地下室外墙计算简单分析

发表时间:2018/6/4   来源:《基层建设》2018年第8期   作者:罗灿
[导读] 摘要:地下室外墙设计对墙厚、混凝土强度等级、配筋和防水要求,地下室外墙荷载取值,地下室外墙支座类型选取,合理的利用理正软件进行外墙模型设计
        摘要:地下室外墙设计对墙厚、混凝土强度等级、配筋和防水要求,地下室外墙荷载取值,地下室外墙支座类型选取,合理的利用理正软件进行外墙模型设计
        关键词:地下室 外墙结构 设计
        前言
        在当前的城市建设中,土地资源越发短缺,为了利用有限的土地资源,建筑从地上发展到地下。在对地下空间的开发中,合理的结构设计很重要,尤其是地下室外墙的设计。在设计过程中需要考虑的外部因素很多,所以对地下室外墙的设计要进行充分合理研究分析。
        1、地下室外墙设计选型
        地下室外墙设计选型主要包括外墙厚度、混凝土的强度等级、钢筋等级及防水等级要求等。地下室外墙需考虑防水要求,墙体厚度不应小于250mm,如果地下室外墙深度较大,墙厚会设计为变截面,沿深度变厚。混凝土等级不小于C25,对于高层建筑的地下室外墙,其混凝土等级不小于C30,对耐久性有特殊要求或外部环境较为的建筑,应调整混凝土的最低等级。选择低收缩,低水化热的混凝土施工。
        2、地下室外墙外部荷载取值
        地下室外墙除需要承受上部结构传来的直接荷载外,还包括上部覆土荷载,侧向水压力、侧向土压力和上部的活荷载以及施工荷载等荷载。
        上部活荷载:根据工程实际来确定活荷载的取值,在《全国民用建筑工程设计技术措施》中,活荷载取值5kN/m2。一般需要考虑施工荷载,如果有消防车荷载,也需要考虑,此时活荷载在实际设计中可取10kN/m2。
        土压力:地下室外墙土压力一般认为静止土压力,土压力系数K0取0.5。通过工程地质勘探报告,知道不同土层的工程属性,作为计算土侧压力参数用,理正工具箱在参数输入中省略了这一步骤,仅提供分别砂土和粘性土条件下按照水土分算和水土合算选项。可以选择其中一种土层的参数作为代表进行输入,也可以对土层参数进行加权平均计算,以得到的值作为参数输入,或者按照常用荷载值进行输入,保守起见对以上荷载值应取不利值。
        水压力:需要确定地下设防水位的值,当有长期水位观测资料时,可以取其实测最高水位值。可以参考工程地质勘探报告上描述的地下水变化值,取其最高水位值,但需要考虑建筑完成后室外地坪实际标高值。此时可以取室外地坪标高下0.5m作为最高水位值。对于地下室面积较大且地坪高差较大时,考虑地下水的坡降,可以分段分块确定地下水位值。对于年均降水量丰富的地区,需要考虑上层滞水对地下室外墙的影响。
        3、地下室外墙支座类型
        地下室外墙的支座类型确定,地下室顶板相对地下室外墙而言,其厚度小于地下室外墙,约束能力有限,一般作为铰支座来设计,对多层地下室,中间层楼板可按连续铰支座考虑,地下室底板厚度超过地下室外墙,约束能力强,一般作为固端支座考虑。地下室左右两端支座类型与两端约束有关,当地下室两端为内横墙且其间距与层高比值不大于2,地下室外墙可作为双向板计算,两侧支座按固端虑。当地下室内横墙间距与层高比值大于2,或者无内横墙只有墙柱,此时两侧支座的约束能力有限,宜按铰支座考虑。
        4、利用理正软件实际计算
        工程条件:地下室两层,层高4m,地下室顶板标高为±0.000,室外地坪标高为-0.3m,地下水按室外地坪标高下0.5m取值,混凝土强度等级为C30,墙体钢筋取HRB400,墙体宽度分别取为2,4,8m,两侧支座分别按铰接和固端计算。具体计算条件见图一,计算结果见图二、图三。
        由计算结果可以:
        1)、相同宽度下,地下室外墙左右两端为铰支条件的计算结果大于左右两端为固端条件的计算结果。
        2)、相同支承条件下,宽度越宽,受左右两端约束越小,竖向方向上计算值越大。
        3)、当宽度与层高比为2时,计算值相同。此时已按连续梁模型求解。
        可知在求解墙体配筋时,应合理设置宽度值,对左右两端支座条件也要合理选择。才能求解得到合理的设计值。
        5、总结
        一个合理地下室外墙设计需要综合考虑到许多方面,从地质条件,水文条件,到结构本身的设计。尤其需要注意地下水位的变化,对其设防水位标高要做相应的研究。此外,侧向支承条件对计算结果很重要,当侧向内横墙间距很大,宜设置扶壁柱,可以控制墙厚和墙的侧向位移,减小钢筋用量。
        参考文献:
        [1]全国民用建筑工程设计技术措施(2009)结构(结构体系)[S].北京:中国计划出版社,2009
        [2]GB 50009—2012 建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012
        [3]JGJ 72-2004 高层建筑岩土工程勘察规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2004
        [4]石新伟,朱为之,田川.地下室外墙计算与分析[J].建筑结构,2015,45:798~801.
        [5]车轩.地下室外墙结构设计与分析[J].建筑工程技术与设计,2017,14:971.
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