地下消防废水池抗浮验算
地下室抗浮验算
地下室抗浮验算抗浮验算文档模板范本:1. 引言地下室抗浮验算是地下室工程设计过程中十分关键的一项计算工作。
本文档将介绍地下室抗浮验算的详细步骤和计算方法,以便工程师能够准确并有效地进行地下室抗浮验算。
2. 抗浮验算的基本原理2.1. 地下室抗浮的概念地下室抗浮是指地下室结构在超过地下水位时,能够有效地抵抗浮力,保证地下室的稳定性和安全性。
2.2. 影响地下室浮力的因素地下室抗浮的设计需考虑多种因素,如地下室结构的重量、地下水位、土壤压力等。
本章节将详细介绍这些影响因素,并提供计算方法和公式。
3. 抗浮验算步骤3.1. 地下室结构和地基参数的获取地下室的结构和地基参数是进行抗浮验算的基本数据,本节将阐述如何获取这些数据并对其进行合理处理。
3.2. 地下室结构的重量计算地下室结构的重量是进行抗浮验算的重要参数。
本节将介绍如何准确计算地下室结构的重量,并提供计算公式和示例。
3.3. 地下水位的确定地下水位对地下室抗浮性能的影响很大,本节将介绍如何合理确定地下水位,并提供水位计算方法和影响因素分析。
3.4. 土壤抗浮力和地下室抗浮力的计算地下室的抗浮力需要与周围土壤的抗浮力平衡,本节将介绍如何计算土壤的抗浮力和地下室的抗浮力,并给出具体计算过程。
3.5. 判别地下室抗浮验算结果根据计算结果判断地下室的抗浮性能是否符合要求,本节将提供判别方法和相关标准。
4. 附件本文档所涉及的附件如下:附件1:地下室结构平面图附件2:地下室结构截面图附件3:地下水位测点数据记录表5. 法律名词及注释本文档所涉及的法律名词及注释如下:法律名词1:XXX,注释:XXX法律名词2:XXX,注释:XXX。
地下室抗浮验算
水头高度 H1= 外墙覆土高度H2 6600 B2= 8600
mm mm
B 抗浮荷载计算 1.顶板覆土重 g1=r1*h1*B1= 83.16 kN/m 2.顶板重 g2=r2*h2*B1= 24.75 kN/m 3.侧墙重 g3=r2*(b3+b4)*h3= 51.75 kN/m 4.底板面层重 g4=r3*h5*b5= 6 kN/m 5.底板重 g5=r2*B1*h4+(r2-rm)*(b1+b2)*h4= 78 kN/m 6.两侧覆土浮重 g6=A*(r1-rm)*[b1+(b1+H2*tanα )]*H2/2+ B*(r1-rm)*[b2+(b2+H2*tanα )]*H2/2= 78.8 kN/m 合计:∑Gk= C 水浮力 Nw,k=rm*H1*B1= D 抗浮验算 ∑Gk/Nw,k= 1.163 277.200 kN/m 322.460 kN/m
相当于设计标高 Hb: 18 kN/m3 10 kN/m3 0o 25 kN/m3 300 mm 300 mm 顶板覆土高 h1= 顶板厚 h2= 外墙高 h3= 底板厚 h4= 通道净宽 b5= 底板面层厚h5= 底板面层容重r3= tanα = 系数 A= 1 系数 B= 1
-0.65 m 700 mm 150 mm 3450 400 6000 50 20 0 mm mm mm mm kN/m3
有顶盖坡道抗浮验算
2#3#通道抗浮验算
A 参数输入 ±.00相当于黄海高程 0m 抗浮水位:黄海高程 -0.65 m 土面标高 Ha= 抗浮水位标高Hb= 顶板面标高 Hc= 底板面标高 Hd= 底板外挑宽度 b1= b2= -0.3 m -0.8 m -1 -4.6 1000 1000 m m mm mm 土容重r1= 水容重rm= 土扩散角α = 砼容重r2= 外墙厚 b3= b4=
抗浮验算计算书
地下室抗浮验算一、整体抗浮(一)主楼部分底板板底相对标高为-4.700,地坪相对标高为:-0.300,抗浮设防水位相对标高为 -1.5m,即抗浮设计水位高度为:3.2m。
