CN103061354A - 一种抗填土水平推力的外墙拖板结构 - Google Patents

一种抗填土水平推力的外墙拖板结构 Download PDF

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万志勇
周运朱
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本发明涉及一种抗填土水平推力的外墙拖板结构，包括主体外墙和位于主体外墙底部的边梁，其结构特点在于：在主体外墙的挡土侧下部或边梁外侧设有外墙拖板，外墙拖板呈直角三角状、其斜边与拖板地基接触，外墙拖板的前端向上形成一直角凸台，直角凸台的背面与边梁接触；与直角凸台对应，在主体外墙下端或边梁的上部向外伸出一嵌接结构，嵌接结构的凹槽大小和形状与直角凸台吻合、形成抗水平推力的外墙拖板结构。本发明通过外墙拖板上的凸台与建筑主体外墙边梁外侧嵌接结构的凹槽卡接式配合，形成互嵌接的支撑结构，有效抵抗填土对建筑主体结构产生的较大水平推力，具有抗填土水平推力大的有益效果。

Description

一种抗填土水平推力的外墙拖板结构
技术领域
本发明属于建筑结构体系领域，具体涉及一种抗填土水平推力的外墙拖板结构。属于建筑结构技术领域。
背景技术
现代建筑为了美化环境的需要在建筑周围都设有绿化带，因此在建筑周围堆积了大量的填土。当建筑物对应两端的填土存在较大高差时，该建筑物整体将会受到较大的不平衡填土的整体水平推力。如果建筑采用桩基础，则会导致桩基础承受的水平力较大，而桩基本身能的水平承载力较小，从而危及到整栋建筑的安全。
针对建筑物受到较大水平推力，现有技术中，通常采用两种方案来抵御建筑物所承受的水平推力。
方案一，利用建筑结构底板与填土之间的摩擦力，平衡建筑物两端不平衡的填土水平推力，由于建筑结构底板与其下填土的摩擦系数较小，且建筑结构底板的自重较轻，因此，仅凭此摩擦力来平衡填土产生的水平推力，其作用非常有限，该方案的适用范围较小。
方案二，在建筑物外侧重新增设一道挡土墙，依靠此外侧的挡土墙来抵抗外侧填土产生的水平推力，从而使结构主体不承受填土的水平推力。但是此方案造价相对较高，建设工期较长。
发明内容
本发明的目的，是为了克服现有技术的不足，提供一种抗填土水平推力的外墙拖板结构，该外墙拖板结构造价低、施工工期短、能够有效抵抗填土产生的水平推力。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现；
一种抗填土水平推力的外墙拖板结构，包括主体外墙和位于主体外墙底部的边梁，其结构特点在于：在主体外墙的挡土侧下部或边梁外侧设有外墙拖板，外墙拖板呈直角三角状、其斜边与拖板地基接触，外墙拖板的前端向上形成一直角凸台，直角凸台的背面与边梁接触；与直角凸台对应，在主体外墙下端或边梁的上部向外伸出一嵌接结构，嵌接结构的凹槽大小和形状与直角凸台吻合、形成抗水平推力的外墙拖板结构。
本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：
进一步方案是：在外墙拖板的底面与地基接触处设有混凝土垫层，其中，位于外墙拖板与拖板地基的接触处部分为第一混凝土垫层，该混凝土垫层呈倾斜状、其坡度为α＝15°～30°；位于直角凸台与边梁的接触处部分为第二混凝土垫层，第二混凝土垫层延伸至边梁的底部。
进一步方案是：所述外墙拖板的上部呈倒置“L”型、其下部呈直角三角型；嵌接结构呈“L”型。
进一步方案是：第二混凝土垫层的截面宽度可以为b1，直角凸台的截面宽度可以为b2，嵌接结构的尾部截面宽度可以为b3，嵌接结构尾端到外墙拖板尾端的距离可以为b4，直角凸台的直线高度可以为h2，直角凸台与主体外墙内侧水平面的直线距离可以为h1，外墙拖板平面与边梁底面的直线高度可以为h3，外墙拖板后部底端与边梁底面的直线高度为h4，主体外墙的填土高度为H0；外墙拖板结构填土水平推力表达式为FR＝(G1+G2)×(sinα×cosα×cos2α×μ)，式中，G1＝(b3+b4)×H0×γ0，G2＝[(b3+b4)×h3+(h2+h3)×b2+0.5×h4×(b2+b3+b4)]×γ1，μ表示外墙拖板与地基土之间的摩擦系数，取0.25-0.70；γ0为上部填土的有效重度；γ1为外墙拖板的有效重度。
进一步方案是：在拖板地基上可设有CFG桩。
进一步方案是：所述外墙拖板可由钢筋混凝土结构构成。
本发明的有益效果：
1、本发明由于在填土下设置倾斜式外墙拖板结构，通过外墙拖板上的凸台与建筑主体外墙边梁外侧嵌接结构的凹槽卡接式配合，形成互嵌接的支撑结构，因此，可利用倾斜式外墙拖板平衡建筑主体外墙周围填土产生的较大水平推力，有效抵抗填土对建筑主体结构产生的较大水平推力，具有抗填土水平推力大的有益效果。
2、本发明具有结构简单、造价低、施工工期短的特点，具有较好的经济实用性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明外墙拖板的受力分析示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施例1：
