普通鋼筋混凝土地下室外墻設計

1、普通鋼筋混凝土地下室外墻設計10-09-27 17:02:47 來源：58期刊網(wǎng) 瀏覽次數(shù)： 關(guān)鍵字：理工類論文摘要：地下室按其使用功能可分為普通、人防和平戰(zhàn)三類，本文結(jié)合實際工作經(jīng)歷，對城市建設中普通鋼筋混凝土地下室外墻設計中的一些問題進行了討論,提出了設計建議,可供工程設計參考。 關(guān)鍵詞：荷載取值、計算模型、配筋構(gòu)造、裂縫控制 目前城市建設中一般高層建筑都設有地下室，地下停車庫也越來越多，由于鋼筋混凝土地下室外墻（以下簡稱外墻）起擋土墻的作用，墻體厚度和墻體配筋要比一般剪力墻高，尤其在純地下室結(jié)構(gòu)中，外墻對造價的影響占有比較大的比重，因此，外墻設計有一定的現(xiàn)實意義。本人對鋼筋混凝土外墻的設

2、計作了一下梳理歸類,可供同行參考。 外墻設計為了滿足抗?jié)B要求，厚度一般不宜小于250mm，混凝土強度等級常用C25C30。一般情況下外墻都有防水要求，抗?jié)B等級應由給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50069-2002表3.0.3確定。 1.荷載：豎向荷載有上部及各層地下室頂板傳來的荷載和外墻自重；水平荷載有室外地坪活荷載、側(cè)向土壓力、地下水壓力、人防等效靜荷載以及可能的相鄰建筑物的附加荷載。 1.1室外地坪活荷載：一般民用建筑的室外地面（包括可能停放消防車的室外地面）活荷載可取5kN/m2。有特殊較重荷載時，按實際情況確定（北京市建筑設計技術(shù)細則（結(jié)構(gòu)專業(yè)）2.0.6，以下簡稱技術(shù)細則）。 地

3、面活荷載對外墻產(chǎn)生的壓力為沿墻高度方向的均布荷載Qx， Qx=qxK，qx為地面活荷載（對于地面活荷載，同樣應乘側(cè)壓力系數(shù)K，許多設計中計算不對。） 1.2水壓力：水位高度可按最近35年的最高水位確定，不包括上層滯水（技術(shù)細則3.1.8）。 1.3土壓力： 1.3.1.當?shù)叵率也捎么箝_挖方式，無護坡樁或連續(xù)墻支護時，外墻承受的土壓力宜取靜止土壓力，土壓力系數(shù)K0，對一般固結(jié)土可取K0=1-sin(為土的有效內(nèi)摩擦角)，一般情況可取0.5（技術(shù)細則2.0.16）。 1.3.2.當?shù)叵率沂┕げ捎米o坡樁或連續(xù)墻支護時，外墻土壓力計算中可以考慮基坑支護與外墻的共同作用，或按靜止土壓力乘以折減系數(shù)0.6

4、6近似計算，Ka=0.50.66=0.33，相當于主動土壓力（技術(shù)細則2.0.16）。 1.3.3.地下水位以下土的容重，可近似取11KN/m2（技術(shù)細則2.0.5）。 實際上，風荷載和地震區(qū)地面運動使土壓力超過靜態(tài)土壓力而有所增加，但其對外墻平面產(chǎn)生的內(nèi)力較小，可以不予考慮。荷載簡圖見圖一。 2.荷載分項系數(shù)取值：一般情況下地面活荷載相比側(cè)向恒載（土壓力或水壓力）較小，當由永久荷載效應控制的組合時，地面活荷載Q取1.4，側(cè)向恒載G均取1.35。當?shù)孛婊詈奢d較大，必要時應考慮可變荷載效應控制的組合。 3.計算簡圖： 3.1外墻按支承條件可能是單向板，也可能是雙向板，在實際工程中要對這些板塊逐一

5、進行計算是相當麻煩的，一般情況下也沒必要這么做。工程中通常情況下外墻底部與剛度很大的基礎底板或基礎梁相連，可認為是嵌固端；外墻頂部與樓層板相連，樓層板相對于外墻而言平面外剛度很小，對外墻的約束很弱。所以，外墻頂部應按鉸接考慮。地下室中間層也按連續(xù)鉸支座考慮(一般在樓層標高處擋土墻內(nèi)設置暗梁)。這樣，外墻就如同下端嵌固、中間和上端為鉸支的單跨或多跨（視地下室層數(shù)而定）連續(xù)梁。設計時可簡化為截面寬度為1米，高度為墻厚h的連續(xù)梁模型計算，墻厚h取值可參考全國民用建筑工程設計技術(shù)措施結(jié)構(gòu)分冊表5.3.20，一般為外墻高度的1/121/15，不宜小于250mm?？捎美碚ぞ呦滠浖嬎?。 3.2地下室無橫

6、墻但外墻上有附壁柱時，除非柱設計時考慮了外墻傳來的水平荷載，否則該柱不應作為外墻的支座，仍應按（1）考慮。 3.3有的工程基礎底板上有較厚的覆土，這時最下層外墻的計算高度應視該層地面做法而定。如為混凝土面層較厚的剛性地面，且在基坑肥槽回填之前完成地面做法，則外墻計算高度可算至地下室地坪。而實際施工順序往往是出地面后肥槽立即回填，而地下室地面在完成機電管線布置后才施工，相隔很長時間。這種情況下，外墻計算高度就應算至底板上皮。為了減小外墻計算高度，可在外墻根部與基礎底板交接處覆土厚度范圍內(nèi)設八字角，并配構(gòu)造鋼筋，作為外墻根部的加腋，加腋坡度可取1：1，這時外墻計算高度仍可算至地下室地坪。 4.墻配

