地下室外墙建筑结构设计研究

毕文雄

摘 要：随着城市的快速发展，建筑物越来越多，为了合理利用空间，建筑物都有设计地下室及地下车库。文章介绍地下室外墙上的荷载及其组合，分析计算简图的选取问题，阐述普通地下室与人防地下室外墙设计区别，提出了外墙设计的注意事项。?

关键词：地下室；荷载；结构设计； 城市建设；措施

地下室的结构设计是一个综合性很强问题，涉及到的内容繁多而复杂，有些问题至今尚未得到很好的解决，如：地基与基础的相互作用问题、上部结构刚度对地基基础的影响等等。现代高层建筑由于地下工程庞大， 建设工程在地下的投资已经接近甚至超过了地上， 因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室结构设计的技术问题， 提高地下室结构设计的水平， 真正做到技术与经济同步、安全与适用协调。

一、地下室结构设计中的一些问题分析

1、地下室结构平面设计。地下室工程涉及的专业极为复杂，高层建筑的地下室结构设计，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定的长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝土外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长，依靠设置后浇带的方法难以解决，设计时可合理地调整平面，通过分割地下室，用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若采光井位置设计不当，也会影响地下室的结构稳定功能。

2、地下室外墙结构设计。

地下室的外墙是结构设计的重点，应按水、土压力验算外墙抗裂。在设计时应注意以下要求：一是荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重，水平荷载包括室外地面活载、侧向土压力、地下水侧向压力和人防等效静荷载。在实际工程设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋。二是地下室外墙截面设计时，土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时，砂土可取0.34～0.45，黏性土可取0.5～0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑，分项系数可取 1.2；水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑，分项系数宜取 1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时取 1.2，有利时取 1.0；抗爆等效静荷载分项系数取1.0。三是地下室外墙的配筋计算。实际设計时，配筋的计算，对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。四是地下室底板标高的设计。地下室底板标高变化处仅设 1根梁，梁宽甚至小于底板的厚度，梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置（如楼梯问）外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符

2建筑房屋结构设计对策

2.1设计建筑图纸应做到完善、详细

在建筑设计当中，图纸是重要的体现；在施工当中，图纸是重要的依据。在建筑结构设计师进行图纸的设计当中，需要严格的按照规范标准来完成，不能为了自己的轻松，而不标注或者是进行简单的标注。另外，对于结构设计当中的细微以及复杂之处，需要详细的进行重点的标注；当然，也不能够忽略的结构相对简单的地方。在整个设计当中，设计师需要树立严谨的工作态度，当图纸设计完工后，需要再一次的进行自我审核，查找其中可能存在的问题，避免不必要损失的出现，从而让图纸设计更加的科学、合理、详细。

2.2建筑基础选型需要具备科学性

建筑结构的选型受到了当地地质情况以及建筑外形设计的影响。因此，当提资图纸拿到之后，不能够盲目地开始进行建模计算，而需要考虑当地的实际地质以及建筑的外形。建模计算的盲目设计只存在工作量的增加以及建筑完工后出现问题这两个局面。而我们都不愿意看到这两种结果的出现，因此，就需要与其他相关专业的人员进行合理的商定，从而制定出具备可行性的建筑施工方案。而设计方案的科学、合理、正确，也能够取得良好的效果，从而将工作量降低。

2.3浇砼楼板质量的提高

改善混凝土的水灰比，能够解决浇砼楼板的裂缝问题。由于混凝土供应商为了便于运送混凝土以及让其保持可泵性，因此水灰比都相对较大。但是在实际使用当中，所需要的水灰比偏小，我们就可以加入一定量的石灰来提高水灰比。温差也可能导致浇砼楼板的裂缝出现。所以就需要在季节性温差较大的情况下做好保温措施，当裂缝出现之后需要立刻的进行补救。

2.4地下室外墙合理地设计

作为建筑物的根基所在，地下室外墙支撑了很重的质量。因此，不合理的地下室外墙设计就可能导致建筑物出现失稳的情况。在地下室外墙的设计当中，首先就需要注重建筑物整体的质量，并且还需要结合当地的地下水水位和当地地质。一般来说，较高的建筑物，其地下室外墙厚度不得小于250mm，并且所使用的混凝土的强度不能够过高，过高会导致裂缝的产生。

2.5设计规范需要严格的遵守

在如今建筑行业发展的形势之下，建筑商不能一味的追求最大化的经济效益，而需要按照规定，严格的遵守法律法规。作为建筑结构设计师，不仅需要认真的学习有关的结构设计规章制度，还需要遵守结构设计规范条文，将每一个设计细节进一步完善，从而将建筑结构设计逐渐的朝着法制化、规范化的方向快速的发展，并避免在建筑中发生安全隐患。

2.6建筑材料需要合理的进行安排、利用

在建筑结构设计当中，设计师不仅要考虑到各种材料的利用能够满足工作环境以及受力特点要求，还需要在材料选择符合要求的基础上，最大限度的降低材料损失，做到将每一个建筑构成材料充分的利用。另外，建筑结构设计师也需要设计出多种方案，然后在经过相互的对比优化，从中选出既合理又经济的设计方案。也只有如此，才能够确保建筑经济效益的最大化，也能够使建筑安全、质量得到保障。总之，作为建筑当中最重要的支撑，建筑结构占据了建筑过程当中的重要地位。在建筑行业快速发展的今天，建筑商以及建筑设计部门越来越多的关注建筑结构设计。对于建筑结构设计来说，是一项既全面又系统的工作，不仅需要满足一定的安全系数，也需要对建筑外观设计要求进行良好的协调。因此，作为建筑结构设计人员，需要具备严谨的工作态度、有着深厚的理论知识基础以及灵活的思维。当然，在今后的建筑结构设计当中，我们还会面临多种多样的新问题，我们需要依靠良好的工作态度以及理论基础知识来将其解决，从而确保建筑行业良好、快速地发展。