地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題
來源:考試大 2008/1/11 【考試大:中國教育考試第一門戶】
一.引言: 二.地下車庫設(shè)計中的常見問題分析 從圖2和圖3車庫受力圖我們很容易看出:由于防水板和基礎(chǔ)是同時施工的,在周邊回填土和頂板覆土施工后,防水板和基礎(chǔ)是共同受力的,就如同帶柱帽的無梁板整體基礎(chǔ)一樣。二者的差別就在于荷載分布不同,無梁板整體基礎(chǔ)下受均布的基底反力,而當(dāng)采用獨立柱基加防水板時,由于防水板下鋪設(shè)了易壓縮材料(如聚苯板或松散爐渣),因而當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下時,地基反力僅作用在獨立柱基范圍內(nèi),防水板范圍內(nèi)是無地基反力的。正如圖2所示。當(dāng)?shù)叵滤簧仙院?,則防水板和基礎(chǔ)均受水浮力作用,根據(jù)力的平衡關(guān)系,不難推斷,此時,基底下的地基反力將減小,隨著水位的不斷上升,防水板下的浮力將不斷增大,而基礎(chǔ)底面以下的地基反力將不斷減小,直至水位升至抗浮水位后,這種地基反力的調(diào)整過程方達穩(wěn)定,受力圖如圖3所示。由此可見,無論基底下是否受水浮力作用,獨立基礎(chǔ)從來就不是獨立的,而是自始至終與防水板成一整體,共同工作,就如同帶柱帽的無梁板整體基礎(chǔ)一樣。因此,那種將擋土墻基礎(chǔ)往外擴大成所謂的"中心受力"基礎(chǔ)是不必要的,一者浪費材料,二者對外包防水的施工帶來不便。 (三)基礎(chǔ)及防水板的內(nèi)力計算 在獨立柱基加防水板的內(nèi)力計算中,有一種作法是將獨立基礎(chǔ)和防水板分別進行內(nèi)力計算,具體作法是:將獨立柱基及防水板人為地分割成兩部分,在地下水浮力的作用下,對基礎(chǔ)底板按有柱帽無梁樓蓋計算,此時僅考慮水浮力的作用。獨立基礎(chǔ)在設(shè)計時與普通獨立基礎(chǔ)完全相同,即承擔(dān)全部豎向荷載,而不考慮防水板的作用。而事實上,我們從圖2和圖3可以清楚地看出,無論是有無地下水,柱下基礎(chǔ)均不可能是真正的"獨立基礎(chǔ)",而是始終與防水板共同工作。同樣地,防水板也不僅僅是在水壓力作用下才產(chǎn)生內(nèi)力,因為獨立基礎(chǔ)和防水板作為一個整體,盡管無地下水時,地基反力只是作用在獨立基礎(chǔ)范圍內(nèi),但同樣對獨立基礎(chǔ)以外的部分產(chǎn)生內(nèi)力,由此可見,那種將獨立基礎(chǔ)和防水板人為地割裂開進行內(nèi)力計算是不妥當(dāng)?shù)?,與結(jié)構(gòu)實際的受力模型是不相符的,正確的做法,應(yīng)該是不論有無地下水,均應(yīng)按有柱帽無梁樓蓋進行設(shè)計,由此同時計算出獨立基礎(chǔ)部分以及防水板部分的內(nèi)力。很顯然,由于圖3所示的受力屬于不利情況,因此,在實際設(shè)計工作中,只需要按抗浮水位計算浮力,并由力的平衡關(guān)系求得基礎(chǔ)范圍內(nèi)的地基凈反力,再按圖3所示受力模型進行內(nèi)力計算(按有柱帽倒無梁樓蓋計算)即可。 (四) 邊墻(擋土墻)內(nèi)力計算和配筋 邊墻(擋土墻)的配筋,在設(shè)計中常見的作法是將擋土墻上、下端均作為固定端,考慮水壓力和土壓力的共同作用,按受彎構(gòu)件進行內(nèi)力計算和配筋。而事實上,正如圖2和圖3所示,邊墻的內(nèi)力不僅與側(cè)向土壓力、水壓力有關(guān),而且同時與垂直荷載密切相關(guān),當(dāng)車庫頂板的土荷載很大時,由垂直荷載作用下引起的擋土墻的內(nèi)力將占很大的比重,僅僅考慮側(cè)向土壓力、水壓力來設(shè)計擋土墻將是非常不安全的。當(dāng)然,當(dāng)頂板的覆土較大時,為減少墻體配筋,我們可以考慮軸壓力對墻體的有利作用,對邊墻按偏心受壓而不是純彎構(gòu)件進行配筋,以達到安全、經(jīng)濟之目的。 三、算例
某單層地下車庫,柱網(wǎng)8×8m,層高3.4m,頂板覆土厚3m,頂、底板厚600,柱斷面600×600,柱帽尺寸2.2×2.2×0.45,砼C30,邊墻300厚,頂、底板和邊墻的荷載如圖4所示(圖4見第6頁),試計算邊墻的內(nèi)力及配筋。 解:下面分別按兩種方法計算邊墻的內(nèi)力和配筋 方法一:僅考慮側(cè)壓力,外墻上、下端分別固定于頂、底板 方法二:既考慮側(cè)壓力又考慮垂直荷載,按等代框架計算。 兩種方法的計算結(jié)果如表1所示。
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