裙房部分抗浮荷载:①地上四层裙房板自重:25×0.48=12.0kN/m2②地上四层梁柱折算自重:25×0.50=12.5kN/m2③地下顶板自重:25×0.18=4.5kN/m2④地下室梁柱折算自重:25×0.11=2.75kN/m2⑤底板自重:25×0.4=10.0kN/m2合计:41.75kN/m2水浮荷载:3.2×10=32 kN/m2 ,根据地基基础设计规范 GB 5007-2011 第5.4.3条,41.75/32=1.3>1.05 ,满足抗浮要求。
二、整体抗浮(二)仅一层车库部位J-1基础高度改为800,仅一层地下室位置防水板板底标高与J-1底平,上部采用C15素混凝土回填至设计标高(-4.200)。
抗浮计算如下:图纸修改见结构05底板板底相对标高为-5.100,地坪相对标高为:-0.300,抗浮设防水位相对标高为 -1.5m,即抗浮设计水位高度为:3.6m。
地下室部分抗浮荷载:2①顶板覆土自重:20×0.30=6.0kN/m25×0.25=6.25kN/m2②地下顶板自重:25×0.11=2.75kN/m2③梁柱折算自重:25×(0.4+0.5)=22.5kN/m2④底板及回填自重:0.5 kN/m2考虑设备自重合计:38kN/m2水浮荷载:3.6×10=36kN/m238/36=1.056>1.05 ,满足抗浮要求。
地下式给水排水结构物的抗浮设计
地下式给水排水结构物的抗浮设计作者:杨涛来源:《建筑工程技术与设计》2015年第16期摘要:本文介绍了给水排水结构物的整体抗浮和局部抗浮验算方法,并结合具体的工程实例探讨了市政工程抗浮设计中常用的工程措施,供相关设计人员参考。
关键词:构筑物管道整体抗浮局部抗浮抗浮措施0 引言抗浮是给水排水工程结构稳定验算的重要方面,也是其结构设计的首要环节。
在市政工程建设中,给排水工程结构常需埋置于地面以下。
在地下水较丰富的地区,当地下水位高于结构底面时,结构将受到地下水的浮托力作用。
此外,如结构物基坑回填采用透水性材料或非透水性填料未能压实,上层滞水也会产生浮托力。
设计人员在给水排水结构设计中,应根据场地的水文地质条件首先对结构物进行抗浮验算,拟定其相关结构尺寸。
然而,在具体的工程实践中,给排水结构物由于抗浮失稳造成的破坏并不鲜见。
笔者对市政工程中几种典型给水排水结构物抗浮设计方法进行了总结和讨论,供相关人员参考。
1 给水排水结构的上浮力作用及抗浮验算地下式给水排水结构物(构筑物、管道等)受到的地下水浮托力可用阿基米德原理进行解释和计算。
阿基米德原理要求浸入静止流体的物体下表面必须与流体接触,故理论上“对节理不发育的岩石和粘土”,地下水(含上层滞水)对结构物按阿基米德原理计算得到的浮力可进行折减。
实际工程中,由于地方经验或实测数据的欠缺,设计时对结构物受到的浮力通常未考虑这种折减。
则结构物可按下式进行抗浮稳定验算:式中:为抗浮力总和(仅计入永久荷载),根据所采用的抗浮方式确定,为同时采用的抗浮方式数。
为地下水重度标准值。
为结构物浸入地下水部分的体积,地下水位应考虑可能出现的最高水位,可用勘察部门根据场地内水文地质条件综合确定的抗浮设防水位。
为抗浮稳定性抗力系数,对构筑物结构取1.05,对管道结构取1.10。
2给水排水结构物常用抗浮方式结构抗浮工程措施一般有结构自重抗浮、配重抗浮、锚杆(或基桩)抗浮及管理抗浮(导渗抽排)。
地下室抗浮计算书
地下室抗浮计算书
1.基本概况:
本工程抗浮设计水位的绝对高程为9.5m,本工程基础底标高-14.000m,地下室底标高-14.000m,抗浮计算水头为4.5m。
基底尺寸为153.08x70.3m。
基础形式为筏板基础加止水板,防水板厚度为0.40m,底标高为-14.00m。
2.水浮力计算:
水位以下部分的体积为
V=153.08x70.3x0.47=5058m3。
水浮力标准值F=Fk=rV=5058x10=50580 kN
50580x1.05=53109
3.自重计算:
建筑恒荷载标准值:G1k=774143kN
建筑活荷载标准值:G2k=239226 kN
自重总和:Gk=ΣGik=1013369 kN
4.抗浮验算:
自重分项系数取0.9
G=0.9Gk=0.9x1013369=912032 kN