7、筋計算：外墻除承受水平荷載外，還承受上部結(jié)構(gòu)及各層地下室頂板傳來的荷載和外墻自重等豎向荷載。所以，嚴格來講，外墻應按偏心受壓構(gòu)件計算配筋。但在實際工程設計中，考慮豎向荷載產(chǎn)生的截面應力很小，而且為了計算方便，僅按墻板平面外受彎計算配筋。彎矩簡圖見圖二。 5.外墻的配筋構(gòu)造要求：外墻應雙層雙向配筋。豎向配筋除滿足計算要求外，每側(cè)的配筋還不應小于受彎構(gòu)件的最小配筋率。由于外墻系按豎向單向的單跨板或多跨板計算，水平筋按構(gòu)造要求設置；考慮到有些板格水平筋受力較大，為控制裂縫開展，水平筋的配筋面積除不應小于相應受力筋面積的1/3外，也應滿足受彎構(gòu)件最小配筋率的要求。當外墻較長時，考慮混凝土收縮及溫度變化

8、的影響，還宜適當加大水平筋面積。外墻的配筋宜采用變形鋼筋（HRB335級或HRB400級），直徑不應小于10mm，間距不應大于200mm；內(nèi)外側(cè)鋼筋之間應設置直徑不小于6mm、間距不大于600mm呈梅花形布置的拉結(jié)筋。 6.外墻保護層厚度：按地下工程防水技術(shù)規(guī)范50108-2001-4.1.6條，“迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm?！保瑸閺娭菩詶l文，但實際操作有困難之處。一方面外墻截面有效厚度損失較大，另一方面外墻一般較厚，且拆模早，養(yǎng)護困難。施工單位為了避免開裂，往往在50mm厚保護層內(nèi)附加細鋼筋制成的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片，這樣由于與外墻受力筋間距很小，垂直澆搗混凝土會困難，而且又提高了工程造價

9、，因此，考慮外側(cè)為迎水面，外墻內(nèi)、外側(cè)環(huán)境類別應按混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范50010-2002區(qū)別對待。可按混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范執(zhí)行。 7.裂縫及控制方法：外墻混凝土易出現(xiàn)收縮，受到結(jié)構(gòu)本身和基坑邊壁等的約束，產(chǎn)生較大的拉應力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。外墻裂縫寬度應控制在0.2mm之內(nèi)，其配筋量往往由裂縫寬度驗算控制。地下室整體超長，應采取相應措施，防止裂縫開展。采取的主要措施：補償收縮混凝土，即在混凝土中滲入UEA、ZY等微膨脹劑。以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值大于或等于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。設置膨脹帶。由于混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會與混凝土的早期收縮變形完全補償，為了實現(xiàn)混凝土連

10、續(xù)澆注無縫施工而設置補償收縮混凝土帶，根據(jù)一些工程實踐，一般墻超過60m可設置膨脹加強帶。設置后澆帶。作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術(shù)措施，較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛任用。提高鋼筋混凝土的抗拉能力。混凝土應考慮增加抗變形鋼筋，對于側(cè)壁，增加水平溫度筋，在混凝土面層起強化作用。 8.外墻根部節(jié)點：若為筏板基礎，一般外墻厚度遠小于基礎筏板。筏板計算時在外墻端常按鉸支座考慮，外墻計算時在筏板端常按固端考慮，所以筏板上下鋼筋伸至外墻外側(cè)即可，端頭不必設彎鉤。外墻外側(cè)豎向鋼筋在筏板底部彎后直段長度滿足與筏板下筋搭接要求，即可形成對外墻的嵌固；若為墻下條形基礎，應要求基礎嵌入持力層基巖中，

11、也可形成對外墻的嵌固效應。 地下室按其使用功能可分為普通、人防和平戰(zhàn)三類，有的地下室或地下室的一部分還要按人民防空地下室設計規(guī)范GB500382005的要求設計成防空地下室。人防地下室外墻的設計步驟與普通地下室基本相同，不同之處主要體現(xiàn)為作用于地下室外墻的水平荷載、材料強度設計值取值、配筋構(gòu)造要求這三個方面，設計時可以查閱相關(guān)資料及規(guī)范執(zhí)行，在此不再贅述。 參考文獻 混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50010-2002.中國建筑工業(yè)出版社. 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001.中國建筑工業(yè)出版社. 地下工程防水技術(shù)規(guī)范50108-2001.中國建筑工業(yè)出版社. 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50069-2002.中國建筑工業(yè)出版社. 北京市建筑設計技術(shù)細則（結(jié)構(gòu)專業(yè)）.北京市建筑設計研究院. 姜學詩.鋼筋混凝土地下室外墻承載力配筋計算.建筑結(jié)構(gòu).技術(shù)通訊2007年1月混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50010-2002 第9.2.1 條規(guī)定，墻在二a 類環(huán)境的混凝土保護層厚度為20mm，而地下工程防水技術(shù)規(guī)范第4.1.6 條規(guī)定防水混凝土結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋保護層厚