高层建筑地下室外墙配筋的实用计算方法.pdf

第期建筑结构年月高层建筑地下室外墙配筋的实用计算方法赵国选武汉市建筑设计院提要通过对地下室外墙的受力分析,介绍 了工程设计中的实用计算方法,并给出了地下室外墙壁板采用硷、级钢筋时的弯矩配筋及裂缝宽度的部分计算表格,可供设计参考。关镇词地下室外墙土压力水压力裂缝宽度配筋一一,眼眼印一一、引言高层建筑地下室除作为停车场使用外,往往还被作为设备用房如配电、空调机房等,有的还要求具备完善的防空及可靠的抗 震功能。因此,设计中除满足外墙承载力计算外,还必须满足使用荷载作用下裂缝宽度 二,镇的要求。在具体工程中,地 下室计算较 为繁琐,且计算结果各异。文【对全国幢高层建筑地下室的调查统计表明,墙厚和配筋相差很大一,。二一衬,最大与最小配筋相差近倍。看来,怎样在结构的可靠与经济之 间选择一种合理的平衡,对结构工程师而言,始终是一个值得探讨 的课题。本文根据工程实践和有关规范、规程,计算并编制了部分实用的图表,仅供同行在设计和审图时参考。二、荷载组合与边界条件在一般情况下,地下 室外墙所承受的主要荷载为结构 自重、地面活载、侧向土压力、地下水压力等。作用于外墙上的荷载可有以下组合结构自重、地面活荷载、土压力 图同。地下室外墙与顶板和底板的边界条件应根据二者的抗弯刚度确定。当外墙抗弯刚度为顶板抗弯刚度的倍以上时,可假定墙壁顶端为铰接,否则应按弹性连接计算。在实际工程中,有时考虑 到边界条件不可能十分明确,通常在计算端弯矩和跨中弯矩时,对同一边界采用两种不同的支承假设,如按端部固定计算端弯矩,按端部铰接计算跨中弯短等。底板与外墙 间,由于 二者刚度相差较大,可视为固定端,墙体间可视为弹性固定壁柱式墙体的壁柱厚度不宜小于墙厚的倍。地下室外墙视边界条件可分为双向受力二成图,和单 向受力,图两种情况。夏翰巍查颤引下,”州,”。二粉礴中,一冲辛资中一寸于嘴结构自重、地面活荷载、土压力、地下水压力 图。地下水位以下土层的土、水压力,视土质情况,可采用土、水合算和分算两种方法地地地地地地地地地雀雀下下冬冬钻日日日日室室篡篡篡篡篡篡图图土、水分算值较合算值大。由于高层建筑类型和平面布置以及柱网或开间 尺寸各不相同,地下室外墙的受力状况也不尽相图图、图三、计算公式目前,工程界沿用的土 压力计算理论主要有古典的朗金讯理论和库伦冶理论。所以,作用于地下室外墙上的侧压力,根据上述荷载组合,当无地下水时 按图梯形荷载计算,。口。当有地下水时按图近似梯形荷载计算口以口口口口。式中,。为由地面活载折算的等代土压力,。为地下水位以上的土 压力,。为地下水位以下的土压力,为水压力。人土 的重度取耐,地面活载取衬,主动土压力系数。扩一川少为土的内摩擦角,取甲,土的浮重度取丫,水的重度八耐,荷载分项系数取二,。外墙壁板在三角形和均布荷载作用下的双向弯矩计算系数及公式见文【表一和一,考虑硷板的各向异性,奥,二,委,二。外墙壁板单向弯矩计算公式见表。外墙壁板单向奄矩计算农表类前厂”梯形荷载作用 图。一若八,宁计算公式受弯构件考虑裂缝宽度分布的不均匀性和按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合影响的最大裂缝宽度可按下列公式计算,。月、一净苦于卜一,一一了八一一一,式中符号注释见文【。根据上述原则及公式计算的地下室外墙壁板弯矩、配筋及裂缝宽度等见表一。表中计算参数分别取板宽硷保护层厚度为簇尘,尘,尘单 向弯矩作用时取,双 向弯矩作用时取毛工二,川二,表中配筋工,配筋分别为外墙外侧与外墙内侧竖向钢筋。四、计算例肠例设 一层地 下室,层高,柱网尺寸,外墙厚,地下水位于一处,采用硷,级钢,几衬,一护衬,一,求外墙壁板弯矩及配筋。