F=53109 kN< G=912032 kN
抗浮验算满足要求。
防水板抗浮计算
1.自重计算:取防水板与上部覆土加权平均重度为20KN/ m3
荷载标准值:G1k=1.5x20=30kN/m2
2.水浮力计算:
水浮力标准值:F=0.47x10=4.7 kN/m2
4.7x1.05=5 kN/m2
3.抗浮验算:
自重分项系数取0.9
G=0.9Gk=0.9x30=27 kN/m2
F=5 kN/m2< G=27kN/m2
抗浮验算满足要求。
(完整版)地下室抗浮计算书
地下室抗浮计算书图一地下室剖面示意图图二计算平面一、条件:取跨度最大的区域进行计算,选择如图二所示计算区域。
地面标高H1=0.000m,顶板标高H2=-0.650m,底板标高H3=-4.850m,设计水位标高Hw=-1.550m;顶板厚度d1=250mm,考虑梁高,折算厚度取d1=300mm,底板厚度d2=400mm,挡土墙墙厚度d3=300,地下室层高h=4200mm。
底板建筑垫层厚d4=100mm,覆土容重γ`=20kN/m;二、计算:1、水浮力F w=|h3+d2-h w|×10=|-4.850+0.4+1.550|×10=37.00 kN/m2、抗浮力:(1)、顶板自重:G1=d1×25=300×0.001×25=7.5 kN/m(2)、底板自重:G2=d2×25=400×0.001×25=10.0 kN/m(3)、覆土重量:G o=d o×γ=0.650×18=11.70 kN/m抗浮力G=∑(G o+G1+G2+G3+G4+G5+G6)=∑(7.50+10+11.7)=29.2kN/m3、抗拔桩需承担浮力:nR>F w-G/K=37-29.2/1.05=9.2 kN/m图二所示中间桩,桩径1000,桩长取6m,根据《全国民用建筑工程设计技术措施》(地基与基础)(2009版)基桩抗拔承载力特征值:R tk=T ua+G=∑λi q sik u i l i=0.75*45*3.14*1*2+0.7*35*3.14*1*4=520kN其中抗拔系数λ在残积粉质粘土层取0.75,圆砾层取0.7,桩位于残积粉质粘土层桩长取2m,圆砾层取4m。
图二所示,中间桩需承担抗浮面积为:s=14.4*14.2/4=51m2(取周边面积的四分之一)单桩需抵抗浮力为R=51*9.2=469.2kN< R tk=520kN满足要求正截面受拉承载力验算:N=1.35*469.2=634kN≤f y A s=300*3016=905kN满足要求。
地下室抗浮验算
地下室抗浮验算在建筑工程领域,地下室的抗浮验算至关重要。
这是确保地下室在地下水作用下保持稳定,不发生上浮破坏的关键环节。
地下室一旦发生上浮,不仅会影响建筑物的正常使用,还可能带来严重的安全隐患。
接下来,让我们深入了解一下地下室抗浮验算的相关知识。
首先,我们要明白什么是地下室的抗浮问题。
当地下室所受到的地下水浮力超过其自身重量以及上部结构传来的向下压力之和时,地下室就有上浮的趋势。
这种情况下,如果不采取有效的抗浮措施,地下室可能会发生局部隆起、开裂甚至整体上浮,导致结构破坏。
那么,为什么要进行抗浮验算呢?这主要是为了在设计阶段就能够预测和评估地下室在地下水作用下的稳定性,从而合理地确定抗浮措施,保证地下室的安全可靠。
抗浮验算可以帮助设计师选择合适的基础形式、增加配重、设置抗浮桩或抗浮锚杆等,以抵抗地下水浮力的作用。
在进行地下室抗浮验算时,需要考虑多个因素。
其中,最重要的是地下水的水位。
地下水水位的高低直接决定了浮力的大小。
一般来说,需要根据地质勘察报告提供的历史最高水位、常年水位以及可能的极端水位等数据来进行验算。
同时,还要考虑地下室的埋深、面积、形状以及上部结构的荷载分布等因素。
计算地下室所受到的浮力通常采用阿基米德原理,即浮力等于排开地下水的体积乘以水的重度。
而地下室的自重则包括结构自身的重量、装修层的重量、设备重量以及可能的覆土重量等。
上部结构传来的向下压力则需要根据结构的类型和布置进行计算。
