CN218324106U - 一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构，属于泵房地下室混凝土结构设计领域，解决了现有设计方法投资庞大、占地面积大的问题。本实用新型在地下中部走道板与泵房底板之间设置多个内置短扶壁，多个内置短扶壁沿地下中部走道板长向布置，内置短扶壁和地下中部走道板同宽；地下中部走道板的厚度≥200mm。本实用新型与传统的增大截面法和设置通长扶壁相比，在不增加用地面积、不影响建筑功能、不影响设备布置和不影响运维效率的条件下，仅通过增加地下中部走道板厚度，设置少量截面较小的内置短扶壁，实现了对外墙的有效分割达到削减内力峰值的目的，以减小外墙截面厚度和配筋，达到节约投资的目的。

Description

一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构

技术领域

本实用新型属于泵房地下室混凝土结构设计领域，具体涉及一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构。

背景技术

泵房是市政给排水工程中常见的构筑物，一般由地上和地下两部分构成，地下部分为现浇钢筋混凝土板式结构，筏形基础，地上为单层框架结构，设有设备检修用的桥式吊车。地下室顶板按工艺要求开有通长大洞，四周和高度中部四周或局部设有走道板，走道板下的空间内一般有管道，无大型设备。基于大件设备吊运、视角通透和建成后高效运维的需要，一般不容许设置横向对撑的楼面梁将大洞口分割成若干小洞口。通常状况下，走道板宽度较小（1.5~2.5m）、横向地下室外墙间距较大，±0.000和地下室中部走道板面内线刚度较小，不能作为外墙的有效水平支承，所以在计算中通常忽略其有利影响。当地下部分埋深较大时，土、地下水和地面堆载产生的水平荷载大，外墙下部内力较大（主要有：弯矩、剪力和轴力，截面厚度一般由根部弯矩控制）。以地下单层，外墙为单向板泵房弯矩为例：M=k_M1γ_sH₀ ²+ k_M2γ_wH₀ ²,（ k_M1和k_M2分别为土和地下水弯矩系数，γ_s和γ_w分别为土的有效容重和地下水容重，H₀为外墙计算跨度）。

传统的设计方法主要有两种：方法一、增大截面法，即通过增加外墙截面厚度和配筋提高其抗力，一般可做成下厚上薄的变截面壁板，如图1、图2所示；方法二、加设通长内置扶壁（如图3、图4所示）或外置扶壁（如图5、图6所示）改善边界支承条件，减小内力系数（k_M1和k_M2）和计算高度（H₀），从而减小内力。这两种方式带来的弊端有以下两点：1、方法一没有削减内力峰值，仅通过增加材料用量来提高承载力，导致投资庞大；2、方法二采用设置通长扶壁（地板底面~±0.000）改善了外墙的边界条件，但由于扶壁与地下室外墙组成的组合截面高度较高，线刚度小，内力峰值削减的效果有限。另外，采用内置扶壁时若要提高其侧向刚度，就要增加扶壁高度，势必减小了泵房内部的有效空间，影响底部设备布置和走道板的通畅，乃至造成泵房横向尺寸扩大，增加了建筑体量和占地面积；外置扶壁增加了地下室外廓尺寸，造成了占地面积的增加。

本实用新型属于对方法二的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构，以解决现有设计方法投资庞大、占地面积大的问题。

本实用新型的技术方案是：一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构，在地下中部走道板与泵房底板之间设置多个内置短扶壁，多个内置短扶壁沿地下中部走道板长向布置，内置短扶壁和地下中部走道板同宽；地下中部走道板的厚度≥200mm。

作为本实用新型的进一步改进，地下中部走道板向泵房地下室外墙外部延伸，形成外挑走道板；内置短扶壁向泵房地下室外墙外部延伸，形成外伸短扶壁。

作为本实用新型的进一步改进，外伸短扶壁和外挑走道板同宽。

作为本实用新型的进一步改进，内置短扶壁与框架柱的位置对应。

本实用新型的技术原理如下：

1．根据《给水排水钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS 138:2002）第6.1.4条规定，当走道板水平刚度满足一定条件时，走道板可作为池壁的有效水平约束。

