浅谈地下室外墙的结构设计

关键词：地下室 ；外墙结构 ；设计 

abstract：currently, the city construction in the continued rapid development, building the increase continuously, but also with a large number of vehicles increases, for parking requirements are also more and more nervous, but land decreasing, available space is getting smaller and smaller, therefore, the development of underground space has become the main development trend. however, in the construction of basement process, there will be many problems, in this one, because the basement outer wall water leakage appears in leading to the basement can not normal use, and water is the main reason for the improper design, and did not reach the demand of the construction quality and other factors, and the design is the most important a link, but also to ensure the quality of the basement foundation. therefore, in the design must fully consider the existence of a variety of factors, so as to seriously study and analyze the key points in the design of basement exterior wall. 

key words：basement；exterior structure；design 

我国经济在随着不断的高速发展，城市建设也在大和的推进，对此，开发应用地下的空间已经迫在眉睫,而对于地下室外墙的设计则是非常关键的一个环节。然而，在设计过程当中，由于根据不同的设计管理所计算出的外墙的配筋以及厚度等方面是相差较大的,也是较为不合理的。对此，怎样合理的设计地下室的外墙结构是值得我们思考的。 

一、对于地下室外墙的受力与荷载的简述 

（一）、由于在地下室结构的土压力作用主要是根据主动土压力还是静止土压力的方法计算在目前仍没有形成完全的统一，所以在不同的技术措施要求中，对其计算的方法也是不同的，但一般还是较倾向于应用静止土压力的计算方法。在通常情况下，由于地下室的墙板厚度会大于300mm，所以它的刚度则会较强，同时，在水外力的作用下，它的变形不大，是接近于静止的，所以它也符合于静止土压力的受力模型。但由于产生主动土压力的条件必须要达到密砂填土中其墙体的变形位移，从而达到变形位移的具体要求，然而在实际的工程当中，一般回填土都是应用了粘性土做夯实回填，它的压密系数是大于0.94左右，而静止土压力会大于主动土压力，所以它会存在很多不确定的因素，也就是如果应用静止土压力的方法有相当的储备能力，从而也确保了工程质量。 

 

（二）、在地下室外墙可以承受的荷载作用一般分分竖向荷载与水平荷载这两种。而竖向荷载主要包括在上部、楼盖的传重以及自重，而在水平荷载当中主要包括在侧向的土压力、地面活载、水压力以及人防等荷载作用。在水平荷载的作用下造成地下室外墙所产生的内力则会很小，而在具体的工程设计当中，其风荷载、竖向荷载等作用所引起的内力不会起到控制作用，而墙体的配筋一般是通过垂直墙面水平荷载作用下所产生的弯矩来确定的。在地下室的外墙受力结构和主体结构当中剪力墙的主要区别就是因为平面外的受力，所以，在地下室的外墙结构其受力的钢筋一般是在墙段处而不是端部，而对于主体结构剪力墙一般是通过平面内受力的。 

 

（三）、由于在地下室的外墙在受剪以及受弯计算的同时，荷载效应必须要根据所承载的能力极限，一般土和水压力所引起的效应主要是永久荷载的效应，而地面活荷载所产生的效应则是可变的荷载效应。如果考虑因可变荷载的效应进行控制组合时，土压力荷载的系数应当在1.2左右，如果应用永久荷载的效应进行控制组合时，荷载的系数应当在1.35左右。在计算地下室的外墙裂缝时，对于荷载效应必须要根据正常应用状态下的荷载效应的永久组合考虑。 

二、计算地下室外墙的公式 

由于外墙在承受水平的荷载以外，同时也承受着上部结构与地下室各层顶板荷载以及外墙自重等方面的竖向荷载。因此，严格的说，对于外墙必须要根据偏心受压构件从而计算配筋。然而，在具体的工程设计当中，由于竖向荷载所产生截面的应力会很小，同时为了方便计算，所以，只根据在墙板平面外的受弯从而计算配筋。如果竖向荷载出现极大时，可以分别根据轴心受压与受弯来计算墙体的配筋，再把二者叠加。 

