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挡墙基础梁平面外受力分析与设计

挡墙基础梁平面外受力分析与设计

摘要:通过对挡墙下基础梁平面外受力分析,考虑土体对基础梁的弹性支承作用,经过推导得到土体和基础梁各自承担的水平线荷载的比例计算式,得到基础梁平面外线荷载折减系数η;通过代入具体参数得到基础梁两端为铰接和固结时的η值,以供设计参考。

关键词:挡墙下基础梁;土体弹性支承作用;线荷载折减系数η

1重庆地区地下室当无地下水时

常常未设置结构底板,而选用建筑地坪做法。当地下室地面以下岩层埋藏较深时,结构的基础常选用桩基,地下室侧墙一般以桩基上的基础梁为基础。如完全不考虑土体对基础梁的平面外的弹性支承作用,则基础梁平面外受力较大,计算得到的受弯纵筋面积大,不经济。这样,研究土体对挡墙下基础梁平面外的支承作用就变得非常有意义。

2 挡墙基础梁的受力特点

地下室侧墙一般墙顶与楼盖相连,沿侧墙长度方向每隔一定间距(5~9m)设置壁柱,墙底为挡墙基础。挡墙计算时,楼盖对挡墙的约束一般简化为铰接,挡墙底部的约束条件一般可简化为嵌固和铰接。当挡墙下为条形基础或者是设置地下室底板与挡墙刚接时,简化为嵌固;当挡墙下基础为桩基上的基础梁时,基础梁与挡墙刚接,但基础梁靠其抗扭刚度对挡墙的约束比较弱,简化为铰接。

沿地下室侧墙长度方向上的壁柱对挡墙的支承作用与楼面梁对楼板的支承作用相似,端部壁柱对侧墙的约束作用是弹性约束,一般简化为铰接,中间壁柱对侧墙的支承简化为铰支。

地下室侧墙承担着楼盖、梁传来的竖向力及弯矩的作用,同时侧墙承担着土体及地面超载对其产生的侧向压力,如图1所示。

3 考虑挡墙基础梁两侧压实填土弹性支承作用的分析计算方法

在挡墙下基础梁的设计中,基础梁沿土压力作用方向(平面外)受弯计算是一个关键性问题,如不考虑填土的弹性支承作用,挡墙地梁平面外受弯所需要的配筋梁是很大的,特别当跨度比较大(≥7m)时。挡墙两侧土对挡墙下地梁的弹性支承作用是客观存在的,并且地下室施工完成后,建筑刚性地坪也将对挡墙地梁有很好的支承作用,分担了挡墙地梁平面外作用的一部分土压力和线荷载,建筑刚性地坪的支承作用考虑为基础梁平面外设计的安全储备。通过简化的方式考虑土体对挡墙下地梁的弹性支承作用,土体分担了挡墙地梁平面外承受的荷载,使得挡墙地梁受弯所需要的抗弯钢筋减少,保证设计安全的前提下,节约土建投资成本。

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