在实际的抗浮验算中,通常会采用两种方法:整体抗浮验算和局部抗浮验算。
整体抗浮验算是对整个地下室结构进行验算,以确保地下室在整体上不会上浮。
局部抗浮验算则是针对地下室的某些局部区域,如柱下、墙下等,这些部位可能由于荷载分布不均匀而更容易出现抗浮问题。
如果经过验算发现地下室的抗浮能力不足,就需要采取相应的抗浮措施。
常见的抗浮措施包括增加地下室的配重,比如增加覆土厚度、采用较重的建筑材料等;设置抗浮桩或抗浮锚杆,通过桩或锚杆与土层之间的摩擦力来抵抗浮力;还可以调整基础形式,如采用筏板基础或箱型基础,增加地下室的整体稳定性。
地下消防废水池抗浮验算
广东省轻纺建筑设计院- 1 - 地下消防废水池抗浮验算注:质量1kg 可转化为重量10N ;质量1t 可转化为重量10kN一、消防废水池顶板设计参数及荷载取值:消防废水池顶板标高为189.75,完成面标高为190.35,覆土厚度600mm ,覆土容重取18kN/ m 3。
设计板厚150mm ,板砼强度等级C25,地下水对砼结构具有微腐蚀性,板砼保护层厚度取为30mm ,梁、柱砼保护层厚度取为35mm 。
顶板恒载为10.8kN/m ²,活载取为5.0kN/m ²。
顶板楼盖主梁截面均为300×500mm 。
二、消防废水池抗浮验算:消防废水池基础设计为筏板基础,基础底板顶面标高为-5.00m ,相对绝对标高184.75,局部设置集水井处底板顶面标高为−5.50,相对绝对标高184.25 m 。
勘察报告提出场地抗浮设防水位为189.50,则抗浮水位计算深度为5.25m 。
消防废水池抗浮验算如下:浮托力计算废水池池底面积为182.66m ²,抗浮水位计算深度为5.25m ,则水浮力作用值N w,k =182.66×5.25×10=9589.65kN抗浮力计算抗浮力来源为:基础筏板自重+池壁自重+池顶楼盖自重+池顶覆土重量+筏板外挑边缘带的覆土重量。
基础筏板厚设计为500mm ,设筏板沿池壁外边缘挑出宽度b m ,筏板总底面积为182.66+53.5436b ㎡。
则基础筏板自重G k1=0.5×(182.66+53.5436b )×26=2374.58+696.06b kN 。
池壁厚度为300mm ,高度为5.00m ,池壁总长度为52.368m 。
则池壁自重G k2=0.3×5.00×52.368×26=2042.352kN 。
顶板厚度为150mm ,顶板面积为182.66㎡;支撑楼盖圆柱直径为500mm ,高度为5.0m ;楼盖主梁截面均为300×500mm ,统计梁总长度为51.957m 。
抗浮验算
抗浮验算一、条件:地面标高H1=0.000m,顶板标高H1=0.000m,底板标高H3=-4.400m,设法水位标高Hw=-0.500m;地下室长度A=3900mm,宽度B=5200mm,底板悬挑宽度L=500mm,覆土厚度do=0.000mm,容重γ=18kN/m ;顶板厚度d1=180mm,底板厚度d2=300mm,挡土墙墙厚度d3=400,地下室层高h=4400mm。
梁、柱扣板厚后体积V=8m ;二、计算:1、水浮力Fw=|h3-hw|×10=|-4.400--0.500|×10=39.00 kN/m2、抗浮力:(1)、顶板自重:G1=d1×25=180×0.001×25=4.50 kN/m(2)、底板自重:G2=d2×25=300×0.001×25=7.50 kN/m(3)、覆土重量:Go=do×γ=0.000×18=0.00 kN/m(4)、悬挑部分土重量折算为面积重量:G3=L×(H3-H1)×2×(A+B)×γ/(A×B)=0.500×|-4.400-0.000|×2×(3.9+5.2)×18/(3.9×5.2)=35.54 kN/m(5)、挡土墙重量折算为面积重量:G5=L×h×2×(A+B)×γ/(A×B)=0.400×4.4×2×(3.9+5.2)×18/(3.9×5.2)=39.49 kN/m(6)、梁、柱重量折算为面积重量:G6=V×25/(A×B)=8×25/(3.9×5.2)=9.86 kN/m抗浮力=∑(Go+G1+G2+G3+G5+G6)=∑(0.00+4.50+7.50+35.54+39.49+9.86)=96.89kN/m根据《广东省标准建筑地基基础设计规范》5.2.1条:W/F=96.89/39.00=2.48>1.05,满足要求。
