CN106869164A - 物流仓库挡土墙结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物流仓库挡土墙结构，包括挡土墙、基础短桩、地梁和地垫，物流仓库的室内的地坪与其室外的基础地面之间具有高度差，在基础地面与地坪之间形成挡土墙，挡土墙的下部深入基础地面内部，挡土墙内具有若干水平钢筋和若干竖向钢筋，挡土墙的正下方固定有地梁，地梁的下方设有地垫。本发明改变了传力路径，传统的不设置地梁的挡土墙结构，主要靠两侧混凝土基础短桩作为支撑，挡土墙以水平钢筋为主要受力筋，而本发明的地梁将挡土墙由长边受力方式变为短边受力，传力路径最短，与不设置该地梁相比显著减小挡土墙内力，且设置地梁后挡土墙受力明确，能简化成传统的二维杆系模型计算，方便设计人员快速计算挡土墙配筋的情况。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，涉及一种仓库挡土墙结构。
背景技术
近年来电子商务的不断扩展，推动了现代物流业的迅速发展。作为物流业的中转站——物流仓库如雨后春笋般在全国各城市快速兴建。因为物流仓储只作为短期存储之用，货物流动性很大，为了方便装卸货物，室内地坪通常比室外地面高出1.3m左右，这样集卡车箱高度基本和仓库内地面齐平，叉车可以直接在车厢和仓库内装运货物，不需要上下坡运货，提高中转速度。正是由于物流仓库的这种专门需求，在仓库卸货面需要设置一面挡土墙。
传统挡土墙的结构多为在挡土墙的下方固定垫层，在挡土墙的纵向固定混凝聚基础短桩，设计时通常只是根据挡土墙的受力状态，将挡土墙简化为边界简支或者嵌固的悬臂梁模型便于结构设计。然而由于物流仓储挡土墙受力的特殊性，不进行有限元分析，简单的简化成二维杆系模型有所欠缺，而且这种结构的挡土墙，传力路径长，内力大，需要的混凝土基础短桩内的钢筋数量多，成本高。
因此有必要研究一种新型的物流仓库挡土墙结构，简化计算模型。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种物流仓库挡土墙结构，改变了传力路径，可以显著的减小挡土墙弯矩，传统的不设置地梁的挡土墙结构，主要靠两侧混凝土基础短桩作为支撑，挡土墙以水平钢筋为主要受力筋，即以长边弯曲为主，而本发明的底部的地梁将挡土墙由长边受力方式变为短边受力，传力路径最短，与不设置该地梁相比可以显著减小挡土墙内力，而且设置地梁后挡土墙受力明确，可以简化成传统的二维杆系模型计算，方便设计人员快速计算挡土墙配筋的情况。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种物流仓库挡土墙结构，包括挡土墙、基础短桩、地梁和地垫，所述物流仓库的室内的地坪与其室外的基础地面之间具有高度差，在所述基础地面与所述地坪之间形成所述挡土墙，所述挡土墙垂直于所述室内的地坪和室外的基础地面，且所述挡土墙的上端面与所述地坪平齐，所述挡土墙的下部深入所述基础地面内部，所述挡土墙内具有若干水平钢筋和若干竖向钢筋，所述挡土墙的正下方固定有所述地梁，所述地梁的下方设有所述地垫，所述地梁和所述地垫皆与所述挡土墙等长；
所述基础短桩沿所述挡土墙的长度方向每隔10-15m设置一根，所述基础短桩平行于所述挡土墙的高度方向，所述基础短桩与所述挡土墙等高；
所述挡土墙的高度为2.1-3m且宽度为250-400mm，所述地梁的高度为所述挡土墙的宽度的1.5-2倍，所述地梁的宽度为所述挡土墙的宽度的2-2.5倍。
进一步地说，所述挡土墙的高度为2.1-2.4m且宽度为250-300mm，所述地梁的高度为所述挡土墙的宽度的1.5-1.8倍，所述地梁的宽度为所述挡土墙的宽度的2-2.2倍。
进一步地说，所述物流仓库的室内的地坪与其室外的基础地面之间具有的高度差为1.3m，所述挡土墙的高度为2.1m且宽度为300mm，所述地梁的高度为500mm，所述地梁的宽度为700mm。
进一步地说，所述基础短桩沿所述挡土墙的长度方向每隔12m设置一根。
进一步地说，所述地梁的宽度小于所述地垫的宽度。
进一步地说，所述基础短桩为混凝土基础短桩，且所述基础短桩的横截面尺寸为600mm×600mm。
本发明的有益效果是：