2．利用地下中部走道板和其下增设的内置短扶壁改善地下室外墙下部内力较大区域的边界条件减小内力系数（k_M1和k_M2）和计算跨度（H₀）。从弯矩计算公式可以看出：土和地下水的容重是常量，要想减小泵房外墙弯矩，减小弯矩系数（K_M1和K_M1）和计算高度（H₀）是非常有效的途径。

本实用新型通过加大走道板厚度（≥200mm），在地下中部走道板下设置若干道平面内刚度较大的扶壁（一般在上部结构柱网对应位置），利用扶壁在平面内较大的水平剪切刚度使走道板成为水平向深受弯构件。这样，地下中部走道板、内置短扶壁与泵房底板在地下室外墙内力最大区域形成有效的水平支承（弹性支座或固定支座），使地下室外墙的地下中部走道板以下内力较大区域由原来以短向受力为主的单向板（或悬挑板）变成四边支承的双向板，地下中部走道板上部区域成为上部弹性支承的较小跨单向板，实现了对外墙的有效分割，减小了计算跨度，从而使外墙根部弯矩减小，达到削减内力峰值的目的。同时，局部加设的扶壁可根据内部设备位置布置灵活，既能满足设备布置要求又能保证其上走道板畅通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过水平设置的加厚地下中部走道板和内置短扶壁在地下室外墙中部形成有效的水平约束，形成了能够削减地下室外墙内力峰值的新型结构形式。与传统的增大截面法和设置通长扶壁相比，在不增加用地面积、不影响建筑功能、不影响设备布置和不影响运维效率的条件下，仅通过增加地下中部走道板厚度，设置少量截面较小的内置短扶壁，实现了对外墙的有效分割，减小了计算跨度，达到削减内力峰值的目的，以减小外墙截面厚度和配筋，达到节约投资的目的。

附图说明

图1是传统增大截面法泵房的平面布置图；

图2是图1中的A-A视图；

图3是传统设置通长内扶壁法泵房的平面布置图；

图4是图3中的B-B视图；

图5是传统设置通长外扶壁法泵房的平面布置图；

图6是图5中的C-C视图；

图7是本实用新型的平面布置图；

图8是图7中的D-D视图。

图中：1-泵房地下室外墙；2-泵房底板；3-地下中部走道板；4-地平走道板；5-内置短扶壁；6-通长内扶壁；7-通长外扶壁；8-外挑走道板；9-外伸短扶壁；10-框架柱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

图2、图4、图6、图8中的横线阴影部分为泵房地下室外墙弯矩图。

传统增大截面法设计的泵房结构图1、图2所示，其未设置任何扶壁，仅仅通过增加泵房地下室外墙1厚度和配筋提高其抗力。

传统设置通长内扶壁法设计的泵房结构如图3、图4所示，其在（±0.000）地平走道板4和泵房底板2之间设置了通长内扶壁6，通长内扶壁6的宽度小于地平走道板4和地下中部走道板3的宽度。

传统设置通长外扶壁法设计的泵房结构图5、图6所示，其在泵房地下室外墙1外部设置通长外扶壁7，通长外扶壁7下端位于泵房底板2，通长外扶壁7上端到达地平走道板4高度。

本实用新型如图7、图8所示，一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构，在地下中部走道板3与泵房底板2之间设置多个内置短扶壁5，多个内置短扶壁5沿地下中部走道板3长向布置，内置短扶壁5和地下中部走道板3同宽；地下中部走道板3的厚度≥200mm。