三、简析外墙的结构受力 

对于地下室外墙计算的模式一般有两种，按照不同的支承情况通过四边支承或者是单向板作为考虑。 

（一）、一般在剪力墙的结构体系当中主要是通过四边支承板作为考虑计算。在剪力墙的结构当中，由于房间的开间一般并不大，所以这也决定了其地下室的外墙板跨同样不会很大，因此在应用这种计算方法时从而也就提供了一个实际的模型条件，可以通过将地下室的墙体作为四边支承板进行来计算，而在楼面的顶板与基础的底板再与外墙的垂直内墙可以进而作为其支承考虑。 

（二）、一般在框剪或者是框架结构的体系当中，可以根据双向板或者是单向板受力作为计算考虑。如果将地下室的墙体做单向板考虑计算时，在楼面的顶板与基础的底板可以作为支点，而两边则可以按照自由考虑。由于墙板的自身刚度会较大，所以与柱子刚度之间的差距不能太大，因此就不会考虑柱子对板块分割的作用。在判断支座的形式时，必须要根据具体情况进行分析，通常在顶板的位置，可以按照简支，而在底板的位置，如果底板是筏板，则墙体可以直接对其生根。而如果不是筏板时，只是独立的基础或者梁时，则外墙的刚度就不应不大，对此，比较适宜做简支考虑。应用在具体的工程当中，因边界的条件可能存在不明确的因素，所以在计算跨中弯矩以及端弯矩时，会在同一边界应用两种支承假设。 

 

四、对于主要的构造设计 

在做好理论设计的同时，也应做好结构设计，这也是作为在地下室的外墙设计当中最为重要条件之一。负责设计人员应根据结构主要的耐久性与构件工作的使用寿命等方面从而考虑所应用设计构造的主要方法措施。如果根据施工方便以及避免墙体发生裂缝的角度来考虑，则水平钢筋比较适宜设置于外侧，而竖向钢筋则设置于内侧，如果进行计算时必须要按照具体情况选用合理的竖向钢筋，其板厚必须是有效的高度。对此，也体现在几方面：（1）对于材料与截面必须要满足于相关的规范标准要求。（2）在窗井的位置计算简图一般都是三边连续一边自由，也可以通过水平多跨连续板进行计算。（3）对于混凝土的标号一般不能低于c25，可以在c25至c35之间。（4）由于地下室的外墙主要是双向双面配筋。所以竖向配筋必须要满足计算的要求，而对于每侧的配筋都不能低于受弯构件其最小的配筋率。一般在地下室的外墙主要是根据竖向的多跨板或者是单跨板进行计算的，而水平筋是根据构造的要求进行设置的，而同时也应考虑到，由于一些板格的水平筋会有很大的受力，对此，在控制裂缝的发展时，则配筋的面积是不能低于受力筋的面积1/3左右，必须要达到受弯构件配筋率的最小要求。（5）如果计算简图与实际情况基本相符时，则在外墙板就能应用等量值较大的配筋。其一般的做法就是要根据长筋的定量达到构造的要求，以短筋补足，对于应用这样的配筋则可以达到受力的要求，同时也比较经济。（6）如果地下室存在防水需求时，则地下室的外墙在抗渗等级方面必须要根据最大的水头以及墙厚之比进行确定。 

结论： 

总之，在地下室的外墙结构进行设计时，必须要根据上述因素做好综合的分析研究,从而达到构造以及计算的具体要求。然而，由于不同的实际工程情况有所区别,因此，在对地下室的外墙结构进行设计时,则必须要按照实际情况进行分析,从而达到设计经济合理、可靠安全,以便解决工程的具体需要，也确保了工程的质量。 

参考文献： 

[1]梁凡.浅析建筑地下室的外墙设计[j].民营科技.2011(1) 

[2]蔡舒.浅析地下室外墙计算和设计[j].价值工程,2011(15). 

[3]吴伟河.浅谈地下室建筑外墙设计分析[j].科技资讯.2009(7) 

[4]曾勇明.浅谈地下室外墙结构设计[j].科技资讯.2011(34) 

[5]王凯鹏.地下室外墙设计探讨[j].福建建设科技,2006(6). 

注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。