1 井房的作用以及在实际设计和施工中存在的问题
1.1 井房的作用
井房在整个土地整理项目中占据的部分较小, 但却是必不可少的, 机井如果没有井房, 井上设备任凭风吹雨淋, 机泵管带锈蚀损坏严重。此外, 井管内容易掉进砖石泥土, 年年需要清理, 费用支出很大。此外, 由于农民对保护农用设备的意识淡薄, 井房也可起到保护机井设备, 以免人为破坏。
1.2 井房在实际设计和施工中存在的问题
井房属于小型的砖混结构房屋, 在土地整理项目中占据的比重较小。因此, 在设计中并没有进行严格计算, 大部分凭借工程经验进行设计或者沿用尺寸相近的施工图纸进行施工, 这样建好的井房可能会造成一些用料上的浪费, 也有极大可能会在日后的使用中出现安全问题[1]。例如:在井房屋面板开洞处, 根据《混凝土结构构造手册》相关规定, 需在洞口加设补强钢筋, 其面积不应小于孔洞宽度内被切断受力钢筋的1/2, 但在实际井房的设计中, 洞口的钢筋没有按照规定设计。
本文按照房屋建设相关规范, 对井房进行结构设计, 同时对井房这种小型房屋提供一种设计方法, 以及利用TSSD软件如何快速设计不同跨度的井房, 最终列出一些常用井房设计结果, 为土地整理设计和施工人员在设计和建造井房时提供参考。
2 井房建筑结构设计
2.1 设计资料
本文以3 m×4 m井房为例, 介绍井房的结构设计方法, 该井房为一层砖混结构, 井房长4 m, 宽3 m, 高2.4 m, 屋面板采用现浇混凝土屋面板, 四周各向外悬挑0.4 m, 板尺寸为4.8 m×3.8 m, 板厚为0.12 m。
屋面板的建筑做法为:60厚干铺炉渣找平、20厚1∶3水泥砂浆找平、SBS防水。
2.2 计算参数
计算板的跨度:Lo=3000 mm。
计算板的有效高度:ho=h-as=120-20=100 mm。
2.3 板配筋计算
由于屋面板lx/ly=4000/3000=1.333<2.000所以按双向板计算。
2.3.1 向底板钢筋
确定向板底弯矩:
确定计算系数:
计算相对受压区高度:
计算受拉钢筋面积:
验算最小配筋率:
ρ<ρmin=0.200%不满足最小配筋要求。所以取面积为:
采取方案8@200, 实配面积251 mm2。
2.3.2 Y向底板钢筋
确定Y向板底弯矩:
确定计算系数:
计算相对受压区高度:
计算受拉钢筋面积:
验算最小配筋率:
ρ<ρmin=0.200%不满足最小配筋要求。所以取面积为:
采取方案φ8@200, 实配面积251 mm2。
2.3.3 板面筋
井房屋面板四周向外悬挑400 mm, 该部分只在板的上部设置钢筋, 具体配筋计算按照悬挑板进行计算, 具体计算如下。
Y向支座钢筋
确定上端端支座弯距:
确定计算系数:
计算相对受压区高度:
计算受拉钢筋面积:
验算最小配筋率:
ρ<ρmin=0.200%不满足最小配筋要求。所以取面积为:
采取方案φ8@200, 实配面积251 mm2。
2.3.4 板洞口处的配筋
该井房的屋面板需要开一个直径为600 mm的圆形洞, 根据《混凝土结构构造手册》规定, 需在洞口两边设置补强钢筋, 钢筋的布置见图1。该井房屋面板洞口处的补强钢筋取φ8, 附加环筋取φ8, 放射钢筋取φ6@250, 布置根数位置按图1所示。
2.3.5 井房屋面结构配筋图
通过计算以及相关构造规定, 最终屋面板的配筋见图2。
2.4 基础设计
井房的基础采用墙下无筋条形基础, 由于在土地整理项目中涉及的井房规模不大, 经过PKPM建模计算, 一般井房的基础按以下做法进行可以满足要求[2]。
基础埋深:基础的埋深深度应保证基础底在冻土深度以下, 西安地区的冻土深度的最大值为45 cm, 因此应保证基础的埋深大于45 cm。
基础做法:基础采用300厚的三七灰垫层, 基础宽度800 mm, 墙体与基础连接处采用放大脚, 具体做法见图3。
地基处理:将开挖的基坑素土夯实, 保证地基承载力fak>100 k Pa。
3 井房设计的推广
在土地整理项目中, 井房的规模都比较小, 并不会出现较大开间, 较大进深的井房, 笔者利用TSSD软件进行计算, 现将井房屋面板的配筋总结如下:当井房屋面板的长宽都小于5m时, 板的底部钢筋都按照最小配筋率配置, 即双向配置φ8@200;板面筋也可以按照最小配筋率配置, 在悬挑部分Y方向配置φ8@200即可;过梁的设计按照门窗洞口的净宽在陕09G05图集中选取, 基础按照上述基础的设计可满足大部分井房的要求[3]。
土地整理项目中这种小规模的房屋, 除井房外还有泵房, 其设计方法与井房相同, 因此本文提到的设计方法也同样适用于泵房的设计。
摘要：井房的建设在土地整理项目中属于小型工程, 因此设计人员和施工人员在设计和施工时并没有可靠的理论依据。利用房屋建筑中关于小型砖混结构房屋的设计方法, 根据井房的实际受力情况, 对井房的屋面板进行计算, 分析如何利用TSSD软件快速进行设计, 介绍过梁和基础的做法, 最终得出井房的设计流程和大部分井房的设计结果, 以供土地整理设计和施工人员参考。
关键词：井房,结构,屋面板,TSSD,设计
参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑结构荷载规范GB50009-2001[S].2012-05-28.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构设计规范[S]GB50010-2010[S].2010-08-18.
[3] 东南大学, 同济大学, 天津大学.混凝土结构与砌体结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2016.