淺談地下室外墻的結構設計

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摘要：當前，由于城市建設在不斷的快速發(fā)展,建筑物在不斷的增多，而車輛也隨著大量的增加，對于車位的要求也越來越緊張，但土地量在減少,可利用的空間也在越來越少，所以，開發(fā)地下空間就已經(jīng)成為了主要的發(fā)展趨勢。然而，在建設地下室的過程當中,會存在很多問題，在這其中，由于地下室的外墻出現(xiàn)滲水從而導致地下室不能正常的使用, 而出現(xiàn)滲水的主要原因就是設計不當，以及沒有達到施工質(zhì)量的要求等因素造成的,而設計則是最為重要的一個環(huán)節(jié)，也是確保地下室質(zhì)量的基礎。因此，在對其進行設計時必須要充分考慮到各種因素的存在, 從而認真研究分析地下室外墻設計的要點。 

關鍵詞：地下室 ；外墻結構 ；設計  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  我國經(jīng)濟在隨著不斷的高速發(fā)展，城市建設也在大和的推進，對此，開發(fā)應用地下的空間已經(jīng)迫在眉睫,而對于地下室外墻的設計則是非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。然而，在設計過程當中，由于根據(jù)不同的設計管理所計算出的外墻的配筋以及厚度等方面是相差較大的,也是較為不合理的。對此，怎樣合理的設計地下室的外墻結構是值得我們思考的。  一、對于地下室外墻的受力與荷載的簡述  （一）、由于在地下室結構的土壓力作用主要是根據(jù)主動土壓力還是靜止土壓力的方法計算在目前仍沒有形成完全的統(tǒng)一，所以在不同的技術措施要求中，對其計算的方法也是不同的，但一般還是較傾向于應用靜止土壓力的計算方法。在通常情況下，由于地下室的墻板厚度會大于300mm，所以它的剛度則會較強，同時，在水外力的作用下，它的變形不大，是接近于靜止的，所以它也符合于靜止土壓力的受力模型。但由于產(chǎn)生主動土壓力的條件必須要達到密砂填土中其墻體的變形位移，從而達到變形位移的具體要求，然而在實際的工程當中，一般回填土都是應用了粘性土做夯實回填，它的壓密系數(shù)是大于0.94左右，而靜止土壓力會大于主動土壓力，所以它會存在很多不確定的因素，也就是如果應用靜止土壓力的方法有相當?shù)膬淠芰?，從而也確保了工程質(zhì)量。    （二）、在地下室外墻可以承受的荷載作用一般分分豎向荷載與水平荷載這兩種。而豎向荷載主要包括在上部、樓蓋的傳重以及自重，而在水平荷載當中主要包括在側(cè)向的土壓力、地面活載、水壓力以及人防等荷載作用。在水平荷載的作用下造成地下室外墻所產(chǎn)生的內(nèi)力則會很小，而在具體的工程設計當中，其風荷載、豎向荷載等作用所引起的內(nèi)力不會起到控制作用，而墻體的配筋一般是通過垂直墻面水平荷載作用下所產(chǎn)生的彎矩來確定的。在地下室的外墻受力結構和主體結構當中剪力墻的主要區(qū)別就是因為平面外的受力，所以，在地下室的外墻結構其受力的鋼筋一般是在墻段處而不是端部，而對于主體結構剪力墻一般是通過平面內(nèi)受力的。    （三）、由于在地下室的外墻在受剪以及受彎計算的同時，荷載效應必須要根據(jù)所承載的能力極限，一般土和水壓力所引起的效應主要是永久荷載的效應，而地面活荷載所產(chǎn)生的效應則是可變的荷載效應。如果考慮因可變荷載的效應進行控制組合時，土壓力荷載的系數(shù)應當在1.2左右，如果應用永久荷載的效應進行控制組合時，荷載的系數(shù)應當在1.35左右。在計算地下室的外墻裂縫時，對于荷載效應必須要根據(jù)正常應用狀態(tài)下的荷載效應的永久組合考慮。  二、計算地下室外墻的公式  由于外墻在承受水平的荷載以外，同時也承受著上部結構與地下室各層頂板荷載以及外墻自重等方面的豎向荷載。因此，嚴格的說，對于外墻必須要根據(jù)偏心受壓構件從而計算配筋。然而，在具體的工程設計當中，由于豎向荷載所產(chǎn)生截面的應力會很小，同時為了方便計算，所以，只根據(jù)在墻板平面外的受彎從而計算配筋。