坡地建筑如何考虑土压力对整个建筑的影响

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z=5.0时,P22=(q+γ z) Ka2 -2CK2 Ka2=(10 +17 ×1.8 +18.6× 3.2)× 0.84 − 2× 5× 0.84=74.9kpa;
2、计算挡土墙内力(弯矩、剪力): 由于挡土墙厚度 400mm 厚,而挡
土墙顶的楼板才 100mm 厚,楼板不足 以作为挡土墙的固定支座,所以我们 将挡土墙简化为上端铰接,下端固接 的构件,再输入第二步中计算的土压 力作为荷载,利用结构力学求解器计算挡土墙的内力,其几何尺寸简图、 弯矩图、剪力图如右图所示。
经查阅 PKPM 系列软件的相关资料得知,在梁上可以输入这样的水平线 荷载,程序计算时会考虑这种线荷载的导荷,但是计算此梁时不会考虑此 荷载作用下的的侧向受弯(即此荷载不参与该梁的截面设计)。
经过计算对比,发现加入此水平荷载后,底层柱配筋均加大较多,有 些都出现超筋情况,最后通过加大截面才能满足要求。所以得出结论,这 个土压力对于整体结构的影响是不可忽略的,若是工程师在进行设计的时
朗肯主动土压力系数 Ka=tan(2 450 -ψ /2),则 Ka1=tan(2 450 -10/2)=0.70 ; Ka2=tan(2 450 -5/2)=0.84 。则有,
z=0时,P1=(q+γ z) Ka1-2CK1 Ka1=(10 + 0) × 0.7 − 0=7kpa; z=1.8时,P21=(q+γ z) Ka1-2CK1 Ka1=(10 +17 ×1.8)× 0.7 − 0=28.42kpa; z=1.8时,P22=(q+γ z) Ka2 -2CK2 Ka2=(10 +17 ×1.8)× 0.84 − 2× 5× 0.84=24.5kpa;
裂缝,跨中可以取支座配筋的一半。
6、验算挡土墙基础的滑移、验算建筑整体的滑移:
验算挡土墙基础滑移的时候,滑移力为 V1=150KN/m;验算整体结构的

滑移时,滑移力 V2=150+45=195KN/m。具体计算可参照规范进行。
1、当验算挡土墙基础滑移的时:需要满足(2)式:
µ
×
p
×
B≥Kn
×
V 1
通过计算结果,我们得出延挡土墙长度方向每延米长度上的内力为: 顶端的剪力约为 45KN;底端的剪力约为 150KN,弯矩约为 125KN*m;跨中最 大弯矩约为 60 KN*m。 3、计算土压力对整体结构的影响:
上述第三步已经计算出挡土墙顶端剪力为 45KN/m,则将此水平均布线 荷载输入到上部结构模型中挡土墙(此挡土墙按照剪力墙输入模型)顶端 的梁上。再通过 PMCAD 导荷,SATWE 计算,即可考虑此荷载对上部结构的影 响。
外开放的商铺,从地上 1 层开始为住宅,住宅入户须 从小区内部进入。如图一示。场地地质条件为:○1 层 杂填土,层底标高-1.800, 内摩擦角ψ=100,承载 力特征值 fak=60kpa,重度γ=17KN/m3;○2 层粘土 层,层底标高-16.000, 粘聚力标准值 CK=30kpa, 内摩擦角ψ=50,承载力特征值 fak=180kpa,重度γ=18.6KN/m3;○3 层石 灰岩,层底标高-21.000(本层未钻透),承载力特征值 fak=2500kpa,重 度γ=24KN/m3;场地未见地下水。 二、 土压力对建筑的影响:
[3]包世华主编.结构力学(下册).武汉:武汉理工大学出版社,2003.7
规范有, P
=
N B
+ γ Gd
≤ fa

B

N fa − γ Gd
,根据力的简化得知,当基础中心离墙
的中心距离 e 满足(1)式时,基底压力为均匀分布:
N × e = M +V × d ⇒ e = M +V × d ……(1)式 N
则挡土墙的基础在室外部分的宽度为 B/2-e,在室内部分的长度为
B/2+e。
L——条形基础长度;
三、结语:
1、对于一般的建筑,地下室四周都有土体约束,则整体计算可以不用
考虑,只需要进行局部计算,即挡土墙自身计算。
2、对于特殊的建筑,地下室周边土体不均匀(比如一侧有土体约束,
而另一侧没有土体约束),此时不仅要局部计算,还要整体计算。既要进行
挡土墙自身计算,还要进行整体结构计算使得整体结构能够抵抗土压力的
…………(2)式
2、当验算整体结构的滑移时:需要满足(3)式:
n
µ
×
∑(
Pi
×
A) i

