地下室外墙计算

地下室外墙计算在建筑结构设计中，地下室外墙的计算是一个至关重要的环节。

地下室外墙不仅要承受上部结构传来的竖向荷载，还要承受土压力、水压力等水平荷载，以及温度变化、混凝土收缩等因素产生的内力。

因此，准确计算地下室外墙的受力情况，对于保证地下室的安全性和稳定性具有重要意义。

一、地下室外墙的受力分析地下室外墙所受的力主要包括竖向荷载和水平荷载。

竖向荷载主要来自于上部结构的自重以及地下室顶板传来的荷载。

水平荷载则包括土压力、水压力、地面活荷载产生的侧压力等。

土压力是地下室外墙承受的主要水平荷载之一。

土压力的大小和分布与土体的性质、墙体的位移情况以及地下水位等因素有关。

一般来说，土压力可以分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种。

在地下室外墙的计算中，通常根据墙体的位移情况和工程实际情况来确定采用哪种土压力计算方法。

水压力也是地下室外墙不可忽视的荷载。

当地下水位高于地下室底板时，水压力会对地下室外墙产生作用。

水压力的大小取决于地下水位的高低和水的重度。

此外，地面活荷载产生的侧压力也会对地下室外墙产生一定的影响，尤其是在靠近地面的部位。

二、地下室外墙的计算模型在进行地下室外墙的计算时，需要建立合理的计算模型。

常见的计算模型有单向板模型和双向板模型。

单向板模型适用于地下室外墙长度较长、厚度相对较小的情况。

在这种模型中，地下室外墙可以视为承受竖向荷载和水平荷载的单向板，按照单向受弯构件进行计算。

双向板模型则适用于地下室外墙长度和宽度比较接近的情况。

此时，地下室外墙需要同时考虑两个方向的弯矩和剪力，按照双向板进行计算。

在实际工程中，应根据地下室外墙的具体尺寸和边界条件选择合适的计算模型，以确保计算结果的准确性。

三、地下室外墙的计算方法1、荷载计算首先，需要准确计算作用在地下室外墙上的各种荷载。

竖向荷载可以根据上部结构的传力途径和地下室顶板的荷载分布进行计算。

水平荷载中的土压力可以采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论进行计算，水压力则根据地下水位和水的重度进行计算。

一. 计算条件地下室层高L ＝ 4.5室内外高差b ＝0.9 地下室外墙厚h ＝300 堆载p ＝20土容重γ18 地下水位为室外地坪下a ＝1.1 混凝土强度标号C30f c =14.3N/mm 2土层内摩擦角φ=10 钢筋抗拉强度设计值360 水容重γ水＝10二. 荷载计算(取每延米板宽，按单向板计算)（一）土压力K 0=1-sin φ＝0.826352 q1=K 0(γa+(γ-10)(L-b-a))＝32.8888kN/m（二）水压力q2=γ水(L-b-a)＝25kN/m（三）堆载q3=K0*p ＝16.52704kN/m 土压力 水压力堆载压力三. 内力计算（一）土压力引起的内力β＝（L－b）/L=0.8底部负弯矩Mb ＝－(q1*(L-b)2*(4-3β+3β2/5))/24=-35.2357kN·m顶板支座处反力Ra=q1*(L-b)3*(1-β/5)/(8*L 2)=7.956459kN跨中最大弯矩Mmax＝Ra(b+2*(L-b)*(2Ra/(q1*(L-b)))0.5/3)=14.16134kN·m（二）水压力引起的内力h1=a+b=-0.2m h2=L-h1=4.7mβ＝h2/L=1.044444底部负弯矩Mb ＝－(q2*h22*(4-3β+3β2/5))/24=-35.0031kN·m 顶板支座处反力Ra=q2*h23*(1-β/5)/(8*L 2)=12.67524kN跨中最大弯矩Mmax ＝Ra*(h1+2*h2*(2Ra/(q2*h2))0.5/3)=15.91242kN·m（三）堆载引起的内力β＝（L－b）/L=0.8底部负弯矩Mb＝－(q3*(L-b)2*(2-β))/8=-38.5543kN·m顶板支座处反力Ra=q3*(L-b)3*(4-β)/(8*L2)=15.23132kN跨中最大弯矩Mmax＝Ra(b+Ra/(q3*2))=20.72678kN·m（一）基本组合（以永久荷载效应控制γG＝1.35）底部负弯矩S＝γG S Gk+γQiψci S Qik＝-132.606kN·m跨中最大弯矩S＝γG S Gk+γQiψci S Qik＝60.91182kN·mAs1=1682.868mm2As2=773.0181mm2As min=600mm2底部负弯矩实配钢筋面积753.9822mm2跨中最大弯矩实配钢筋面积753.9822mm2（一）标准组合底部负弯矩S＝S Gk+S Qik＝-108.793kN·m钢筋直径12mm间距150mmω1s,max=1.594693mm跨中最大弯矩S＝S Gk+S Qik＝50.80054kN·m钢筋直径12mm间距150mmω2s,max=0.438167mm。

