混凝土地下室外墙计算方式

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2005年6月

山西建

筑

Vol.31No.11Jun. 2005

SHANXI ARCHITECTURE

文章编号：1009-6825（2005）11-0034-02

混凝土结构地下室外墙的设计

纪福宏 郭惠琴

摘 要：对混凝土结构地下室外墙荷载的分类作了介绍，从土的侧压力、水压力等方面进行了阐述，并对其计算模型和截面承载力验算进行了分析，以供参考。关键词：地下室，外墙，荷载，构造中图分类号：TU375

文献标识码：A

土压力和静止土压力。关于地下室外墙承受的土压力的取值，不

［1，2］

同的文献有不同的取法，但大致分两种；即主动土压力和静止［3］土压力。根据土压力的定义，地下室的墙体，因有楼盖结构或

1 地下室外墙的荷载

地下室外墙所受的荷载分两种：竖向荷载（上层建筑传重、地下室外墙的自重及顶板传来的竖向荷载）；水平荷载（侧向土压力、地下水压力、地面活荷载产生的水平压力、水平地震作用及人防等效静荷载如无人防不计此项，且与消防车活荷载及地震作用不同时计取）。施工期间，因基坑开挖，土体远离地下室外墙，施工时必须采取降水，这时，真正作用在地下室外墙上的荷载为施工荷载、温度变形和混凝土凝固期间产生的收缩和徐变等。在地下室外墙截面的实际设计中，竖向荷载、地震作用、温度变形及混凝土收缩徐变产生的内力一般不起控制作用，外墙配筋主要由垂直于外墙面的水平荷载产生的弯矩确定，且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲来计算墙的配筋。荷载分项系数，除地面活荷载的γQ=1.4外，其余均为1.2。

楼盖和内横墙的约束，在土压力作用下，基本上不发生侧向移动，更不可能发生转动，而保持原位置，墙后填土没有侧向变形，故地下室的外墙承受的土压力宜取静止土压力。

计算地下室外墙之土压时，当地下室施工采用大开挖方式，无护坡桩或连续墙支护时，地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力。地下室施工采用护坡桩时，地下室外墙土压力计算中可考虑基坑支护与地下室外墙的共同作用按静止土压力乘以折减系

［1］数0.66近似计算。

1.2 水压力

当地下室外墙外侧有地下水时，则应根据历年可能出现的最高水位计算静水压力（水位高度不包括上层滞水）。则静水压力按式WS=γWH2计算。

1.1 土的侧压力

地下室外墙为挡土结构，土压力的大小及其分布规律取决于墙体在土压力作用下可能的运动方向、墙后填土的种类、填土地表面的形状、墙的截面刚度和地基变形等因素。根据墙的位移情况和墙后土体的应力状态，土压力可分为三种：主动土压力、被动纸组织各专业会审，对交叉或多层交叉的管线综合布置，尽可能避免。施工中，管线布置应尽可能位于结构断面核心区。

1.3 室外地面荷载产生的侧压力

地下室室外地面活荷载的存在将导致外墙所受的侧压力的增加。一般情况下，如没有特殊要求，地面活荷载p一般按不小

应经有关部门检查鉴定，对结构使用安全无影响后，采取处理措施。首先应将出现裂缝的楼板卸荷，将其出现裂缝的部位开槽打眼，并用清水压力清洗，使用专用工具将结构胶压力灌入。并将表面用专用胶封闭。灌水检查裂缝处理效果。

=================================================3 裂缝处理

3.1 混凝土表面的收缩裂缝

［1，2］

此种裂缝一般出现在混凝土表面。在混凝土浇筑时，应及时检查，加强收浆二次搓抹。在混凝土凝固初期发现，应用水泥胶液对缝隙灌注，表面抹压密实，加强养护。拆模后，浇水检查有无裂缝或渗漏。

3.4 影响结构使用安全的裂缝

如贯通通长的斜向裂缝或宽度超出结构安全允许范围的裂缝，应加强重视，谨慎处理，并请有资质单位提出专项加固方案，妥善处理。参考文献：

［1］白忠荣.混凝土结构裂缝原因探讨及防治措施［J］.山西建筑，

2004（12）：25-26.

