地下室外墙的计算方法

1 挡土墙资料:

挡土墙高度 H=3900mm

墙厚t=300mm

室内外高差d1=300mm

地下水离室外高度h1=500mm

水以下土的高度h2=3100mm

填土重度r=18KN/m^2

2 混凝土材料:

轴心抗压强度设计值fc=14.3N/mm^2

轴心抗拉强度标准值ftk=2.2N/mm^2

保护层厚度C=50mm

墙体有效厚度h0=250mm

3 钢筋材料:

抗拉强度设计值fy=360N/mm^2

钢筋弹性模量Es=200000N/mm^2

4 计算过程:

主动土压力系数Ka=0.5

1).地面均布活荷载10KN/m^2

分项系数rq=1.40

q1k=Ka*qr =5.0

q1=rq*q1k =7KN/m

2).墙底土压力a=3.35b=1.65

分项系数rg=1.20d=0.05c=4.95

q2k=Ka*r'*(d1+h1) =7.20l=5

q2=rg*Ka*r'*(H-d1-h1) =14.88KN/m

3).墙底水压力RA=15.08

分项系数rqw=1.00

q3=rqw*rw*(H-d1) =31.00KN/m

q3k=34.50KN/m

5 内力及配筋计算 Mb

M1=q1*0.125*H^2=13.31KN*m

a=3.35b=1.65

M2=RA*l-q*c*b/2=24.58KN*md=0.05c=4.95

l=5

M3=RA*l-q*c*b/2=51.21KN*m

M1k=q1k*0.125*H^2=9.51RA=7.237

M2k=q22k*H^2/15=7.30

M3k=RA*l-q*c*b/2=104.70

∑M=M1+M2+M3+M4=64.30KN*m

∑Mk=M1k+M2k+M3k+M4k=121.51KN*m地下室挡土墙计算

αs=M/(α1*fc*b*h0^2)0.0719

rs=0.9626

ζ=0.0747<0.55

Mk'=68.02

As=M/(rs*fy*h0) =742mm^2

实配D14@150

AS=1026mm^2

地下室外墙计算原理及方法

1、高层建筑一般都设有地下室，根据使用功能及基础埋置深度的不同要求，地下室的层数1至4层不等。

2、地下室外墙的厚度和混凝土强度等级，应根据荷载情况、防水抗渗和有关规范的构造要求确定。《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》（JGJ 6-99）规定，箱形基础外墙厚度不应小于250mm，混凝土强度等级不应低于C20；《人民防空地下室设计规范》（。GB50038-05）规定，承重钢筋混凝土外墙的最小厚度为250mm，混凝土强度等级不应低于C25

地下室外墙的混凝土强度等级，考虑到由于强度等级过高混凝土的水泥用量大，容易产生收缩裂缝，一般采用的混凝土强度等级宜低不宜高，常采用C20~C30。有的工程地下室外墙有上部结构的承重柱，此类柱在首层为控制轴压比混凝土的强度等级较高，因此在与地下室墙顶交接处应进行局部受压的验算，柱进入墙体后其截面面积已扩大，形成附壁柱，当墙体混凝土采用低强度等级，其轴压比及承载力一般也能满足要求。

3、地下室外墙所承受的荷载，竖向荷载有上部及地下室结构的楼盖传重和自重，水平荷载有地面活载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载。风荷载或水平地震作用对地下室外墙平面内产生的内力值较小。在实际工程的地下室外墙截面设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋主要由垂直于墙面的水平荷载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算墙的配筋。

4、地下室外墙的水平荷载组合：见图11.12-1外墙水平荷载

（1）地面活荷载(取10KN/m2)、土侧压力；

（2）地面活荷载、地下水位以上土侧压力、地下水位以下土侧压力、水压力；

（3）上列（1）加人防等效静荷载或（2）加人防等效静荷载。

图11.12-1中的各值：见p475

荷载分项系数除地面活荷载的为1.4外，其他均为1.2。

5、地下室外墙可根据支承情况按双向板或单向板计算水平荷载作用下的弯矩。由于地下室内墙间距不等，有的相距较远，因此在工程设计中一般把楼板和基础底板作为外墙板的支点按单向板（单跨、两跨或多跨）计算，在基础底板处按固端，顶板处按铰支座。在与外墙相垂直的内墙处，由于外墙的水平分布钢筋一般也有不小的数量，不再另加负弯矩构造钢筋。