本发明在挡土墙底部设置一道地梁，改变了传力路径，可以显著的减小挡土墙弯矩，传统的不设置地梁的挡土墙结构，主要靠两侧混凝土基础短桩作为支撑，挡土墙以水平钢筋为主要受力筋，即以长边弯曲为主，而本发明底部地梁将挡土墙由长边受力方式变为短边受力，传力路径最短，与不设置该地梁相比可以显著减小挡土墙墙内力，而且设置地梁后挡土墙受力明确，可以简化成传统的二维杆系模型计算，方便设计人员快速计算挡土墙配筋的情况；
更佳的是，因为设置了地梁改变了挡土墙的受力状态，两侧基础短桩不再作为主要受力边，短桩配筋也可以减少；
且本发明的挡土墙在施工阶段和正常使用阶段的计算结果分别与简化为底端固定和底端固定上端自由的挡土墙计算结果基本一致，传力路径明确，方便工程设计人员简化计算，值得注意的是本发明的挡土墙在两阶段的内力无显著变化，按照正常使用阶段计算结果配筋的挡土墙，可以满足施工阶段受力要求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是比较例的结构示意图；
图2是本发明的实施例的结构示意图之一；
图3是本发明的实施例的结构示意图之二；
图4是本发明的实施例的挡土墙的正立面示意图；
图5.1是比较例的施工阶段的挡土墙受力状态图；
图5.2是比较例的正常使用阶段的挡土墙受力状态图；
图5.3是本发明的实施例的施工阶段的挡土墙受力状态图；
图5.4是本发明的实施例的正常使用阶段的挡土墙受力状态图；
附图中各部分标记如下：
挡土墙1、基础短桩2、地梁3、地垫4、地坪5、基础地面6、高度差h、挡土墙的高度h1、挡土墙的宽度d1、地梁的高度h2和地梁的宽度d2。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
实施例：一种物流仓库挡土墙结构，如图1-4所示，包括挡土墙1、基础短桩2、地梁3和地垫4，所述物流仓库的室内的地坪5与其室外的基础地面6之间具有高度差，在所述基础地面6与所述地坪5之间形成所述挡土墙1，所述挡土墙1垂直于所述室内的地坪5和室外的基础地面6，且所述挡土墙1的上端面与所述地坪5平齐，所述挡土墙1的下部深入所述基础地面6内部，所述挡土墙1内具有若干水平钢筋和若干竖向钢筋，所述挡土墙1的正下方固定有所述地梁3，所述地梁3的下方设有所述地垫4，所述地梁3和所述地垫4皆与所述挡土墙1等长；
所述基础短桩2沿所述挡土墙1的长度方向每隔10-15m设置一根，所述基础短桩2平行于所述挡土墙1的高度方向，所述基础短桩2与所述挡土墙1等高；
所述挡土墙的高度h1为2.1-3m且宽度为250-400mm，所述地梁的高度h2为所述挡土墙的宽度d1的1.5-2倍，所述地梁的宽度d2为所述挡土墙的宽度d1的2-2.5倍。
所述挡土墙的高度h1为2.1-2.4m且宽度为250-300mm，所述地梁的高度h2为所述挡土墙的宽度d1的1.5-1.8倍，所述地梁的宽度d2为所述挡土墙的宽度d1的2-2.2倍。
所述物流仓库的室内的地坪与其室外的基础地面之间具有的高度差h为1.3m，所述挡土墙1的高度为2.1m且宽度为300mm，所述地梁3的高度为500mm，所述地梁3的宽度为700mm。
本实施例中，优选的，所述基础短桩2沿所述挡土墙的长度方向每隔12m设置一根。
所述地梁3的宽度小于所述地垫4的宽度。
所述基础短桩2为混凝土基础短桩，且所述基础短桩2的横截面尺寸为600mm×600mm。
以下是比较例和实施例的具体情况，其中挡土墙俄高度为2.1m，且宽度为0.3m，沿挡土墙纵向每隔12m设置一个600mmx600mm的混凝土基础短桩。比较例在挡土墙底部未设计地梁，实施例在挡土墙底部设计一段截面尺寸为500mmx700mm的地梁，作为挡土墙底部固定支座。两种设计方案的主要区别可以从图1和图2可以直观得出。挡土墙从施工到正常使用过程主要经历两种受力状态，比较例受力状态是施工过程中，挡土墙前后回填土完成但室内地坪尚未完成，此阶段地坪不能作为挡土墙顶面侧向支撑；第二种受力状态为正常使用时，挡土墙要承受墙体前后土压力，同时承受由仓库内地坪地面堆载(比较例和实施例均为30kN/㎡)引起的侧向静止土压力，在此阶段地坪可以作为挡土墙上端侧向支撑，如图5.1-5.4所示。
根据比较例和实施例两种设计方案，采用有限元分析软件MIDAS/GEN对挡土墙不同受力阶段进行内力分析。
计算假定：