［2］董建生.现浇楼板裂缝的成因和防治［J］.山西建筑，2004

（17）：44-45.

3.2 顺钢筋方向的收缩裂缝

检查裂缝有无贯通，若在表面，首先应将其周围清洗干净，并做界面处理，采用水泥胶腻子刮抹严密，隔断钢筋与空气的接触，避免其受到侵蚀。

3.3 未超出结构允许裂缝宽度的裂缝

Preventionofqualitydefectassplitseepageonnow-pouredstructuralfloorboard

ZHANGHao

Abstract：Inconnectionwithqualitydefectassplitseepageonnow-pouredstructuralfloorboard，itanalyzescauseofsplitseepageonnow-pouredstructuralfloorboard，illustratesmaterial、construction&design，andputsforwardconcretepreventivemeasures.Keywords：now-pouredfloorboard，split，seepage

收稿日期：2005-02-22

作者简介：纪福宏（1971-），男，1994年毕业于北京交通大学工民建专业，工程师，北京交通大学勘察设计院，北京 100044

郭惠琴（1974-），女，1997年毕业于北京交通大学结构工程专业，硕士，工程师，中铁工建筑工程设计院，北京 100038

第31卷第11期2005年6月

混凝土结构地下室外墙的设计 纪福宏等：

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于10kN/m2计算。有特殊较重荷载时，按实际情况确定。计算墙p

γ

（式中γ为土的重度），近似地认为当量土层Hp产生的侧压力从其高度为Hp=的侧压力时可将活荷载p换算为当量的土层，

［2］

2）当基础底板上设有架空层，且有不小于70mm厚的现浇叠合层时，架空层顶板可视为外墙的支点，即外墙板增加一跨。

3）当基础上设有基础梁（如采用梁板式筏板基础），且基础底板上有回填土，地下室地面为刚性地面时，外墙计算高度可算至地下室室内地坪。

地面至基础底面均匀分布

，其值为：wp=k0γHp=k0p。

2 计算模型和截面承载力验算2.1 普通地下室外墙

1）因为地下室外墙的厚度一般大于地下室顶板的厚度，却远小于基础底板的厚度，所以在工程设计中通常将顶板处按铰接，基础底板处按固端考虑。若有多层地下室，中间层楼板处可视为固端。

2）当地下室内部无横隔墙或有横隔墙但间距较大，实际工程设计中，通常将基础底板和楼板作为外墙板的支点，并按单跨或多跨连续单向板计算。

3）当地下室内部横墙较多且间距不大（如小开间剪力墙的地下室）或上部建筑的柱直通到基础底板，内横墙（或柱）视为外墙的支座。外墙可按支承在内横墙（或柱）、基础及楼板上的双向板计算，但应验算柱的受弯承载力、抗剪强度和挠度。

4）当地下室层高较高，墙的支承点（顶板和基础底板）之间高度很大时，外墙按支承在顶板和基础底板之间的单向板计算，会导致墙体很厚。此时可采用增加支座的方法来减薄外墙的厚度。可在外墙上隔一定间距设置附壁柱，这样楼板、基础底板和附壁柱就构成了外墙的四个支承边。可根据支承条件，按双向板或水平单向板计算墙体的配筋。而附壁柱可看作两端支承的受弯构件，此时可忽略作用于附壁柱的轴力，并应验算附壁柱的受弯承载力、抗剪强度和挠度。

4）当地下室只有一层时，外墙高度不能满足首层柱荷载扩散刚性角（柱间中心距离大于墙的高度），或者窗洞较大时，外墙平面内在基础底板反力作用下，应按深梁或空腹桁架验算，确定墙底部及墙顶部的配筋；当地下室有多层或外墙高度满足了柱荷载扩散刚性角时，宜在外墙顶部配置两根直径不小于20mm的水平通长构造钢筋，而在墙底部因基础底板钢筋较大没有必要另配附加构造钢筋。