如果豎向荷載出現(xiàn)極大時，可以分別根據(jù)軸心受壓與受彎來計算墻體的配筋，再把二者疊加。  三、簡析外墻的結構受力  對于地下室外墻計算的模式一般有兩種，按照不同的支承情況通過四邊支承或者是單向板作為考慮。  （一）、一般在剪力墻的結構體系當中主要是通過四邊支承板作為考慮計算。在剪力墻的結構當中，由于房間的開間一般并不大，所以這也決定了其地下室的外墻板跨同樣不會很大，因此在應用這種計算方法時從而也就提供了一個實際的模型條件，可以通過將地下室的墻體作為四邊支承板進行來計算，而在樓面的頂板與基礎的底板再與外墻的垂直內(nèi)墻可以進而作為其支承考慮。  （二）、一般在框剪或者是框架結構的體系當中，可以根據(jù)雙向板或者是單向板受力作為計算考慮。如果將地下室的墻體做單向板考慮計算時，在樓面的頂板與基礎的底板可以作為支點，而兩邊則可以按照自由考慮。由于墻板的自身剛度會較大，所以與柱子剛度之間的差距不能太大，因此就不會考慮柱子對板塊分割的作用。在判斷支座的形式時，必須要根據(jù)具體情況進行分析，通常在頂板的位置，可以按照簡支，而在底板的位置，如果底板是筏板，則墻體可以直接對其生根。而如果不是筏板時，只是獨立的基礎或者梁時，則外墻的剛度就不應不大，對此，比較適宜做簡支考慮。應用在具體的工程當中，因邊界的條件可能存在不明確的因素，所以在計算跨中彎矩以及端彎矩時，會在同一邊界應用兩種支承假設。    四、對于主要的構造設計  在做好理論設計的同時，也應做好結構設計，這也是作為在地下室的外墻設計當中最為重要條件之一。負責設計人員應根據(jù)結構主要的耐久性與構件工作的使用壽命等方面從而考慮所應用設計構造的主要方法措施。如果根據(jù)施工方便以及避免墻體發(fā)生裂縫的角度來考慮，則水平鋼筋比較適宜設置于外側(cè)，而豎向鋼筋則設置于內(nèi)側(cè)，如果進行計算時必須要按照具體情況選用合理的豎向鋼筋，其板厚必須是有效的高度。對此，也體現(xiàn)在幾方面：（1）對于材料與截面必須要滿足于相關的規(guī)范標準要求。（2）在窗井的位置計算簡圖一般都是三邊連續(xù)一邊自由，也可以通過水平多跨連續(xù)板進行計算。（3）對于混凝土的標號一般不能低于c25，可以在c25至c35之間。（4）由于地下室的外墻主要是雙向雙面配筋。所以豎向配筋必須要滿足計算的要求，而對于每側(cè)的配筋都不能低于受彎構件其最小的配筋率。一般在地下室的外墻主要是根據(jù)豎向的多跨板或者是單跨板進行計算的，而水平筋是根據(jù)構造的要求進行設置的，而同時也應考慮到，由于一些板格的水平筋會有很大的受力，對此，在控制裂縫的發(fā)展時，則配筋的面積是不能低于受力筋的面積1/3左右，必須要達到受彎構件配筋率的最小要求。（5）如果計算簡圖與實際情況基本相符時，則在外墻板就能應用等量值較大的配筋。其一般的做法就是要根據(jù)長筋的定量達到構造的要求，以短筋補足，對于應用這樣的配筋則可以達到受力的要求，同時也比較經(jīng)濟。（6）如果地下室存在防水需求時，則地下室的外墻在抗?jié)B等級方面必須要根據(jù)最大的水頭以及墻厚之比進行確定。  結論：  總之，在地下室的外墻結構進行設計時，必須要根據(jù)上述因素做好綜合的分析研究,從而達到構造以及計算的具體要求。然而，由于不同的實際工程情況有所區(qū)別,因此，在對地下室的外墻結構進行設計時,則必須要按照實際情況進行分析,從而達到設計經(jīng)濟合理、可靠安全,以便解決工程的具體需要，也確保了工程的質(zhì)量。  參考文獻：  [1]梁凡.淺析建筑地下室的外墻設計[j].民營科技.2011(1)  [2]蔡舒.淺析地下室外墻計算和設計[j].價值工程,2011(15).  [3]吳偉河.淺談地下室建筑外墻設計分析[j].科技資訊.2009(7)  [4]曾勇明.淺談地下室外墻結構設計[j].科技資訊.2011(34)  [5]王凱鵬.地下室外墻設計探討[j].福建建設科技,2006(6).  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以pdf形式查看。