0.5外墙顶端支承条件有水平支座(有楼板支撑)10.00侧壁顶标高BG 1(m)0.0020.00侧壁底标高BG 2(m)-6.55 5.00室外地坪BG 3(m)0.000.00地下水位BG 4(m)-1.8089.25外墙总高H(m) 6.550水土面起点标高(m)0.001每米控制截面弯矩计算外墙根部负弯矩-M b (KN﹒m/m)外墙跨中正弯矩+M max (KN﹒m/m)外墙顶端负弯矩-M t (KN﹒m/m)水土压力引起的弯矩(恒载)-255.27114.160.00地面引起的弯矩(活载)-26.8115.080.00弯矩标准值-282.08129.240.00设计弯矩组合工况 1.35恒+1.4×0.7活1.35恒+1.4×0.7活1.35恒+1.4×0.7活弯矩设计值-370.89168.900.00混凝土强度等级C35HRB400混凝土抗压强度设计值f c (N/mm 2)16.7360混凝土抗拉强度设计值f t (N/mm 2) 1.57400混凝土抗压强度标准值f ck (N/mm 2)23.4200000混凝土抗拉强度标准值f tk (N/mm 2) 2.20混凝土弹性模量E c (N/mm 2)31500外墙厚h(mm)400计算宽度b(mm)1000外侧保护层厚度c(mm)25内侧保护层厚度c(mm)25截面配筋(每米)最小配筋率ρmin =0.200%最小配筋面积A smin =800mm 2备注：外墙顶端支座嵌固系数K为外墙顶部的支座刚度系数。

当K＝0时，相当于外墙顶端完全铰接；K＝1时外墙顶端为完全固接；其余情况相当与外墙顶端支座为转动弹性支座，K的数值相当于外墙顶端弯矩为完全固接时弯矩的比例，如：K＝0.8时相当于顶端弯矩为完全固接时的80%，即释放掉完全固接弯矩的20%；K＝0.2时相当于顶端弯矩为完全固接时的20%，即释放掉完全固接弯矩的80%。

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与内墙(或扶壁柱),其内力与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与水平荷载。

竖向荷载包括地下室外墙自重、上部建筑(结构构件与围护构件)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条与《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。

其出发点就是行车道距离建筑物外墙总就是有一定距离的,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与仰角的制约必须与建筑物外墙保持一定距离)。

但就是,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计算就是有问题的,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。

2.2文[1]第5、8、5条计算水压力时,当勘察报告提供了地下室外墙水压力分布时,按勘察报告计算;当勘察报告未提供时,可取历史最高水位与近3~5年的最高水位的平均值(水位高度包括上层滞水),水压力按静止压力直线分布计算。