比较例在地坪施工尚未完成时，以左右两侧12m间距的混凝土基础短桩作为弹性支撑，此阶段只承受挡土墙前后的静止土压力；当地坪施工完成后进入正常使用阶段时，边界条件变为两边弹性支撑，上边简支，除施工阶段荷载外，增加了由地面堆载传递过来的侧向静止土压力。实施例在地坪施工尚未完成时假定底部固定于地梁，左右固弹性支撑于基础短桩，上端自由，此阶段受力同比较例；当地坪施工完成进入正常使用阶段时，上部边界条件由自由变为简支，其余边界不变，此阶段受力同比较例。由于物流仓储地坪在地面以上，假定不考虑地下水位影响，挡土墙前后填土自重取18kN/m3，静止土压力系数取0.5。
下表是比较例和实施例的有限元分析结果以及将实施例的挡土墙简化为二维杆系模型的计算结果整理在下表中：
挡土墙内力(kN·m)
表中可以明显的看出比较例和实施例两种边界模式的挡土墙弯矩存在显著不同。值得注意的是除了两者在弯矩数值上不同之外，两者的弯曲方向也不相同。比较例主要沿着长边受力，跨中弯矩大，而实施例主要沿着短边受力，弯矩沿着纵向基本均匀分布，最大弯矩在支撑边界处。
根据有限元计算结果可以明显的看出，在挡土墙底部设置一道地梁，改变了传力路径，可以显著的减小挡土墙弯矩。比较例由于主要靠两侧混凝土基础短桩作为支撑，挡土墙以水平钢筋为主要受力筋，即以长边弯曲为主，实施例由于有底部地梁的约束，挡土墙以竖向钢筋为主要受力筋，即挡土墙以短边弯曲为主。根据有限元计算结果，实施例的挡土墙在施工阶段和正常使用阶段的计算结果分别与简化为底端固定和底端固定上端自由的挡土墙计算结果基本一致，传力路径明确，方便工程设计人员简化计算。值得注意的是本实施例的挡土墙在两阶段的内力无显著变化，按照正常使用阶段计算结果配筋的挡土墙可以满足施工阶段受力要求。
两种形式的挡土墙主要区别主要是底部设置地梁与否，虽然看似底部设置一地梁“浪费”了部分混凝土和钢筋，然而根据上文有限元分析结果表明，底部地梁将挡土墙由长边受力方式变为短边受力，传力路径最短。与不设置该地梁相比可以显著减小挡土墙墙内力，而且设置地梁后挡土墙受力明确，可以简化成传统的二维杆系模型计算，方便设计人员快速计算挡土墙配筋。因为设置了地梁改变了挡土墙的受力状态，两侧基础短桩不再作为主要受力边，短桩配筋也可以减少。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种物流仓库挡土墙结构，其特征在于：包括挡土墙、基础短桩、地梁和地垫，所述物流仓库的室内的地坪与其室外的基础地面之间具有高度差，在所述基础地面与所述地坪之间形成所述挡土墙，所述挡土墙垂直于所述室内的地坪和室外的基础地面，且所述挡土墙的上端面与所述地坪平齐，所述挡土墙的下部深入所述基础地面内部，所述挡土墙内具有若干水平钢筋和若干竖向钢筋，所述挡土墙的正下方固定有所述地梁，所述地梁的下方设有所述地垫，所述地梁和所述地垫皆与所述挡土墙等长；
所述基础短桩沿所述挡土墙的长度方向每隔10-15m设置一根，所述基础短桩平行于所述挡土墙的高度方向，所述基础短桩与所述挡土墙等高；
所述挡土墙的高度为2.1-3m且宽度为250-400mm，所述地梁的高度为所述挡土墙的宽度的1.5-2倍，所述地梁的宽度为所述挡土墙的宽度的2-2.5倍。
2.根据权利要求1所述的物流仓库挡土墙结构，其特征在于：所述挡土墙的高度为2.1-2.4m且宽度为250-300mm，所述地梁的高度为所述挡土墙的宽度的1.5-1.8倍，所述地梁的宽度为所述挡土墙的宽度的2-2.2倍。
3.根据权利要求1所述的物流仓库挡土墙结构，其特征在于：所述物流仓库的室内的地坪与其室外的基础地面之间具有的高度差为1.3m，所述挡土墙的高度为2.1m且宽度为300mm，所述地梁的高度为500mm，所述地梁的宽度为700mm。
4.根据权利要求1所述的物流仓库挡土墙结构，其特征在于：所述基础短桩沿所述挡土墙的长度方向每隔12m设置一根。
5.根据权利要求1所述的物流仓库挡土墙结构，其特征在于：所述地梁的宽度小于所述地垫的宽度。
6.根据权利要求1所述的物流仓库挡土墙结构，其特征在于：所述基础短桩为混凝土基础短桩，且所述基础短桩的横截面尺寸为600mm×600mm。
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