地下消防废水池抗浮验算
筏板边缘带挑出宽度为bm,回填土重度按照18kN/m3,回填土高度为5.60m,板带长度为53.5436m。则筏板边缘带的覆土重量Gk5=b×53.5436×5.60×18=5397.19bkN。
则消防水池自重及压重之和Gk= Gk1+ Gk2+ Gk3+ Gk4+ Gk5=7345.927+6093.25bkN。 根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第5.4.3条,
地下消防废水池抗浮验算
注:质量1kg可转化为重量10N;质量1t可转化为重量10kN
一、消防废水池顶板设计参数及荷载取值:
消防废水池顶板标高为189.75,完成面标高为190.35,覆土厚度600mm,覆土容重取18kN/ m3。设计板厚150mm,板砼强度等级C25,地下水对砼结构具有微腐蚀性,板砼保护层厚度取为30mm,梁、柱砼保护层厚度取为35mm。顶板恒载为10.8kN/m2,活载取为5.0kN/m2。顶板楼盖主梁截面均为300×500mm。
池壁厚度为300mm,高度为5.00m,池壁总长度为52.368m。则池壁自重Gk2=0.3×5.00×52.368×26=2042.352kN。
顶板厚度为150mm,顶板面积为182.66㎡;支撑楼盖圆柱直径为500mm,高度为5.0m;楼盖主梁截面均为300×500mm,统计梁总长度为51.957m。则池顶楼盖自重Gk3=0.15×182.66×26+π×0.252×5.00×26×4+0.3×(0.5?0.15)×51.957×26=956.267kN。
二、消防废水池抗浮验算:
消防废水池基础设计为筏板基础,基础底板顶面标高为-5.00m,相对绝对标高184.75,局部设置集水井处底板顶面标高为?5.50,相对绝对标高184.25 m。勘察报告提出场地抗浮设防水位为189.50,则抗浮水位计算深度为5.25m。消防废水池抗浮验算如下:
地下室抗浮计算
相对标高 室内地面标高H0 室外标高H3 地下室顶面标高H1 地下室地面标高H2 地下水面标高H4 顶板厚D1 底板厚D2 顶板覆土厚D3 底板覆土厚D4 基础底标高H底= 抗浮计算水头H水= 地下室层高H= 最大柱网
面积S=B*L=
பைடு நூலகம்
绝对标高 0.00 0.00 -0.80 -4.20 -1.50 主梁 尺寸 柱子 参数
浮力计算:
自重计算
总水浮力F= 顶板覆土自重G1= S*D3*γ 土= 顶板自重G2= S*D1*γ 砼= 底板自重G3= S*D2*γ 砼= 底板覆土自重G4= S*D4*γ 土= 柱子自重G5= V柱*γ 砼= 梁自重G6= (V梁+V次)*γ 砼= 柱墩自重G7= V次*γ 砼= 总自重W=
抗浮验算
0.5 0.5
0.7875
0.3 0.6
1.155 0 0 4 0 1.6 0.6 1.536
体积 V梁=b2*(h2-D1)*(B+Lb1-B2)=
宽 b3= h3= 柱网内根数n= 高
次梁 尺寸
体积 柱墩 尺寸
高\宽 厚 体积
V次=n*b3*(h3D1)*((B+L)/2-b2)=
b4= h4= V墩=b4*b4*h4=
水容重γ 水= 土容重γ 土= 混凝土容重γ 砼= 判别:
10.00 18.00 25.00 底板F1= 柱墩浮力F2= S*H水*γ 水= V墩*γ 水= 地下室顶面高于水位:H1>H4 1116 kN 15.36 kN 1131 518.4 225 360 0 19.69 28.88 38.4 1190 kN kN kN kN kN kN kN kN kN