地下中部走道板3向泵房地下室外墙1外部延伸，形成外挑走道板8；内置短扶壁5向泵房地下室外墙1外部延伸，形成外伸短扶壁9。外伸短扶壁9和外挑走道板8同宽。

内置短扶壁5与框架柱10的位置对应。

施工方法：

1. 计算软件应采用至少具有壳元结构分析能力的结构计算软件。

2. 根据工程经验预估底板、外墙、柱、走道板和上部框架的截面尺寸，地下中部走道板3厚度不得小于200mm，内置短扶壁5宽度与地下中部走道板3宽度相同。地下中部走道板3和地平走道板4宽度、泵房地下室外墙1厚度、以及内置短扶壁5的厚度和间距可按《给水排水钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS 138:2002第6.1.4条进行预估。与框架柱10对应的位置在不影响设备布置和运行的情况下，应尽量设置内置短扶壁5。

3. 计算参数按普通带地下室结构设置，地下室层数为两层，地下中部走道板3以下部分按一层输入。因两层地下室楼板均开设大洞，不满足相关规范要求的作为上部结构嵌固部位的条件，故应采用弹性板模型，上部结构嵌固部位为基础顶面。

4．计算结果分析。地下中部走道板3和内置短扶壁5是泵房地下室外墙1的水平约束，它们与泵房地下室外墙1的水平向刚度匹配是决定内置短扶壁5设置是否成功的关键。比较简单的判定方法是直接看地下中部走道板3、内置短扶壁5和泵房地下室外墙1的有限元计算内力或配筋来判断能否达到预期效果。当地下中部走道板3在纵向上下配筋较大时表明约束能力较强，对内置短扶壁5的抗剪承载力要求就高。若地下中部走道板3配筋较小，一般是泵房地下室外墙1刚度过大，地下中部走道板3对它的水平约束能力小造成，这时可减小泵房地下室外墙1厚度。通过多次试算来调整地下中部走道板3厚度和宽度、内置短扶壁5和泵房地下室外墙1的厚度，找出比较合理的截面搭配。

5．当地下中部走道板3宽度较小，增加板厚水平支承效果不明显时，可适当在室外设置与地下中部走道板3等厚同高的外挑走道板8，同时内置短扶壁5外伸形成外伸短扶壁9并达到外挑走道板8边部。

6．泵房地下室外墙1、地下中部走道板3、内置短扶壁5和泵房底板2的配筋应采用有限元分析结果进行配置，同时应满足相关规范的最低构造和裂缝宽度的要求，地下中部走道板3的截面和配筋还应满足深梁的相关构造要求。

本实用新型通过在加厚的地下中部走道板3下设置适当的内置短扶壁5，优化泵房地下室外墙1边界条件，提出一种在不影响泵房内部工艺布置和保持视觉通畅、不增加用地面积的情况下，实现削减泵房外墙下部内力峰值的实用新型结构形式。地下中部走道板3和内置短扶壁5足够成为泵房地下室外墙1中部的有效水平约束，从而达到减小泵房地下室外墙1计算跨度，最终实现削减泵房地下室外墙1内力峰值的目的。

本实用新型已通过多项实际工程验证，采用本实用新型结构形式后可使地下室外墙截面厚度和配筋减少50%以上，实现投资的降低。

Claims (4)

1.一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构，其特征在于：在地下中部走道板（3）与泵房底板（2）之间设置多个内置短扶壁（5），多个内置短扶壁（5）沿地下中部走道板（3）长向布置，内置短扶壁（5）和地下中部走道板（3）同宽；地下中部走道板（3）的厚度≥200mm。

2.根据权利要求1所述的一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构，其特征在于：所述地下中部走道板（3）向泵房地下室外墙（1）外部延伸，形成外挑走道板（8）；所述内置短扶壁（5）向泵房地下室外墙（1）外部延伸，形成外伸短扶壁（9）。

3.根据权利要求2所述的一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构，其特征在于：所述外伸短扶壁（9）和外挑走道板（8）同宽。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用短扶壁减小泵房地下室外墙截面厚度的结构，其特征在于：所述内置短扶壁（5）与框架柱（10）的位置对应。

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