参见图1和图2，本实施例包主体外墙4和位于主体外墙底部的边梁6，在主体外墙4的挡土侧下部或边梁6外侧设有外墙拖板1，外墙拖板呈直角三角状、其斜边与拖板地基8接触，外墙拖板1的前端向上形成一直角凸台3，直角凸台3的背面与边梁6接触；与直角凸台3对应，在边梁6的上部向外伸出一嵌接结构5，该嵌接结构5的凹槽大小和形状与直角凸台3吻合、形成抗填土水平推力的外墙拖板结构。
本实施例中：
在外墙拖板1的底面与地基接触处设有混凝土垫层，其中，位于外墙拖板1与拖板地基8的接触处部分为第一混凝土垫层7，该混凝土垫层7呈倾斜状、其坡度为α＝15°；位于直角凸台3与边梁6的接触处部分为第二混凝土垫层9，第二混凝土垫层9延伸至边梁6的底部。
外墙拖板1的上部1-1呈倒置“L”型、其下部1-2直角三角型；嵌接结构5呈“L”型。在拖板地基8上设有CFG桩。外墙拖板1由钢筋混凝土结构构成。
第二混凝土垫层9的截面宽度为b1，直角凸台3的截面宽度为b2，嵌接结构5的尾部截面宽度为b3，嵌接结构5尾端到外墙拖板1尾端的距离为b4，直角凸台3的直线高度为h2，直角凸台3与主体外墙4内侧水平面的直线距离为h1，外墙拖板1平面与边梁6底面的直线高度为h3，外墙拖板1后部底端与边梁6底面的直线高度为h4，主体外墙4的填土高度为H0；外墙拖板结构填土水平推力表达式为FR＝(G1+G2)×(sinα×cosα×cos2α×μ)，式中，G1＝(b3+b4)×H0×γ0，G2＝[(b3+b4)×h3+(h2+h3)×b2+0.5×h4×(b2+b3+b4)]×γ1，μ表示外墙拖板与地基土之间的摩擦系数，取0.25-0.70；γ0为上部填土的有效重度；γ1为外墙拖板的有效重度。
具体实施例2：
本实施例2的特点是：嵌接结构5可以设置在外墙拖板1的下端部或者外墙拖板1与边梁6的连接处。其余结构特点同具体实施例1.
具体实施例3：
本实施例3的特点是：混凝土垫层7的坡度为α为16°、17°、18°、20°、23°、25°或30°。其他特点与具体实施例1或具体例2相同。
本发明的受力分析：
G1表示外墙拖板上部每米覆土重，G2表示外墙托板的自重，FR表示外墙拖板结构可抵抗的水平承载力，外墙拖板与边梁之间的距离为b1，外墙拖板上部的凸台宽度为b2，嵌接结构5的凹槽壁宽为b3，此宽度满足抵抗水平力的要求；建筑主体外墙外侧面的填土净宽度b4；μ表示外墙拖板与地基土之间的摩擦系数，取0.25-0.70；γ0为上部填土的有效重度；γ1为外墙拖板的有效重度；外墙拖板坡度为α，H0为外墙填土面标高，外墙拖板上部的凸起高度为h2，h2的高度满足建筑主体结构和外墙拖板沉降差的要求，外墙拖板的上部高度为h3，外墙拖板下部的高度为h4；则当不考虑b1和b2范围的填土作用时，外墙拖板结构可抵抗的水平承载力为FR：FR＝(G1+G2)×(sinα×cosα×cos2α×μ)
式中：
G1＝(b3+b4)×H0×γ0
G2＝[(b3+b4)×h3+(h2+h3)×b2+0.5×h4×(b2+b3+b4)]×γ1
应用实例1：
以一个场馆为例，该场馆周边的填土高差最大为5.0米，外墙填土面标高H0？，采用本发明结构，主要参数如下：外墙拖板与边梁之间的距离b1为0.425米，外墙拖板上部的凸起宽度b2为0.425米，边梁外侧突出的凹槽壁宽b3为0.425米，建筑主体外墙侧面的填土净宽度b4为2.35米，h1为0.450米，外墙拖板上部的凸起高度h2为0.300米，外墙拖板上部的高度h3为0.330米，外墙拖板下部的高度h4为0.960米，斜坡的坡度α为18.78°，墙宽t为0.40米；由于拖板结构地基为淤泥，故拖板地基采用了CFG桩进行处理。b2满足抗剪切要求，h2满足沉降要求，FR为223.3KN/m，静止土压力Ea为170.6KN/m，FR/Ea＝1.31，满足结构抗水平力要求。
应用实例2
以另一个室外填土高差达为4.0米的场馆为例，采用本发明结构，主要参数如下：外墙拖板与边梁之间的距离b1为0米，外墙拖板上部的凸起宽度b2为0.425米，边梁外侧突出的凹槽壁宽为b3为0.425米，外墙侧面的填土净宽度b4为1.75米，h1为0.450米，外墙拖板的上部凸起高度h2为0.200米，外墙拖板的上部高度h3为0.330米，外墙拖板的下部高度h4为0.885米，外墙拖板的的坡度α为19°，墙宽t为0.30米；b2满足抗剪切要求，h2满足沉降要求，FR为201.6KN/m，静止土压力Ea为153.4KN/m，FR/Ea＝1.31，满足结构抗水平力要求。
从上述应用实例分析可知，本发明由于在填土下设置倾斜式外墙拖板结构，通过外墙拖板上的凸台与建筑主体外墙边梁外侧嵌接结构的凹槽卡接式配合，形成互嵌接的支撑结构，因此，可利用倾斜式外墙拖板平衡建筑主体外墙周围填土产生的较大水平推力，有效抵抗填土对建筑主体结构产生的较大水平推力，具有抗填土水平推力大的有益效果。