宽 高 体积 宽 高 b1= h1= V柱=b1*h1*(H-D1-D4)= b2= h2=
地下水池在施工期间的抗浮计算
地下水池在施工期间的抗浮计算1引文在市政、环境、水利和工业项目建设工程中,有大量的埋地式水池构筑物。
当构筑物建设在地下水位较高地区时,埋地式水池构筑物的抗浮措施是设计中必须解决的重要问题之一。
因建设场地的不同,或是结构体型的不同,埋地式水池构筑物的抗浮设计方案可有不同的选择。
选用的抗浮设计方案合理与否,对结构受力和工程造价会产生较大的影响。
本文基于抗浮稳定性的设计验算要求,介绍目前在抗浮设计中常用的自重抗浮、压重抗浮、基底配重抗浮、打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮等方法的施工技术与适用条件,以及对结构设计的影响。
在此基础上,结合工程实例对抗浮设计方案的合理选择作进一步的讨论。
2抗浮设计方案的分析与比较水池抗浮设计时,其整体抗浮稳定性验算公式为:G≥1.05F式中,G为水池内不盛水时水池自重等永久作用荷载,当构筑物为沉井等侧壁与土体紧密接触的结构,可计人侧壁上的摩擦力;F为地下水浮力。
图1为考虑水池整体抗浮时的抗浮力示意图。
图中,G1为池体自重;G2为池内压重;G3为池顶压重;G4为池壁外挑墙址上压重;G5为池底板下部配重;N1为池底抗浮桩或锚杆的抗拔力。
对设置有中问支柱的封闭式水池,除验算整体抗浮稳定性外还需验算局部抗浮。
验算时,局部抗浮力按图2考虑。
图中,各抗浮力均为每一支承单元内的值。
2.1自重抗浮自重抗浮即通过提高池体结构自重G1来达到抗浮的目的。
此法一般适用于水池自重与地下水浮力相差不大的情况。
自重的增加一般通过加大水池池壁或底板来实现,这样做虽然会增加混凝土用量,但由于结构厚度的增加,可以降低池壁与底板的配筋率,减小钢筋用量,所以适当地增加结构构件的截面,对造价的增加幅度并不很大。
同时,构件截面的加大,相应也提高了水池结构的刚度。
采用自重抗浮对于原设计水池截面配筋率相对较大的水池最为经济适用。
但若原水池截面配筋率不大,增大截面后,有可能使结构构件为满足最小配筋率而增加钢筋用量,池体造价会因此上升,这时宜考虑采用其他的抗浮措施。
建筑结构设计地下室抗浮怎么计算
建筑结构设计地下室抗浮怎么计算建筑结构设计地下室抗浮怎么计算首先要知道抗浮水位是多少,算出水浮力然后乘以1.05的系数。
算出地下室总得恒荷载(包括基础重和基础上的填土)如果恒荷载大于水浮力的1.05倍,可视为抗浮满足要求。
如不能满足要求,可以降低基础底板,然后填土或素混凝土以增加基础的恒荷载。
或者将筏板外挑,然后压上土以增加恒荷载。
关键词:抗浮设计、抗浮水位、抗浮稳定、水的浮力、抗拔构件①地下建筑物抗浮设计是一个复杂的技术问题,由于对抗浮设计的一些重要问题有不同看法,因此相关规范未对抗浮设计作出明确的具体规定,导致设计工作的困难。
②抗浮水位不易确定。
③抗浮现状——施工阶段浮起,使用阶段浮起,特殊情况浮起。
④浮起底板未见开裂,柱上下端横向裂缝浮起时常发生倾斜,水位下到四周,等高,受力不均匀,形成与重心不重合。
为解决抗浮设计的操作问题,湖北省地方标准《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003[1]对抗浮设计作了原则的规定,但具体问题尚有一些歧意,地下建筑浮起破坏的现象仍时有发生。
作者认为有必要对以下问题进行探讨,以求抗浮设计的合理完善。
(1)地下建筑物浮起的基本条件。
水对地下建筑物的浮力大小遵循阿基米德原理,水对物体的浮力等于物体排开同体积水的重量。
同时水的浮力作用也遵循连通管原理,即不同截面尺寸的各连通管水位等高,且压强相等。
因此,当地下建筑物与周围介质间存在薄层自由水膜时,无论水的性质是潜水、上层滞水或承压水,即可产生强度为γh的浮力(γ为水的重度,h为建筑物基底以上的水深),当水浮力强度大于地下建筑物单位面积的重量时,建筑物即可浮起,当水不断补充时,建筑物将不断上浮,所以,建筑物浮起是一个渐进过程。