2.4 计算方法

经上述分析可知，地下室外墙可据边界约束条件按在水平荷载作用下的双向板或单向板计算，并可按塑性方法计算其弯矩，这样做有利于配筋构造，并可节省钢筋。按塑性计算不仅在有外防水的墙体中采用，在考虑混凝土自防水的墙体中也可采用。考虑塑性变形内力重分布，只在受拉区混凝土可能出现弯曲裂缝，但由于裂缝较细微，因此不会贯通整个截面厚度，对防水仍有足够抗渗能力。地下室外墙及通风采光窗井外墙，一般可不进行裂缝计算。在饱和土中，如设有附加柔性防水层，也可不进行裂缝计算。如有特殊要求，应进行裂缝计算。

3 构造

地下室外墙混凝土强度及种类，需根据荷载情况、防水抗渗等级和有关规范的构造要求确定。混凝土强度等级一般不宜过高，常采用C30。根据GB50108-2001地下工程防水技术规范，若采用防水混凝土，其厚度不应小于250mm，但此值需满足承载力的要求。当有多层地下室时，各层外墙的厚度可以不同。

在实际工程中，外墙内、外侧往往按最大弯矩值等量配筋，此种做法显然是不经济的、没必要的。只要满足计算及构造要求，外墙内、外侧水平、竖向可不等量配筋。通常应按实际的支承情况进行方案比较，选取最经济的方案进行设计。

地下室外墙的水平和竖向钢筋，除按计算确定外，每侧均不小于受弯构件的最小配筋率（p=45

ft

）。当外墙较长时，水平钢fy

筋配筋率宜适当提高。且宜采用变形钢筋，直径宜小，间距宜密，最大间距不大于200mm。内外侧水平钢筋之间应设拉结筋，直间距不大于600mm，呈梅花形布置。而墙体外侧竖向钢径6mm，

筋宜在距楼板（1/4～1/3）层高处设置接头，内侧竖向钢筋在楼板处接头。墙体外侧水平钢筋宜在内墙间中部接头，内侧水平钢筋宜在内墙处接头。钢筋接头当直径小于22mm时可采用搭接接头，直径不小于22mm时宜采用机械接头或焊接。参考文献：

［1］李国胜.高层钢筋混凝土结构设计手册［M］.北京：中国建筑

工业出版社，1998.131-137.

［2］李国胜.简明多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理

及算例［M］.北京：中国建筑工业出版社，2000.47-58.

［3］罗福午.混合结构设计［M］.北京：中国建筑工业出版社，

1992.86-93.

［4］GB50009-2001，建筑结构荷载规范［S］.［5］JGJ3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程［S］.［6］GB50007-2002，建筑地基基础设计规范［S］.［7］GB50108-2001，地下工程防水技术规范［S］.

2.2 窗井外墙

1）当地下室窗井内无横隔墙时，可认为窗井挡土墙底部嵌固在基础悬挑底板上，只能按底部嵌固的悬挑板计算。2）当地下室窗井内每开间有隔墙板和地下室内部横墙相连时，窗井挡土墙两边连续支承在隔板上，下端支承在悬挑出的基础板上，窗井挡土墙可按三边支承上端自由边的双向板计算。此时基础悬挑底板端部增加了挡土墙底部的弯矩，也可按水平单向连续板计算。3）当单层地下室窗井隔墙板达不到地下室顶面高度时，地下室外墙的上段作为上端的铰接支承。4）当多层地下室窗井隔墙板达不到首层地下室顶板顶面标高时，地下室首层外墙的上段可作为上端的铰接支承。

2.3 计算高度

1）一般情况下，外墙计算高度可算至基础底板顶面。

Designofouterwallinconcretestructurebasement

JIFu-hong GUOHui-qin

Abstract：Itintroducesclassificationofouterwallloadsinconcretestructurebasement，illustratessidesoilpressure&waterpressure，andanaly-zesitscalculativemodel&bearingforcecheckupofsectionsoastobereferences.Keywords：basement，outerwall，loads，structure