Claims (6)

1.一种抗填土水平推力的外墙拖板结构，包括主体外墙(4)和位于主体外墙底部的边梁(6)，其特征在于：在主体外墙(4)的挡土侧下部或边梁(6)外侧设有外墙拖板(1)，外墙拖板呈直角三角状、其斜边与拖板地基(8)接触，外墙拖板的前端向上形成一直角凸台(3)，直角凸台(3)的背面与边梁(6)接触；与直角凸台(3)对应，在主体外墙(4)底部或边梁(6)的上部向外伸出一嵌接结构(5)，该嵌接结构(5)的凹槽大小和形状与直角凸台(3)吻合嵌接、形成填土抗水平推力的外墙拖板结构。
2.根据权利要求1所述的一种抗填土水平推力的外墙拖板结构，其特征在于：在外墙拖板(1)的底面与地基接触处设有混凝土垫层，其中，位于外墙拖板(1)与拖板地基(8)的接触处部分为第一混凝土垫层(7)，该混凝土垫层(7)呈倾斜状、其坡度为α＝15°～30°；位于直角凸台(3)与边梁(6)的接触处部分为第二混凝土垫层(9)，第二混凝土垫层(9)延伸至边梁(6)的底部。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗填土水平推力的外墙拖板结构，其特征在于：所述外墙拖板(1)的上部(1-1)呈倒置“L”型、其下部(1-2)呈直角三角型；嵌接结构(5)呈“L”型。
4.根据权利要求2所述的一种抗填土水平推力的外墙拖板结构，其特征在于：第二混凝土垫层(9)的截面宽度为b1，直角凸台(3)的截面宽度为b2，嵌接结构(5)的尾部截面宽度为b3，嵌接结构(5)尾端到外墙拖板(1)尾端的距离为b4，直角凸台(3)的直线高度为h2，直角凸台(3)与主体外墙(4)内侧水平面的直线距离为h1，外墙拖板(1)平面与边梁(6)底面的直线高度为h3，外墙拖板(1)后部底端与边梁(6)底面的直线高度为h4，主体外墙(4)的填土高度为H0；外墙拖板结构填土水平推力表达式为FR＝(G1+G2)×(sinα×cosα×cos2α×μ)，式中，G1＝(b3+b4)×H0×γ0，G2＝[(b3+b4)×h3+(h2+h3)×b2+0.5×h4×(b2+b3+b4)]×γ1，μ表示外墙拖板与地基土之间的摩擦系数，取0.25～0.70；γ0为上部填土的有效重度；γ1为外墙拖板的有效重度。
5.根据权利要求4所述的一种抗填土水平推力的外墙拖板结构，其特征在于：在拖板地基(8)上设有CFG桩。
6.根据权利要求1或2所述的一种抗填土水平推力的外墙拖板结构，其特征在于：所述外墙拖板(1)由钢筋混凝土结构构成。
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