水量的大小只是控制着建筑物上浮速度和上浮量,而水位高低则是控制建筑物上浮的基本要素。
至于地下建筑物基底及周边水在土中的渗流影响是深层次的抗浮机理问题。
可以肯定,只要建筑物周边与土介质之间的水位达到一定高度,且水的补充速度大于水在土的渗流速度时建筑物即可能被浮起。
抗浮验算
地下车库抗浮验算抗浮按两种情况进行验算(一)第一种情况:整体抗浮验算(最不利状态):已知条件:(1)、根据地质报告勘查要求,采用当地丰水期水位11.00米。
相对于±0.000的标高为-4.50米。
(2)、地下车库底板底标高为:-8.50米。
(3)、抗浮验算地下车库底板面积:S=15394.32m2(4)、地下室室外覆土厚度:h=2.02米(5)、覆土重度:γ=18 KN/m31.抗浮全重计算(1)、地下室结构及覆土总重G =1517030KN(2)、则整体抗浮压强为:P1=G/S=1517030KN/15394.32m2=98.55 KN/m2(3)、地下室顶板覆土压强:P2=γh=18 KN/m3x2.02米=36.36 KN/m2(4)、除去地下室顶板覆土压强的压强为:P= P1- P2=98.55 KN/m2-36.36 KN/m2=62.19 KN/m20.9P=55.97 KN/m22.总水头压强计算Pw =γw h w=10KN/m3x(8.5-4.5)m=40KN/m2由上述计算0.9P> Pw,整体抗浮验算通过。
(二)第二种情况:局部抗浮验算(最不利位置):最不利位置选取7-H轴与11轴交点处的柱子计算已知条件:(1)、负荷面积S1=7.5x8.55=64.125 m2(2)、单柱基础底面积S2=4.1x4.1=16.81 m2第二阶面积S3=2.35x2.35=5.5225 m2(3)、混凝土容重为γ1=25 KN/m3(4)、地下室室内覆土厚度h1=1.9m其余所需条件均同第一种情况。
1.抗浮全重计算(1)、地下室结构及室内覆土总重(A)、结构构件G1=25 KN/m3x[0.5x64.125+0.65x0.65x5.5+16.81x0.4+5.5225x0.4+(64.125-16.81)x0.3] m3=25 KN/m3x(32.06+2.34+6.73+2.21+14.2)m3=1438.5 KN(B)、室内覆土G2= γh1(S1- S3)+γ(h1-0.4)S3=18 x1.9x58.6+18x1.5 x5.5225=(2004.12+149.11)KN=2153.23 KN总重:G=G1+G2=3591.73 KN(2)、则整体抗浮压强为:P=G/S1=3591.73 KN /64.125 m2=56.01 KN/m20.9P=50.41 KN/m23.总水头压强计算Pw =γw h w=10KN/m3x(8.5-4.5)m=40KN/m2由上述计算0.9P> Pw,局部抗浮验算通过。
地下水池抗浮设计处理
地下水池抗浮设计处理何英姿摘要:本文详细介绍地下水池抗浮的各种荷载计算及抗浮计算,并结合工程实例阐述了抗浮处理措施。
关键词:地下水池;抗浮设计;处理措施1 水池的抗浮验算1.1 池顶荷载池顶荷载包括恒荷载或活荷载,恒荷载为覆土重、防水层重和结构自重。
整体式水池的防水层仅用冷底子油打底,然后刷一层热沥青,其重量可略去不计。
池顶覆土的作用是保温和抗浮。
活荷载考虑的因素是上人、堆料及车载。
1.2 池底荷载池底所受的荷载有池底结构自重及地下水向上的反作用力。
1.3 水池的抗浮计算地下水池产生的上浮现象的原因是结构体的重量和地下水池侧壁摩擦力之和小于水浮力所引起。
地下结构所受的地下水浮力,为作用在基础板上的静水压强与底板面积的乘积,即水浮力:P=pxA (1)式中P——基底所受的水浮力;p——作用在底板上的静水压强;A——底板面积。
基底静水压强p一般按以下式确定;P=Y w×H(2)式中Y w——水的密度;H——抗浮设计水头值。
