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摘要：随着城市建设的迅速发展，高层建筑已经遍布在城市中的各个角落。由于基础埋深的要求, 一般高层建筑物都设有地下室。如何利用好地下建筑，已经成为建筑设计中至关重要的一部分，为了获得更大的绿化空间和更多的停车位，单、多层地下室成为建筑设计中必备的元素。
1 绪言
由于地下室外侧墙体直接与土壤接触，其受力性能、配筋均不同于普通砼墙体，同时因设计不当、施工质量等原因造成的地下室外墙渗水破坏屡见不鲜。所以充分考虑各种影响，合理选用计算模型及设计荷载是地下室外墙设计成功的关键。
2 地下室外墙荷载
竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重；水平荷载有室外地坪活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载。地下室外墙承受的荷载类型如图一所示。
3 地下室外墙计算简图
一般地下室外墙的计算简图是把地下室楼板和基础底板作为地下室外墙的支点。地下室外墙本质上是竖向放置的板，在各种外荷载作用下按单向板或双向板进行计算时，应根据其周边的情况选取符合实际受力状态的计算简图。
（1）地下室无横墙或横墙间距大于层高2倍时，其底部与刚度很大的基础底板或基础梁相连，可认为是嵌固端。顶部支座根据上部剪力墙的有无若有不同，上部无剪力墙时，地下室外墙顶部仅与顶板相连，顶板的刚度一般略小于侧墙刚度，约束力较小，故顶端应按铰接考虑；上部有剪力墙时，地下室外墙顶部与顶板及上部剪力墙相连，存在一定的约束效应，类似弹性支座，但约束力有限，为简化设计通常也按顶端铰接考虑。所以，外墙顶部应按铰接考虑，地下室中间层可按连续铰支座考虑。这样，地下室外墙就如同下端嵌固、上端铰支的连续板或梁，其计算简图如图二（a）所示。此种模型常见于地下车库。
（2）地下室内横墙较多且间距不大于层高2倍时，地下室外墙就如同下端嵌固、上端铰支的连续双向板，左右支座一般按固结考虑，其计算简图如图二（b）所示。此种模型常见于住宅的小开间外墙中。必须指出的是内横墙的长度必须达到一定的尺度（达到墙的尺度而不是柱）才能起到支撑作用。
（3）地下室无横墙但外墙上有附壁柱或由上部结构延伸到地下室的框架柱时，则不宜按双向板进行内力分析，除非柱设计时考虑了外墙传来的水平荷载，并有一定的刚度保证。否则该柱不应作为外墙的支座考虑，应按下端嵌固、上端铰支的连续梁考虑，其计算简图取图二（a）所示。
（4）地下室地面层开洞位置(如楼梯间)处墙顶部无楼板支撑，计算模型应与实际相符，此时，可做如下处理：1）在外墙顶部楼面标高处设置水平卧梁，卧梁作为外墙顶部的水平支撑，外墙按顶端铰接考虑，其计算简图如图二（a）所示，外墙顶部的水平支座反力通过水平卧梁传给两端的梁板；2）在条件允许的情况下在洞边设置横墙，外墙就如同下端嵌固、上端自由的连续双向板，计算简图如图二（c）所示。
4 地下室外墙配筋计算
外墙的内力分析按弹性理论计算。无论是按单向板或双向板进行计算，在各种侧向荷载作用下宜按每种侧向荷载在考虑分项系数的基础上分别进行计算后，再进行内力叠加。外墙有上部荷载N的作用时，地下室外墙可按偏心受压构件进行计算。但在实际工程设计中，考虑竖向荷载产生的截面应力很小，而且为了计算方便，仅按墙板平面外受弯计算配筋。当竖向荷载很大时，也可分别按受弯和轴心受压计算墙体配筋，然后将二者叠加。
地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端)，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这方面问题在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。
5 地下室外墙构造
（1）为了满足抗渗要求，外墙厚度一般不应小于250mm，混凝土强度等级不低于C30，考虑到混凝土强度等级过高容易产生收缩裂缝，混凝土强度等级不宜高于C40。外墙的裂缝控制等级和最大裂缝宽度均应符合有关规定。
（2）外墙钢筋保护层厚度：迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm；当对地下室墙体采取可靠的建筑防水做法或防护措施时，与土层接触一侧钢筋的保护层厚度可适当减少，但不应小于25mm 。外墙施工时一般拆模早，养护困难，当外墙钢筋保护层厚度取50mm时，过厚的保护层容易开裂，一般可在50mm厚保护层内附加钢筋网片。
（3）外墙墙体内应设置双层双向钢筋，坚向和水平钢筋的直径不宜小于12mm，不应小于10mm，间距不宜大于150mm，配筋率不宜小于0.3%。内外水平筋之间应设置间距不大于600mm、直径不小于6 mm的拉筋。当外墙较长时，考虑到混凝土硬化过程及温度影响产生收缩裂缝的现象极为普遍，水平筋配筋率宜适当加大。外墙水平筋宜按照细而密的原则布置在竖向筋的外侧。
（4）外墙上部有剪力墙、柱等竖向构件时，外墙顶部应设暗梁，暗梁纵筋不小于4Φ18，箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于200mm；外墙上部无剪力墙时，外墙顶部应设加强纵筋，纵筋不小于4Φ18。
（5）地下室外墙竖向钢筋与基础底板的连接：通常外墙厚度远小于基础底板，底板计算时在外墙端常按铰支座考虑，外墙计算时在底板端常按固端考虑，所以底板上下钢筋伸至外墙外侧即可，端头不必设弯钩。外墙外侧竖向钢筋在底板底部弯后直段长度满足与底板下筋搭接要求，即可形成对外墙的嵌固。
参考文献:
[1]《建筑结构荷载规范》GB 50009- 2012
[2]《建筑地基基础技术规范》DB42/242- 2014
[3]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3- 2010
论文作者:熊裕宏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/24
标签：外墙论文; 地下室论文; 荷载论文; 底板论文; 支座论文; 简图论文; 不应论文; 《基层建设》2017年第10期论文;