计算一、墙身配筋计算（一）已知条件：墙身混凝土等级30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=3.5m水位距离墙底H2=0m墙高H=3.6m地面堆积荷载q0=10KN/m2墙厚h（mm）=250mm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=35.00KN/m2qo=5q水=γ水H2=0KN/m2q2=q土+q水+qo=40.00KN/m2q22=1.2×q2=48KN/m2(三)内力计算（基本组合下）：β=b/c=0.972222222b=3.5mＭ1=q22*b2*(4-3β+3β2/5)/24=-40.44KN·MRA=q22*b3*(1-β/5)/8C2=17.40Ｍ2=RA*(a+2*b/3*(2*RA/q22b)^0.5)=20.21826KN·M（四）配筋计算混凝土抗压强度fcd=14.3N/mm2ho=205mm钢筋设计强度fy=360N/mm2计算宽度b=1000mmＭ1 =f cd bx(h0-x/2)40436342.00 =14300x(205-x/2)x =14.292 m≤ξb h0 =0.53×205.00 =解得A s = Ｍ支座/(ho-x/2)/f y =575mm2Ｍ2 =f cd bx(h0-x/2)20000000.00 =14300x(205-x/2)x = 6.940 mm≤ξb h0 =0.53×205.00 =解得跨中A s = Ｍ2/(ho-x/2)/f y =283mm2（五）裂缝计算(仅计算支座处裂缝)钢筋直径d=12mm钢筋间距150mm每延米实配钢筋A s=753.98mm2标准组合下Ｍ1=q2*b2*(4-3β+3β2/5)/24=-33.70KN·Mσsk=Ｍk支座/(0.87hoAs)=250.5858N/mm2αcr=2.1ρte=0.006031858ftk=2.01ψ=0.235625553< 1 且>0.2所以ψ取0.235625553Es=200000c=35deq=12裂缝宽度W fk=0.139898459mm裂缝满足要求108.7mm 108.7mm。

DWQl计算:(1)基本信息：地下室侧壁计算类型：全埋式地下室混凝土等级=C30,Ec=30000MPa z fc=14.3MPa,ft=1.43MPa钢筋采用HRB400z fy=360MPa室内外高差zl=0.000m f地下水埋深z2=0.150m填土重度γ=18.0kN∕m3z地下水重度γw=10.0kN∕m3土浮重度γ'=11.0kN∕m3土压力系数Ka=0.500地面附加恒载g=0.0kN∕m3z地面活载q=10.0kN∕m3地下室层数n=l,总埋深dp=4.850m最底层约束条件=刚接地下室(1)层：层高h=4.850m,墙厚t=300mm z层顶约束：钱接(2)荷载计算(设计值)：地下室⑴层：顶部荷载pl=7.0kN∕m,底部荷载p2=96.0kN∕m(3)弯矩计算计算配筋，采用弯矩计算的设计值组合：地下室(1)层：顶部Ml=O.OkNm,底部M2=160.2kNm,正弯矩M3=∙73.0kNm计算裂缝，采用弯矩计算的标准值组合：地下室(1)层：顶部Ml=O.OkNm,底部M2=131.1kNm,正弯矩M3=∙59.4kNm⑷配筋计算地下室⑴层弯矩配筋计算：外侧弯矩M=I60kNm,ho=275mm,X=44mm,ξ=0.161,配筋系数=1.00,配筋As=1760mm2,ps=0.64%,配筋d20@75(As=4187mm2)内侧弯矩M=73kNm,ho=275mm,X=19mm,ξ=0.070,配筋系数=1.00,配筋As=764mm2,ps=0.28%,配筋d20@150(As=2093mm2)⑸裂缝验算地下室⑴层裂缝验算：外侧弯矩Mk=131.1kNm,deq=20mm,pte=0.028应力OSk=I31MPa,不均匀系数中=0.845,裂缝宽度wma×=0.172mm内侧弯矩Mk=59.4kNm,deq=20mm,pte=0.014应力OSk=Il9MPa,不均匀系数I=O.539,裂缝宽度wma×=0.137mmDWQ2计算:(1)基本信息：地下室侧壁计算类型：全埋式地下室混凝土等级=C30,Ec=30000MPa z fc=14.3MPa,ft=1.43MPa钢筋采用HRB400z fy=360MPa室内外高差zl=0.450m,地下水埋深z2=0.150m填土重度γ=18.0kN∕m3z地下水重度γw=10.0kN∕m3土浮重度γ'=11.0kN∕m3土压力系数Ka=0.500地面附加恒载g=0.0kN∕m3z地面活载q=10.0kN∕m3地下室层数n=l,总埋深dp=4.400m最底层约束条件=刚接地下室(1)层：层高h=4.400m z墙厚t=300mm z层顶约束：较接(2)荷载计算(设计值)：地下室⑴层：顶部荷载pl=14.2kN∕m,底部荷载p2=96.0kN/m(3)弯矩计算计算配筋，采用弯矩计算的设计值组合：地下室(1)层：顶部Ml=O.OkNm,底部M2=140.0kNm,正弯矩M3=∙65.7kNm计算裂缝，采用弯矩计算的标准值组合：地下室(1)层：顶部Ml=O.OkNm,底部M2=114.6kNm,正弯矩M3=∙53.6kNm⑷配筋计算地下室⑴层弯矩配筋计算：外侧弯矩M=140kNm,ho=275mm,x=38mm zξ=0.139,配筋系数=1.00,配筋As=1520mm2,ps=0.55%,配筋dl8@75(As=3391mm2)内侧弯矩M=66kNm z ho=275mm,x=17mm,ξ=0.063,酉己筋系数=1.00,配筋As=685mm2,ps=0.25%,酉己筋dl8@150(As=1696mm2)⑸裂缝验算地下室⑴层裂缝验算：外侧弯矩Mk=114.6kNm,deq=18mm,pte=0.023应力OSk=I41MPa,不均匀系数Ψ=0.809,裂缝宽度wma×=0.185mm内侧弯矩Mk=53.6kNm,deq=18mm,pte=0.011应力OSk=I32MPa,不均匀系数中=0.478,裂缝宽度wma×=0.143mm。