计算

一、墙身配筋计算

（一）已知条件：

墙身混凝土等级40

钢筋设计强度N/mm2360

混凝土容重γc=25KN/mm3

墙背填土容重γ土=20KN/mm3

水容重γ水=10KN/mm3

裂缝限值0.2mm

覆土面距离墙底H1=3m

水位距离墙底H2=0m

墙高H=4.5m地面堆积荷载q0=10KN/m2

墙厚h（mm）=300mm

保护层(mm)=35mm

横载分项系数1.2

（二）土压力计算：

Ka=0.50q土=(γ土×H1-γ水×H2)×Ka=30.00KN/m2

qo=5q水=γ水H2=0KN/m2

q2=q土+q水+qo=35.00KN/m2

q22=1.2×q2=42KN/m2

(三)内力计算（基本组合下）：

β=b/c=0.666666667

b=3m

Ｍ1=q22*b2*(4-3β+3β2/5)/24=-35.70KN·M

RA=q22*b3*(1-β/5)/8C2=20.48

Ｍ2=RA*(a+2*b/3*(2*RA/q22b)^0.5)=54.05759

KN·M（四）配筋计算

混凝土抗压强度fcd=19.1N/mm2

ho=255mm

钢筋设计强度fy=360N/mm2

计算宽度b=1000mm

Ｍ1 =fcdbx(h0-x/2)

35700000.00 =19100x(255-x/2)x =7.438 m≤ξbh0 =0.53×255.00 =解得

As = Ｍ支座/(ho-x/2)/fy =400mm2

Ｍ2 =fcdbx(h0-x/2)

54000000.00 =19100x(255-x/2)x =11.339 mm≤ξbh0 =0.53×255.00 =解得

跨中As = Ｍ2/(ho-x/2)/fy =618mm2

（五）裂缝计算(仅计算支座处裂缝)

钢筋直径d=14mm

钢筋间距150mm每延米实配钢筋As=1026.25mm2

标准组合下Ｍ1=q2*b2*(4-3β+3β2/5)/24=-29.75KN·M

σsk=Ｍk支座/(0.87hoAs)=130.6691N/mm2

地下室外墙（挡土墙）的计算

1计算方法

1.1计算简图

①根据墙板长边与短边支承长度的比例关系，地下室外墙（挡土墙）、窗井外墙按双向板或单向板计算。

②对单层或多层地下室外墙，当基础底板厚度不小于墙厚时，可按底边固结于基础、顶边铰接于地下室顶板的单跨或连续板计算。

当基础底板厚度小于墙厚时，底边按铰接计算。

窗井外墙顶边按自由计算。

墙板两侧根据实际情况按固结或铰接考虑。

③墙板的支承条件应符合实际受力状态，作为墙板支座的基础和内墙（或扶壁柱），其内力和变形应满足设计要求。

1.2计算荷载

图一地下室外墙压力分布

地下室外墙承受竖向荷载和水平荷载。

竖向荷载包括地下室外墙自重、上部建筑（结构构件和围护构件）竖向荷载、地下室各层楼板传递的竖向荷载。

水平荷载包括土压力（地下水位以下为土水混合压力）、地下水压力、室外地面活荷载引起的侧压力、人防外墙等效静荷载。

2计算中需注意的问题

2.1 《全国民用建筑工程设计技术措施/结构/地基与基础》（2009年版）[1]第5.8.11条和《北京市建筑设计技术细则-结构专业》（2005版）[2]第2.1.6条对室外地面活荷载，建议取5kN/m2（包括可能停放消防车的室外地面）。

该规定适用于有上部结构的地下室外墙，且当考虑消防车时消防车重不超过30吨。其出发点是行车道距离建筑物外墙总是有一定距离的，即一般情况下汽车不可能紧贴上部建筑外墙行驶（《城市居住区规划设计规范》、《建筑设计防火规范》等对室外行车道距离建筑物外墙的距离有明确规定），消防车更不可能紧贴上部建筑外墙进行消防扑救（因消防云梯车在工作时受云梯高度和仰角的制约必须与建筑物外墙保持一定距离）。

但是，对于没有上部结构的纯地下车库，或处于上部结构范围之外的地下室外墙，以及消防车重超过30吨的，笼统地按5kN/m2计算是有问题的，应当根据车道与地下室外墙的位置关系、地下室顶板覆盖层厚度及其应力扩散角、车辆轮压按实际情况计算。