地下室外墙计算
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。
(全埋式)地下室外墙计算
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
1． 荷载：竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重；水平荷载有室外地坪活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载。
（1） 室外地坪活荷载：一般民用建筑的室外地面（包括可能停放消防车的室外地面），活荷载可取5kN/m2。有特殊较重荷载时，按实际情况确定。（京院技措2.0.6）
a》 水平筋：外墙按连续梁计算时，水平筋为构造。但当外墙较长时，考虑到混凝土硬化过程及温度影响产生收缩裂缝的现象极为普遍，水平筋配筋率宜适当加大，宜采用变形钢筋，直径宜小间距宜密，最大间距不宜大于200mm。
b》 外墙根部节点：一般外墙厚度远小于基础底板，底板计算时在外墙端常按铰支座考虑，外墙计算时在底板端常按固端考虑，所以底板上下钢筋伸至外墙外侧即可，端头不必设弯钩。外墙外侧竖向钢筋在底板底部弯后直段长度满足与底板下筋搭接要求，即可形成对外墙的嵌固。
地面活荷载对外墙产生的压力为沿墙高度方向的均布荷载Px，
Px=qx.Ka= qx/3, qx为地面活荷载
（2）水压力：水位高度可按最近3~5年的最高水位确定，不包括上层滞水。（京院技措3.1.8）
（3）土压力：a. 当地下室采用大开挖方式，无护坡桩或连续墙支护时，地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，土压力系数K0，对一般固结土可取K0=1-sinφ(φ为土的有效内摩擦角)，一般情况可取0.5。（京院技措2.0.16）
6． 外墙保护层厚度：按〈地下工程防水技术规范〉50108-2001-4.1.6条，“迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。”为强制性条文。但实际操作有困难之处。一方面外墙截面有效厚度损失较大，另一方面外墙一般较厚，且拆模早，养护困难。施工单位为了避免开裂，在50mm厚保护层内附加Φ8@200构造筋，与外墙受力筋间距很小，垂直浇捣混凝土困难。按〈混凝土结构设计规范〉50010-2002，外墙外侧环境类别为“二b”，内侧“二a”，据此，外侧保护层厚度25mm，内侧20mm。也是强制性条文。按〈混凝土结构设计规范〉执行。
地下室外墙计算
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) = 742 mm^2 实配D 14 @ 150 AS= 1026 mm^2 配筋满足 6 裂缝验算 σsk =Mk/(0.87*As*h0) 304.72 N/mm^2 ρte=As/(0.5*1000*t)= 0.006842 < 0.01 ρte= 0.01 ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)= 0.63072 w=αcrψσsk/Es(1.9c+0.08d eq/ρte)= 0.417735 > 裂缝计算不满足!!! 7 另一侧和本侧的最小配筋 As,min0.2=0.2%*1000*t= 600 mm^2 实配D 12 @ 150 AS= 754 mm^2 配筋满足
3900 300 300 500 3100 18
mm mm mm mm mm KN/m^2
14.3 2.2 50 250
N/mm^2 N/mm^2 mm mm
360 N/mm^2 200000 N/mm^2
0.5 10 KN/m^2 1.40 5.0 7 KN/m a= d= l= 3.35 0.05 5 b= c= 1.65 4.95
1.20 7.20 14.88 KN/m RA= 1.00 31.00 KN/m 34.50 KN/m
15.08
13.31 KN*m 24.58 KN*m 51.21 KN*m RA= 7.237 a= d= l= 3.35 0.05 5 b= c= 1.65 4.95
M1k=q1k*0.125*H^2= 9.51 M2k=q22k*H^2/15= 7.30 M3k=RA*l-q*c*b/2= 104.70 ∑M=M1+M2+M3+M4= 64.30 KN*m ∑Mk=M1k+M2k+M3k+M4k= 121.51 KN*m
