空港I7-7地块。本项目总用地面积约17250.58㎡（约25.88亩）总建筑面积为：25952.98 m2：，其中地下为：10418.25m2，地上为15534.73m2。本项目建设24班小学校。包括教学楼、综合楼、学术报告厅、食堂、车库、室内外运动场馆等教学及配套设施。

一、基础

注意事项有两项，如下所示：

第一项：《空港17-7地块学校项目工程地质勘察报告》中明确表示，勘察区场地特殊性土为素填土、强风化基岩。素填土未完成自重固结，不能作为拟建工程基础持力层；强风化基岩岩体破碎，均匀性差，不能作为拟建物基础持力层；中等风化基岩厚度稳定，承载力高，可作为拟建物基础持力层。中风化泥岩地基承载力特征值为1500kPa（施工和使用期间不受水浸泡时）。故基础类型为一下几种，（1）柱下独立基础；（2）墙下条形基础；（3）局部片筏基础。其中，经查看1-1轴的室内地坪标高和室外标高，除1-1轴交1-E~1-G轴区域存在约2米高差，其余高差极小，这时挡墙及其下的条形基础取消，换做由基础梁挡土。注意事项如下：外墙墙下条形基础适当加厚，有利于平衡墙底弯矩及抗滑移稳定，故条形基础的厚度在400mm~800mm之间。

第二项：挡土墙计算如下所示：

地下室外墙计算1

1 基本资料

1.1 几何信息

层高表

板边支撑条件表

1.2 荷载信息

1.3 配筋信息

2 平时组合计算配筋

最大配筋率0.36%，满足要求。

3 裂缝验算

按实际配筋，及相应于准永久组合的弹性内力进行计算

裂缝宽度限值:0.400mm

最大裂缝宽度:0.207<=0.400，满足要求。

地下室外墙计算2

1 基本资料

 1.1 几何信息

层高表

板边支撑条件表

1.2 荷载信息

1.3 配筋信息

2 平时组合计算配筋表

最大配筋率0.45%，满足要求。

3 裂缝验算

按实际配筋，及相应于准永久组合的弹性内力进行计算

裂缝宽度限值:0.400mm

最大裂缝宽度:0.102<=0.400，满足要求。

注意事项如下：挡土墙如果均为400mm厚，这样不合理也不经济，优化后挡土墙的厚度在300mm~400mm之间。

拟建工程开挖后，场地四周及坡顶现状边坡将不存在，但将在用地范围内形成三段环境边坡及多段基坑边坡，三段环境边坡主要为挖方边坡，基坑边坡支挡另见专项设计。本工程北侧、东侧地下室外的覆土是完整的；西侧、南侧地下室外没有覆土。针对此情况，结构的处理方案为：北侧局部设置永久支护挡墙，其它有覆土的地下室以地下室外墙兼做挡土墙。此位置同时存在地下室外墙。在地下室外墙和永久支护挡墙之间填土。如采用临时支护，需按照《建筑边坡工程技术规范》第6.3.5条计算地震作用下作用于支护结构上的地震主动岩石压力。此区域地下室结构范围偏小，在地震作用下抗滑移能力不足，因此设置永久支护结构。在挡土墙高度较高时，设置扶壁墙，该区域需按《建筑边坡工程技术规范》第6.2.8条验算肥槽中的“有限范围填土的土压力”。同时，挡土墙高度较高。如不设置扶壁墙，墙厚将增加。

二、地下室

注意事项有四项，如下所示：第一项：构件的强度等级：纯地下室结构构件为C30，有上部结构构件的为C50，抗震等级：纯地下室结构构件为三级，（1）有上部结构构件的、辐射范围在两跨以内的结构构件的抗震等级为二级，（2）跨度超过18m的大跨度框架，抗震等级相应提高一级，即抗震等级为二级。第二项：学术报告厅室内台阶做法，用不大于2m间距的地垄墙去担着1.2m宽度的预制板，逐层抬高，形成阶梯式的学术报告厅。第三项：地下一层平面布置图中，许多区域增加了剪力墙，是由于地下室单侧填土，存在不平衡的土压力。增加剪力墙是为了加强地下室抵抗水平推力的整体性。第四项：地下室顶板、首层（无覆土）楼板采用主梁+厚板形式，同时满足顶板作为上部结构嵌固端的各项要求（如板厚、配筋率等）。覆土区（覆土厚度不大于1.0m）顶板采用主梁+厚板的结构形式。第五项：风雨操场与学术报告厅上方的结构构件均为型钢混凝土结构构件。注意事项有如下几点：

1、型钢混凝土柱中的型钢无法锚固在柱下独立基础上，故型钢混凝土柱在计算模型中需要柱下点铰。

2、屋面次梁取消，这样可以大大的减少砼梁钢筋穿型钢混凝土梁的钢骨的数量。

3、型钢混凝土柱和梁的型钢率要保证≧4%。

其实我们也在比对钢桁架、钢结构和型钢混凝土结构构件分别在计算模型和实体放样中的结果，（1）钢结构：如果钢梁与钢柱是铰接时，会比现有的连贯性的型钢混凝土结构构件在受力方面会变得更弱；如果钢梁与钢柱是固接时，则需要在额外的混凝土柱的内部放在构造方面上需要的钢骨，这样的话，如果体量到达一定程度时，造价会变得更高。（2）钢桁架：因为钢桁架的高度小，用钢量相比较而言要少，但实体放样后，钢构件的重叠率就会特别高，随之而来的人工费就会增长。总而言之，覆土厚度是1m左右，跨度范围在22米左右的框架结构中，可以用型钢混凝土结构构件来实现。

地下室长度超过规范规定的伸缩缝最大间距，需采取多项构造措施，针对本工程采用以下构造措施：设置施工后浇带、加强带：地下室施工时沿纵横向设置多道后浇带进行分段施工，后浇带位置见“基础底板平面图”，后浇带贯通基础底板、侧墙、地下室顶板及地下各层楼板；后浇带宽度均为800mm；地下室顶板不同区域采取不同的板面标高以减小结构超长带来的混凝土收缩等对结构的不利影响；材料：混凝土原材料应采用低收缩、低水化热水泥；梁板采用补偿收缩混凝土；同时应严格控制混凝土外加剂的品种、质量和剂量；施工：控制混凝土的浇筑时间和浇筑温度，以部分抵消混凝土收缩和温度应力对结构的不利影响。在混凝土浇筑施工中，应采取二次振捣措施，并应加强混凝土养护，特别是前期养护。

【参考文献】

【1】GB 50330-2013 建筑边坡工程技术规范[S].

【2】GB 50009-2012 建筑结构荷载规范[S].

【3】GB 50010-2010 混凝土结构设计规范（2015年版）[S].

作者简介：钟艺（1990~），女，浙江诸暨人，工程师，从事结构工程设计。