地下室外墙结构设计的几点体会.docx

文章编号：1671-3559（2005）S0–0000–00
地下室外墙结构设计的几点体会

摘要：结合工程实践和相关文献，介绍地下室外墙结构设计的几点体会，供设计人员参考。
关键词：地下室外墙；土压力；水压力；裂缝宽度
中图分类号：请查阅中国图书馆分类法（第四版）文献标识码：A

一、引言
在地下室外墙结构设计中，涉及土压力系数、荷载组合、边界条件等复杂不确定因素，使得计算模型难以确定，计算较为繁琐。本文结合工程实践和相关文献，本着安全、实用、经济的原则，介绍了地下室外墙结构设计的几点体会，供设计人员参考。

二、荷载分析
地下室外墙承受的荷载主要为竖向荷载和水平荷载两大类。竖向荷载有上部以及地下室结构的楼盖传重和自重；水平荷载有地面活荷载引起的侧向压力、侧向土压力、地下水压力和人防等效静荷载。另外，地下室外墙还承受由风荷载和地震荷载引起的水平地震作用，温差引起的温度变形和混凝土材料的收缩和徐变引起的内力。在实际工程中，竖向荷载、风荷载、地震作用以及温度变化引起的内力不起控制作用，因此在地下室外墙结构设计中，墙体的配筋主要由垂直于墙面的水平荷载引起的弯矩来确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算墙的配筋。荷载分项系数除地面活荷载的分项系数＝1.4外，其余均为1.2。
地下室外墙的水荷载如图一所示进行组合：（1）当地下水位在地下室底板以下时，侧压力为；(2)当地下水位在地下室底板以上时，侧压力为；（3）当考虑人防荷载时，还应在上述两种组合中加入人防等效静荷载。其中：

；（地面活荷载引起的侧向土压力）
；（地下水位以上土自重引起的侧向土压力）
；（地下水位以下土侧向压力）
。（地下水压力）
式中：
――地面活荷载，室外地面荷载取值不宜低于10kN/㎡，如室外地面为通行车道则应考虑行车荷载[1]；
――土的侧土压力系数，其值与土的内摩擦角有关。实际工程中，不论地下室外墙周围有何种土，都取1/3是安全的，经济的。
――土的重度，取18kN/m3；
――土的浮重度，取11kN/m3；
――水的重度，取10kN/m3；
――室外地坪至基础底板的高度（m）；
――地下水位深度（m）；
――地下水位至基础底板高度（m）。

三、边界条件，简化计算
由于地下室内墙和边柱的平面布置不同，以及地下室外墙与顶板和底板抗弯刚度比值的不同，对于不同的工程或者同一工程的不同位置的地下室外墙的支承条件不尽相同。这样，在实际工程设计中，设计人员对边界条件难以判别，使得计算繁琐。作者结合工程实践和相应文献，认为地下室外墙的支承条件可以按照以下原则进行简化：
当地下室内墙为钢筋混凝土墙体时，内墙可视为地下室外墙的固定支座，当地下室外墙内存在上部结构需要的框架柱（附壁柱）时，且框架柱垂直于墙面的截面高度小于2.5倍墙厚时候，地下室外墙的计算可不考虑附壁柱的支承作用，按单向板设计。
地下室顶板可以视为地下室外墙的铰支座，当地下室底板≥1.5倍墙厚时，地下室底板可视为外墙的固定支座，否则，按铰支座进行计算。
多层地下室的中间楼板视为地下室外墙的中间支座。
地下室外墙可考虑塑性变形内力重分布，对弯矩进行调幅，以便于配筋构造和节省钢筋。按塑性计算不仅在有建筑外防水的墙体中可以使用，在考虑混凝土自防水的墙体中也可以采用。因为考虑塑性内力重分布，只有受拉区的混凝土会产生弯曲裂缝，裂缝细微，不会贯通整个截面厚度，墙体仍有足够的抗渗能力。

四、构造设计
普通地下室外墙的厚度不应小于250mm，通常厚度为300～500mm。地下室外墙的混凝土强度不宜低于C30，不宜高于C40。对于地下室外墙中存在的上部结构的框架柱，其进入墙体的截面已扩大，形成附壁柱。故用于满足抗震设计要求的轴压比，应按地下室顶板以上框架柱截面尺寸和混凝土强度进行计算。
当有防水要求时，地下室外墙混凝土抗渗等级应根据地下最大水头与外墙厚度的比值，按照《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）表采用，且不应小于0.6Mpa。
地下室外墙迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm，且应做裂缝验算，非迎水面钢筋保护层厚度不小于15mm。
地下室外墙顶部或底部不用设置暗梁或基础梁，仅在相应位置配置三根直径不小于20mm的水平通常构造筋即可。地下室外墙竖向钢筋与顶板及底板连接构造见图二。
地下室外墙的竖向和水平钢筋，除按计算确定外，每侧均不应小于受弯构件的最小配筋率。当外墙长度较大时，考虑到混凝土硬化过程及温度应力可能产生的收缩裂缝，水平钢筋配筋率应适当增大，钢筋的最大间距不宜大于200mm。外侧水平钢筋与内侧水平钢筋应设拉结钢筋，其直径可选6mm，间距不大于600mm，梅花形布置。

五．小结
不论地下室外墙周围回填土采用何种土，有无地下水，土的侧压力系数取1/3。
作用于地下室外墙的土压