地下室外墙计算(绝对经典)
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%。
地下室外墙计算
截面高度h＝ 250
（mm)
混凝土强度等级 C35 钢筋 II级 fy= 300 计算长度L0= 2.112 m 计算模型为悬臂板 地下水位按位于地下室顶板处考虑,地下室顶板覆土500mm ft= 1.570 fc= 16.7 N/mm2 p1=ξ a*(γ *Zw+γ '(Z-Zw))= p2=ξ a*γ *Zw= p3=γ Z=10x4.2= 21.12 kN/m 31.7 kN/m 5.0 kN/m 2、荷载计算： a). 有地下水时土的侧压力:(倒三角型荷载) b) 覆土超载土压力(均布荷载) c). 地下水水压力: 荷载合计: 3、弯矩及配筋计算： a). 支座计算 Mk=1.0*q1L2/6+q2*L*L/2= α s=M/(fc*b*ho*ho)= 0.041 γ s= 钢筋 As= b). 跨中计算 Mk/(γ s*fy*h0)= 实际配筋为： 525 Ф 12@190 34.70303 0.979 mm2 As=595 mm2
q1=p1+p3= q2=p2+p4=
mm2 实际配筋为： 最小配筋
型为悬臂板
10.6 kN/m 5.0 kN/m
kN.m
地下室外墙的计算
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。
地下室外墙计算_挡土墙计算_裂缝计算
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。
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”计算地下室外墙时，其室外地面荷载取值不应低于10kN/m2，如室外地面为通行车道则应考虑行车荷载。
" <br />
摘自《全国民用建筑工程设计技术措施-结构》
地下室挡土墙计算(转载)
这篇文章发布于：2014-03-18 13:07 分类：结构设计1条评论
1.室外地面活荷载：一般可取10kN/m2，荷载较小时也可取5.0kN/m2
2.土侧压力系数：
（1）一般可取静止土压力系数0.5；
（2）考虑到支座处可认为无侧向位移，为静止土压力，跨中部分随着侧向位移的增大，逐渐趋向于主动土压力，我院综合取0.4，
（3）地下室施工采用护坡桩时可取0.33.
3.覆土重度：以前习惯取18，现在习惯取20，也有的院取19.
4.砼强度：宜取C30,有利于控制裂缝。
5.外侧保护层：《全国民用建筑人防技术措施》3.
6.2 注4上规定保护层厚度：“地下室外墙迎
水面有外防水层取30”；
《防水规范》规定取50是直接取用前苏联的规定，不适用于一般的地下室结构。
6.裂缝限值：有外防水时取0.3mm，无外防水时取0.2mm
7.调幅系数：不宜调幅太大，最多0.9,建议0.95。
8.考虑室内填土的有利作用：当基础埋深低于室内地坪较深时（>2m时），可考虑室内填土的有利作用，此时，应要求回填时先回填室内后回填室外（此项作用不大）。
9.配筋：地下室外墙为控制收缩及温度裂缝，水平筋间距不应大于150，配筋率宜取0.4%~0.5%（内外两侧均计入），有扶壁柱处应另增设直径8mm短钢筋，长度为柱宽加两侧各
800mm，间距150mm（在原有水平分布筋之间加此短筋）
10.其他：
（1）无上部结构柱相连的地下室外墙，支乘顶板梁处不宜设扶壁柱，扶壁柱使得此处墙为变截面，易产生收缩裂缝，不设扶壁柱顶板梁在墙上按铰接考虑，此处墙无需设暗柱。
（2）地下室内外墙除了上部为框剪结构或外框架-内核心筒结构的剪力墙延伸者外，在楼层不需要设置暗梁，所有剪力墙在基础底板处均不需要设置暗梁。
（3）单层或多层地下室外墙，均可按单向板或连续单向板计算，最上层地下室楼层板处按铰支座，基础底板处按固端
（4）窗井外侧墙顶部敞开无顶板相连，其计算简图可根据窗井深度按三边连续一边自由，或水平多跨连续板计算，如按多跨连续板计算时，因为荷载上下差别大，可上下分段计算弯矩确定配筋。
（5）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，通常不考虑竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算墙的配筋。
11. 参考文献：
《砼结构设计禁忌与实例》第四章禁忌28 （李国胜主编）
《建筑结构技术通讯》2009年第一期P29页（李国胜）《地基基础设计实例》朱丙寅娄宇主编。