地下室外墙计算模型的选择
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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。
地下室外墙计算(DXWQ-2)项目名称构件编号日期设计校对审核执行规范:《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005), 本文简称《人防规范》钢筋:d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500-----------------------------------------------------------------------1 基本资料板边支撑条件表2 计算(1)荷载计算(2)内力计算(3)配筋计算(4)裂缝验算荷载说明:永久荷载:土压力荷载,上部恒载-平时,可变荷载:地下水压力,地面活载,上部活载-平时平时组合:平时荷载基本组合战时组合:战时荷载基本组合准永久组合:平时荷载准永久组合(用于裂缝计算)2.1 荷载计算2.1.1 墙上竖向压力平时组合(kN/m ):1.200×0.000+1.400×0.000=0.000 准永久组合(kN/m ):0.000+0.500×0.000=0.000 2.1.2 侧压荷载计算 (1) 土压力标准值(kPa)水土分算,土侧压按静止土压力计算,静止土压力系数k = 0.500地下室顶面,标高-1.000, 总埋深1.000,地下水位以上0.000, 地下水位以下1.000 =+=+=p k γh 1k()-γs a t γw h 2⨯⨯0.5180⨯⨯0.5()-201015===p w γw h ⨯10110土压力起算位置,标高0.000 =p 0=p w 0-1层底,标高-4.500,总埋深4.500,地下水位以上0.000,地下水位以下4.500 =+=+=p k γh 1k()-γs a t γw h 2⨯⨯0.5180⨯⨯0.5()-20104.522.5===p w γw h ⨯10 4.545式中:p --------土压力(kN/m 2) p w --------水压力(kN/m 2) k --------土压力系数r --------土的天然容重(kN/m 3) r sat --------土的饱和容重(kN/m 3) r w --------水的重度(kN/m 3)h 1 --------地下水位以上的土层厚度(m) h 2 --------地下水位以下的土层厚度(m)(2)地面上活载等效土压力(标准值,kPa ): p=kG k =0.500×10.000=5.000注:表中所列三角荷载值是对应于各层底的荷载值(最大)2.2 内力计算 按连续梁计算竖向弯矩按连续梁模型计算,水平向弯矩仍按板块模型计算结果不进行调幅 平时组合弯矩图准永久组合弯矩图2.3 配筋及配筋成果表2.3.1 配筋说明:(1)配筋方法水平按纯弯配筋,竖向取压弯与纯弯配筋的大值(2)单位说明:以下各表格中单位除说明外,配筋面积单位:mm2/m,裂缝宽度单位:mm,弯矩单位kN.m/m,轴力单位kN/m,配筋率:%注:表中"计算As"取平时组合与战时组合计算配筋的较大值2.4 裂缝验算按实际配筋,及相应于准永久组合的弹性内力进行计算最大裂缝宽度:0.105<=0.200,满足要求。
关于地下外墙计算及配问题规定《建筑结构设计常遇问题及对策》434关于地下室外墙的配筋设计问题(SATWE 程序¾地下室外墙的平面外验算、配筋,程序按如下方式进行:¾1。
按单向板计算墙板上中下的弯矩,计算时取上下嵌固、和上端简支下端嵌固两种模型,取平均值设计;¾2。
按纯弯板设计、和压弯薄柱设计,两者配筋取大。
¾3。
按人防要求,验算延性比。
验算弯矩——白线按纯弯板配筋弯矩取上中下的大值按压弯配筋弯矩取上中下的大值,轴力取设计值地下外墙设计建议如下:1、如果有条件,地下外墙采用具有计算面外荷载的有限元程序进行计算,这种模型可以考虑地下外墙四周的边界支承情况,配筋量会比传统计算减少25%左右;2、如果没有条件,也要针对不同的地下外墙支承情况人工调整。
3、关于最小配筋率问题,要区分地下外墙受力情况,区别对待;情况一:如果地下外墙本身受力情况就是竖向单向板。
那么竖向钢筋的最小配筋率应不小于0.20%及45f t /f y 中的较大值,水平分布筋单面最小配筋率应不小于0.15%,间距不宜大于150mm;注意此时水平钢筋应设置在竖向钢筋外侧。
情况二:如果地下外墙本身受力情况就是双向板。
那么竖向和水平钢筋的最小配筋率应不小于0.20%及45f t /f y 中的较大值,间距不宜大于150mm;4、水平钢筋宜设置在竖向钢筋外侧;5、地下外墙与基础连接必须注明见11G101‐3 P58 (三)地下外墙筋在基础中的锚固或搭接交流沟通分享439图集注明:当图集有多种做法时,设计应写明在那页选用哪个具体节点。
当未指明时,则为设计人员自动授权施工人员可以按任意节点施工。
2014.12.10。