1、地下室外墙的设计分析摘要：钢筋混凝土地下室是一般高层建筑的重要组成部分，地下室设计的合理与否，直接影响到高层建筑的正常使用及造价。本文根据国家的有关规范（规程） ，通过某实际工程，阐述了地下室外墙设计参数的确定，计算模型简化及选择的重要性以及外墙配筋面积控制的分析。 关键词：地下室外墙；荷载；计算模型；裂缝 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 0 前言 随着城市土地的日益紧张、寸土寸金，在这种形势下，地下空间的合理运用已经越来越受到建筑设计者的青睐与重视，因此，在高层，超高层以及复杂多层建筑结构的设计中，通常都伴随有地下室。本文结合实际工程对普通的以及特殊部位处的地下室外墙的设计
2、进行对比分析，以供工程设计参考。 1 工程概述 本工程为济南某高层办公建筑，地下两层，均为车库，层高均为3.5m。标准段主体结构类型为框架核心筒结构，地下建筑面积为16500m2。该地下结构埋深 1.2m，底板埋深 8.3m，基坑开挖深度为9.5m。 2 设计参数的确定 地下室外墙的混凝土强度等级宜低不宜高，混凝土强度等级过高，水泥用量大，易产生收缩裂缝，但根据混凝土结构设计规范第 3.4.2条规定环境类别为二 b 类最低混凝土强度等级为 C30，因此地下室外墙混凝土强度等级不宜低于 C30，不宜高于 C401。因此，本工程选用 C30混凝土。 为了满足抗渗要求，地下室外墙的厚度不应小于 25
3、0mm2，最终外墙厚度由结构计算确定，本工程采用 350mm。 由于地下室外墙一般由裂缝进行控制，从抗裂的角度，二级钢经济性优于三级钢3。从施工角度出发，上部结构中的三级钢使用较多，两者价格的差异也越来越小；从受力角度出发，三级钢的受力性能优势明显大于二级钢，故本工程地下室外墙的受力主筋选用三级钢。 钢筋保护层厚度对提高混凝土结构的耐久性及抗渗性能极其重要的作用。从本工程的实际情况出发，地下室外墙外侧的环境类别为二 b 类，因此地下室外墙外侧的混凝土保护层厚度不小于 25mm，本工程取为25mm；地下室外墙内侧的环境类别为二 a 类，因此地下室外墙外侧的混凝土保护层厚度为 20mm，本工程取为
4、 20mm。对于裂缝的控制，当地下室外墙采用柔性防水时，地下室外墙外侧混凝土外墙的最大裂缝一般可取为 0.3mm；当不考虑外观设计要求时，可放宽至 0.4mm 4。 地下室外墙荷载主要包括地下室外侧土压力、地下水压力和室外地面活荷载产生的侧压力。室外地面活荷载一般取 5kN/m2；地下室侧墙承受的土压力宜取静止土压力；地下水压力按照实际地质报告情况选取；土压力和水压力分项系数均为 1.25。 侧压力计算时一般采用水土分算和水土合算两种方法，水土合算时由于在计算过程中，水压力也与侧压力系数相乘，所以其计算值要小于水土分算时的计算结果。因此，地下室外墙建议采用水土分算的方法。 3 设计分析 3.1
5、 地下室顶板为嵌固端 通过设计参数的确定，得到该情况（a）下的结构设计简化模型，见图 1。通过地下室外墙的结构设计结果显示：地下二层配筋宜选用竖向筋C14100(外侧)，C12100(内侧)，水平筋 C12100，双层双向(竖向筋在外)布置，拉结筋 A6400，呈梅花形布置；地下一层配筋宜选用：竖向筋C12100(外侧)，C10100(内侧)，水平筋 C10100，双层双向(竖向筋在外)布置，拉结筋 A6600，呈梅花形布置。 图 1 结构设计简化模型(a) 图 2 结构设计简化模型(b) 图 3 结构设计简化模型(c) 3.2 地下室顶板为自由端 当地下室顶板局部为风井、采光井及全景天窗时，
6、地下室顶板在结构设计中易考虑为自由端，该情况（b）下的结构设计简化模型，见图2。通过地下室外墙的结构设计结果显示：地下二层配筋宜选用竖向筋C14100(外侧)，C12100(内侧)，水平筋 C12100，双层双向(竖向筋在外)布置，拉结筋 A6400，呈梅花形布置；地下一层配筋宜选用：竖向筋C12100(外侧)，C10100(内侧)，水平筋 C12100，双层双向(竖向筋在外)布置，拉结筋 A6400，呈梅花形布置。 3.3 地下室顶板为嵌固端（楼梯间处） 楼梯间处外墙的设计是一种特殊情况。首先，应考虑地下室顶板处楼层板的嵌固，可按照顶端固接简化；楼层间的楼层板连接较弱，可保守不作为考虑，该情
7、况（c）下的结构设计简化模型，见图 3。通过地下室外墙的结构设计结果显示：地下室外墙（楼梯间处）配筋宜选用竖向筋 C20100(外侧)，C18100(内侧)，水平筋 C20100，双层双向(水平筋在外)布置，拉结筋 A6400，呈梅花形布置。 4 结论 地下室外墙是地下室结构的重要组成构件。地下室外墙的设计更是一门综合性很强的课题。倘若要达到理想的安全性和经济性的要求，就必须从设计参数的确定、荷载的分析和结构模型的简化等几个方面均做好设计工作。根据具体情况具体分析考虑，除了应满足结构构件的承载力计算及构造要求之外，还应满足地下室外墙裂缝允许宽度对配筋的要求；而当外墙设计满足承载力计算及最小配筋率要求时，却不一定能满足最大裂缝宽度允许值的要求。外墙配筋面积往往由裂缝控制。 参考文献： 1 杨锋涛，田颖男地下室外墙设计建筑结构 2008 年第 25 卷第 6期 2 GB50108-2008 地下工程防水技术规范 中国建筑工业出版社 2008 3 蒋 宇 地下室外墙设计要点讨论浙江建筑 2011 年第 28 卷第 4期 4 结构（混凝土结构） 全国民用建筑工程设计技术措施中国建筑标准设计研究院 2009 5 姜学诗钢筋混凝土地下室外墙承载力配筋计算建筑结构.技术通讯 2007 年 1 月