地下室外墙计算书(纯手算)地下室外墙计算书（纯手算）一：设计要求1.1 墙体高度：5米1.2 墙体长度：20米1.3 墙体厚度：0.5米1.4 墙体材料：砖混结构二：风载荷计算2.1 风压标准值：0.8kN/m²2.2 风压高度变化系数：0.852.3 风荷载计算公式：F = 0.5 × C × P × A其中，F为风荷载，C为风压高度变化系数，P为风压标准值，A为墙体面积三：水压力计算3.1 地下水位高度：2.5米3.2 地下水压力计算公式：P = γ × H × A其中，P为水压力，γ为水的密度，H为水位高度，A为墙体面积四：自重计算4.1 砖的单位体积重量：20kN/m³4.2 混凝土的单位体积重量：25kN/m³4.3 墙体自重计算公式：G = A × [(t1 × γ1) + (t2 × γ2)]其中，G为墙体自重，A为墙体面积，t1、t2分别为砖和混凝土的厚度，γ1、γ2分别为砖和混凝土的单位体积重量附录：计算表格、技术图纸法律名词及注释：1. 风载荷：指风力作用在建筑物表面的力量2. 风压标准值：根据地区气象条件和建筑物高度确定的一定值3. 风压高度变化系数：考虑建筑物风压分布随高度变化的系数4. 水压力：指地下水对建筑物墙体施加的力量5. 砖混结构：指由砖和混凝土组成的建筑结构体系6. 自重：指建筑物结构本身所产生的重力地下室外墙计算书（纯手算）一：设计要求1.1 墙体高度：4米1.2 墙体长度：15米1.3 墙体厚度：0.4米1.4 墙体材料：钢筋混凝土结构二：风载荷计算2.1 风压标准值：1.2kN/m²2.2 风压高度变化系数：0.92.3 风荷载计算公式：F = 0.5 × C × P × A其中，F为风荷载，C为风压高度变化系数，P为风压标准值，A为墙体面积三：水压力计算3.1 地下水位高度：3.5米3.2 地下水压力计算公式：P = γ × H × A其中，P为水压力，γ为水的密度，H为水位高度，A为墙体面积四：自重计算4.1 钢筋混凝土的单位体积重量：24kN/m³4.2 墙体自重计算公式：G = A × t × γ其中，G为墙体自重，A为墙体面积，t为墙体厚度，γ为钢筋混凝土的单位体积重量附录：计算表格、技术图纸法律名词及注释：1. 风载荷：指风力作用在建筑物表面的力量2. 风压标准值：根据地区气象条件和建筑物高度确定的一定值3. 风压高度变化系数：考虑建筑物风压分布随高度变化的系数4. 水压力：指地下水对建筑物墙体施加的力量5. 钢筋混凝土结构：指由钢筋和混凝土组成的建筑结构体系6. 自重：指建筑物结构本身所产生的重力。