解按图,由已知条件和式可得。火胶口以一口 土口口口。了,。,入又澎固端弯矩计算、二川。口,若一一跨中弯矩计算委”,。、。若一川作用下外墙裂缝宽度计算外侧竖 向配筋采用尘,衬沪,二,满足同理,可求护作用下满足外墙计算及构造要求的内侧竖向配筋尘外墙横向配 筋及裂缝宽度计算方法与竖 向时相同,仅外墙硷保护层厚取。例设一层地下室,层高,开间,外墙厚,地下水位于一处,采用硅,级钢,几衬,时,衬,几衬,。,求外墙壁板弯矩及配筋。解按图,由已知条件和式可得,口,、。由表和 图可得二。一,。八一火一。,吕一作用下外墙裂缝宽度计算外侧竖 向配 筋采用尘,一衬,户一满足同理,可求作用下满足外墙裂缝宽度计算的内侧竖向配筋尘外墙横 向分布钢筋另据构造要求配置。计算结果比较地下 室外培 壁板有 矩配 筋及裂 缝宽度 裹【硷级铜筋表罗注 根据 无地下水 时土的 侧压力计 算单位武 阿淤人尹 钊加地下 室外 绮壁板 奄矩配 筋及 裂缝宽 度表硷级钢 筋表注根据。咖 以下 处有地下 水时土的 侧压力 计算 单位叼廿人尹、二地下 室外墙 壁板奄 矩配 筋及裂 缝宽度 表口硷级钢筋表军注根据咖 以下 处有地 下水时土 的侧压力 计算单位武分式尸按承载力计算取,。,口,。,孟一。一,“瓜碱二硕污石丽不瓦孕一”“查表,“从而有八一甲甲丁叮又“。扩不满足按凡,计算二二产二五、结语由图表可知,作用于地下室外墙上的土压力与层高呈线性关系,当有地下水时,外墙所受组合荷载最大。在恒定荷载作用下,当外墙壁板配筋满足裂缝宽度要求后,一般都能同时满足承载力计算和构造要求而当外墙配筋满足承载力计算及最小配 筋率时,却不一定能满足最大裂缝宽度允许值要求,对此,设计中应引起注意。在实际工程中,当计算条件与实际情况相符时,外墙壁板 内、外侧取大值等量配筋显然是不经济、不必要的不满足计算条件或有特殊要求及构造配筋者除外。表中数据按硷计算,当。和不变时,由于 不同级别硷的几对裂缝宽度计算的影响不是很大,在实际工程中,当所设计的外墙硷级别稍大于如或以,仍可参考本表配筋且偏于安全。限于篇幅,仅介绍了高层建筑单层地下室外墙配筋的实用计算方法和 图表。当地下室为多层,亦可根据有关计算参照表中弯矩值配筋当为防空地下室,外墙设计除满足平时功能及技术要求外,尚应根据战时所规定抗力等级的等效静荷载等组合值进行承载力计算,并取其控制条件配筋而当考虑抗震时,则需依据有关规范及规定另行计算。参考文献钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程一混凝土结构设计规范一建筑结构静力计算手册编写组建筑结构静力计算手册北京 中国建筑工业出版社,湖南大学土木系钢筋混凝土特种结构,徐至钧高层建筑地下室墙的设计探讨建筑结构,二,翻斗卜仁仁长仁乍卜仁长卜长仁仁乍长仁仁卜仁仁仁仁仁仁仁仁仁书扩一诵心走场山诵山通山山诵心场止山场心汤山场心心汤山场止场山场山场么场止场心由场止山场止进山场屯场心场止心场止汤止汤山满山冲诵陇汤止粘钢加固回大正建筑沈阳大正建筑特种技术有限公司一硷结构构件外部粘钢加固工程施工服务二硅结构钢筋钻孔锚固生根施工技术服务三无粘结预应力成套施工技术服务四建筑物封缝灌胶加固施工技术服务、,产一专业从事一户内自内自内、服务 宗旨依幸科学辱重设计质蚤乃本信眷第一总部地址沈阳市沈河区大南街号辽宁建设大厦六层企业法人 单泽伟手机总部电话邮编联 系人陈冬云传真,宁节宁,犷,全宁,宁,宁丫宁,宁,于,宁,宁,十,宁,犷,宁,犷,宁中,宁,宁,犷,宁,犷,护净全,宁,浦刁叶,心嘴嘴刁,心,习,刁弓刁,从,刁,日嘴,刁,刁弓刁件,刁呀动呀刁,动,动,橙,动,刁咋刁亏今什