×
P
×
B
×
L≥
Kn
× V2
×
L
…………(3)式
1
其中μ——土对基底的摩擦系数;Kn——抗滑移安全系数;
P,Pi——条形基础基底压力,第 i 个独立基础的基底压力;
Ai——第 i 个独立基础的底面积;i=1,2,3,……,n。
5、挡土墙自身配筋计算:
挡土墙自身配筋计算通长按照 1.0m 宽的板带,取两个计算截面(一是
挡土墙底端截面,二是挡土墙跨中弯矩最大截面)来计算配筋。这两个截
面的弯矩、剪力在第三步中已经求出,轴力可以取第四步中的 JCCAD 荷载,
然后按照压弯构件计算配筋,裂缝。
工程中为了简化计算,通常根据最大弯矩来按照受弯构件计算配筋及
土压力对建筑有一个水平方向的推力,当建筑周边此推力比较均匀时, 可以仅计算挡土墙的配筋、裂缝设计;当建筑周边此推力不较均匀时,不 仅要计算挡土墙的配筋、裂缝设计,还要考虑土压力对整个建筑的影响。 下面就分步分析土压力不均匀时对建筑的影响。 1、土压力计算:
根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002 第 6.6.3 条,计算支挡 结构可采用主动土压力。本工程满足朗肯土压力理论的三个基本假定:○1 挡 土墙背竖直,○2 墙后填土表面水平,○3 挡土墙背光滑即不考虑墙与土之间 的摩擦力。则按照朗肯土压力理论来计算朗肯主动土压力。
坡地建筑如何考虑土压力对整个建筑的影响 熊小辉
广西南宁市广西中盛建筑设计有限公司 530022 摘要 文章通过笔者在广西某实际项目中,对于坡地建筑地下室的土 压力进行的计算分析,针对建筑结构地下室周边土压力不均匀的情况提出 了一些初步的计算方法、思路。 关键词 挡土墙 郎肯主动土压力 滑移 随着城市建设的迅速发展,越来越多的建筑需要建造在坡地上。在坡 地上建造多高层建筑时,须将坡地修整成台阶地形,建筑物跨越台阶顺阶 建造,这时建筑周边就会有一侧有挡土墙,而另外一侧没有挡土墙的情况 出现(如图一示)。在这种场地建造房屋,地形、地貌、工程地质及水文地 质条件往往比较复杂,其建筑及结构设计具有特殊性,既有利于因地制宜、 顺应地形,设计出独特的建筑作品,也容易因结构设计不当而出现工程事 故。以下笔者将通过工程实例来分析建筑仅一侧有挡土墙时,土压力对建 筑的影响。 一、 工程概况: 本工程地上 6+1 层,地下 1 层,其中 地下 1 层仅一侧有土体约束,不能算作地 下室。建筑平面为 47.0m×10.7m 的矩形, 层高除地下 1 层为 4.2m 外,其余层高均为 3.0m。小区内部标高为 0.000,小区外面 的道路标高为-4.500,所以地下 1 层是向
作用。
综上所述,地下室挡土墙计算分为整体计算和局部计算,当工程师在
进行设计时,需要按照工程的特点,选择合理的计算条件,来充分考虑土
体对建筑的影响。
参考文献:
[1]《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002[S]北京:中国建筑工业出版
社,2002
[2]高大钊.土力学与基础工程.北京:中国建筑工业出版社,1999 年
候还象设计一般地下室一样,只是考虑挡土墙自身的安全,那将有可能出
现不可预见的事故。
4、挡土墙基础设计:
通过第三步,我们计算出了挡土墙底端的弯矩 M 及其剪力 V,通过第四
步计算出了挡土墙底端的轴力 N。则可以根据地质资料按照规范来计算挡土
墙的基础。
条形基础埋深 d=1.5m,修正后地基承载力约为 fa=200kpa,则根据