1.4 水池的总体抗浮按下式计算:(水池总自重+池顶覆土重)/总浮力≥1.25总浮力=F底×(Hw+h1)Y w式中F底——水池底面积,必须算至最外周边Hw——地下水位至底板面层的厚度;h——底板厚度;Y w——水的密度,取lOkN/m3。
由以上代入可得,抗浮稳定性验算式为:W/(Y w×H×F底)≥1.25(3)式中:W——基底以上全部净荷载,KN;F底——水池底面积,m2;H——抗浮设计水头值,m;Y w——水的密度,取lOkN/m3;上式只适用于平底水池。
2 满足抗浮要求的措施地下结构抗浮方法很多,其中运用较多的技术措施有:增加自重法即压载抗浮、降排截水法和抗浮锚桩等。
当整体抗浮不能满足时,均应采取相应抗浮措施。
(1)封闭水池可用增大覆土厚度的办法来解决;(2)开敞式水池的整体抗浮不能满足时,可将底板挑出池壁以外,在上面压土或块石以增大抗浮力(这种方法同样适用于封闭水池),此时底板应以浮力作为均布荷载进行强度及抗裂计算;(3)在地形受到限制而不能用上述两种方法时,可采用锚桩抗浮。
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地下消防废水池抗浮验算
注:质量1kg可转化为重量10N;质量1t可转化为重量10kN
一、消防废水池顶板设计参数及荷载取值:
消防废水池顶板标高为189.75,完成面标高为190.35,覆土厚度600mm,覆土容重取18kN/ m3。
设计板厚150mm,板砼强度等级C25,地下水对砼结构具有微腐蚀性,板砼保护层厚度取为30mm,梁、柱砼保护层厚度取为35mm。
顶板恒载为10.8kN/m2,活载取为5.0kN/m2。
顶板楼盖主梁截面均为300×500mm。
二、消防废水池抗浮验算:
消防废水池基础设计为筏板基础,基础底板顶面标高为-5.00m,相对绝对标高184.75,局部设置集水井处底板顶面标高为?5.50,相对绝对标高184.25 m。
勘察报告提出场地抗浮设防水位为189.50,则抗浮水位计算深度为5.25m。
消防废水池抗浮验算如下:
浮托力计算
废水池池底面积为182.66m2,抗浮水位计算深度为5.25m,则水浮力作用值Nw,k=182.66×5.25×10=9589.65kN
抗浮力计算
抗浮力来源为:基础筏板自重+池壁自重+池顶楼盖自重+池顶覆土重量+筏板外挑边缘带的覆土重量。
基础筏板厚设计为500mm,设筏板沿池壁外边缘挑出宽度bm,筏板总底面积为182.66+53.5436b㎡。
则基础筏板自重Gk1=0.5×(182.66+53.5436b)×26=2374.58+696.06bkN。
池壁厚度为300mm,高度为5.00m,池壁总长度为52.368m。
则池壁自重Gk2=0.3×5.00×52.368×26=2042.352kN。
顶板厚度为150mm,顶板面积为182.66㎡;支撑楼盖圆柱直径为500mm,高度为5.0m;楼盖主梁截面均为300×500mm,统计梁总长度为51.957m。
则池顶楼盖自重Gk3=0.15×182.66×26+π×0.252×5.00×26×4+0.3×(0.5?0.15)×51.957×26=956.267kN。
池顶覆土重量Gk4=182.66×0.6×18=1972.728kN。
筏板边缘带挑出宽度为bm,回填土重度按照18kN/m3,回填土高度为 5.60m,板带长度为53.5436m。
则筏板边缘带的覆土重量Gk5=b×53.5436×5.60×18=5397.19bkN。
则消防水池自重及压重之和Gk= Gk1+ Gk2+ Gk3+ Gk4+ Gk5=7345.927+6093.25bkN。
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第5.4.3条,
Gk7345.927?6093.25b??Kw?1.05,求得当b≥0.446m,抗浮稳定性满足Nw,k9589.65
要求。
实际设计时取b=0.80m。
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