高层建筑地下室外墙按被动土压力设计 才 能自圆其说 作者:张利军 一般地下室外墙起到挡土和挡水的作用;对于高层建筑的地下室,尚应有不少于1/18~1/15H(H为地上结构高度)的埋置深度,以保证高层建筑的抗倾覆和抗滑移稳定性; 所以,地下室外墙承受的面外作用力主要有: (1) 土压力和水压力p1; (2)
高层建筑地下室外墙按被动土压力设计 才 能自圆其说
一般地下室外墙起到挡土和挡水的作用;对于高层建筑的地下室,尚应有不少于1/18~1/15H(H为地上结构高度)的埋置深度,以保证高层建筑的抗倾覆和抗滑移稳定性;
所以,地下室外墙承受的面外作用力主要有:
(1) 土压力和水压力p1;
(2) 土体抵抗建筑滑移产生的附加压力p2;
(3) 土体抵抗建筑倾覆产生的附加压力p3和-p3;
如下图所示:
目前,在地下室外墙的设计中,仅考虑平时使用状态下的土压力和水压力p1;其中,土压力的计算方法是,有护坡桩或地下连续墙时,按主动土压力计算;无护坡桩或地下连续墙时,按静止土压力计算;对于风荷载或地震荷载作用下,由于建筑倾覆和滑移倾向引起的附加压力p2和p3,则不予考虑;尤其是对高宽比较大的建筑,抗倾覆和抗滑移的问题更加突出,p2和p3不应该忽略。
如果地下室外墙不能承受由建筑倾覆和滑移倾向引起的附加压力,或者地下室外墙变形太大,不仅地下室周围土体起不到抗滑移或抗倾覆的作用;而且上部结构计算中假定的嵌固端也将不成立;可见,完全不考虑附加压力的做法是不妥的。
对于设置窗井的地下室,窗井外墙墙顶为自由边,如果没有足够的窗井隔墙支承,则地下室周边的土压力传不到主体结构,形不成对主体结构的约束,则建筑如同没有埋深一样,倾覆和滑移的隐患更大。
建筑倾覆和滑移引起的附加压力,目前还没有明确的计算方法;在什么情况下可以忽略,什么情况下必须计入,计入多少等等,均没有依据可循。
有鉴于此,且考虑到地下室周围土体在地震作用下被挤压垄起的趋势, 建议地下室外墙的土压力按被动土压力计算,而不应该按静止土压力或主动土压力计算。被动土压力是土体能够提供的最大约束力,所以按被动土压力设计地下室外墙是安全合理的。