文档介绍：地下结构抗浮稳定性计算刍议
地下结构抗浮稳定性计算刍议
摘要:通过对现行建筑结构及地基基础设计规范对抗浮稳定性设计的规定的解读,从计算方法、荷载(作用)组合及荷载设计值、荷载(作用)分项系数等方面对各规范中抗浮稳定性进行分析和探讨,提出了地下结构抗浮稳定性计算宜采用采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法。对地下结构的抗浮设计具有一定的指导意义。
关键词:地下结构;抗浮稳定性;极限状态法;单一安全系数法
中图分类号:TU 93 文献标识码:A
0引言
随着我国经济的快速发展和城市建设进程加快,工程建设的规模越来越大,而城市建设用地越发显得紧张,城市地下空间的开发由广度向深度发展。大体量的地下商业街、地下车库、地下车站、地下管廊等地下结构的基础越来越深,随之而来的就是地下水浮力对地下结构的影响日益突出。当出现暴雨或沿海地区潮汐作用使地下水位大幅上升时,可能引起地下结构抗浮力不足,导致地下结构的失稳或倾斜。这对会工程造成巨大的经济损失。抗浮问题也已经引起工程界的广泛关注,目前现行的建筑结构及地基设计规范已明确要求,应对地下结构进行抗浮稳定性验算。不同的规范也提出了抗浮稳定性计算的表达式,但表达式的形式也不尽相同,且抗浮稳定性验算的计算方法、计算原则也并未明确,工程实践中对规范的理解也因人而已。因此本文通过对现行的建筑结构设计规范和地基基础设计规范等相关规范对比分析,对抗浮稳定性验算的计算方法、荷载(作用)组合及荷载设计值、荷载(作用)分项系数等方面进行分析和探讨,为地下结构工程抗浮设计提供参考。
1规范对抗浮稳定性验算的规定
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
鉴于地下工程一般为混凝土结构,按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1](以下简称为《混凝土规范》GB50010),混凝土结构的承载能力极限状态计算包括了结构的倾覆、滑移、漂浮验算,结构构件承载能力极限状态设计表达式:
(1)
式中:为结构重要性系数,为承载能力极限状态下作用的效应设计值(对持久设计状态和短暂设计状态应按作用的基本组合计算),为结构构件的抗力设计值。
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012[2] (以下简称为《荷载规范》GB50009)、,采用基本组合对结构的倾覆、滑移或漂浮验算时,荷载的分项系数应满足有关的建筑结构设计规范的规定。目前随着规范的修订和更新,虽然各结构标准已广泛采用分项系数表达方式,但对永久荷载分项系数的取值,如地下水荷载的分项系数,各地方有差异,目前还不能采用统一的系数。对基本组合中永久荷载效应在结构漂浮稳定性验算时,一般永久荷载效应对结构是有利的,因此《荷载规范》提出了对永久荷载分项系数在其他结构设计规范中没有具体规定时,。
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011[3] (以下简称为《地基基础规范》GB50007),计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时,作用效应应