地下室侧壁分析与设计

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摘要：随着建筑技术和施工水平的发展，建筑变得越来越高。这就往往需要一个很强的根使建筑保持稳定。地基越挖越深，从经济和结构安全的方面考虑，地下室的应用随之就越来越广。本文将着重对地下室侧壁进行分析和设计方法进行探讨。

关键字：地下室 侧壁 设计

中图分类号：S611文献标识码： A

1 侧壁内力分析模型

1.1 边界条件

左图为地下室结构简图，右图为地下室受力弯矩图。

从地下室侧壁弯矩图可知：（1）地下室侧壁最下端简化为固端。这是由于：a、地下室底板往往比侧壁外伸800-1000mm,外伸端上面又有覆土。左侧土压力和右侧使用荷载相互平衡使得底板具有相当的稳定性。b、地下室底板的厚度往往比侧壁的厚度要大，侧壁左右端底板的刚度之和要比侧壁大许多，大约为侧壁刚度的2倍左右。因而地下室底板能对侧壁产生相当大的约束。（2）地下室侧壁的顶端简化为简支端。由于地下室顶板的厚度与侧壁相比要薄，刚度也要比侧壁小，因而不能对侧壁产生强约束。但事实上，顶端并非完全简支，但在设计中需要的是一个合理的结果，而并非精确的结果。所以此种简化方法是可行的。(3)地下室中间层简化为连续梁模型。

1.2 双向板模型

上图为立面图，下图为平面图。

由平面图易知，地下室侧壁每隔一定距离（大约为8～9m）设扶壁柱。这就使侧壁平面外的刚度得到提高。扶壁柱与上下楼板共同对侧壁形成约束，与双向板受力模式相似。

1.3 单向板模型

上图为立面图，下图为平面图。

在侧壁中不设扶壁柱而设暗柱，由力学知识可知，暗柱只能担高侧壁的承载力，而不能提高侧壁的刚度，因而会出现单向板的受力形态。

由于扶壁柱的设置往往会影响地下室的使用功能，所以单向板的受力模型使用的情况比较多。

2 侧壁所受荷载

荷载的确定，在设计中是最基本的，但也是最重要的。由力学知识易知，侧壁所受的荷载有：（1）重力荷载（2）土压力（3）水压力(4)土与侧壁的摩擦力。由于重力荷载和摩擦力为结构有利荷载，设计中往往不考虑,这也是基于偏安全的角度考虑的。对地下室侧壁来说，最重要的荷载是土压力和水压力。但是，用水土分算还是水土合算，一直是岩土工程界有争议的问题。在结构设计界往往将透水性好的砂土采用水土分算，透水性差的粘性土采用水土合算。由于水土分算的力要比水土合算计算的结果大，建议采用水土合分算，偏于安全。

土压力又分为主动土压力，被动土压力，静止土压力。设计中该如何采用，设计界也是存在争议的。《全国民用建筑工程设计技术措施》2.6.2规定，地下室侧壁承受的土压力宜静止土压力，该规定是偏于安全的。北京院技术措施中规定对于有支护桩土地下室侧壁土压力可按静止土压力X0.66考虑。李国胜书中规定土压力系数直接取0.3333,基本上接近主动土压力。

3 侧壁设计的几点建议

（1）按单向板设计侧壁，在外墙转角处应适当加强水平筋的配置，因为平面外相交的墙有支撑作用

（2）对于计算时不考虑支撑作用的较小扶壁柱，具体设计时建议人为加强配筋，因其还是具有一定的支撑作用。

（3）如侧壁不设基础，即侧壁直接支撑在底板上，就注意底板的强度校核，保证传力的连续，防止开裂。

（4）侧辟顶部暗梁设置，若沉降较小，可不设；若土基较差，沉降比较大，存在整体变曲作用时，建议设暗梁或在顶间构造性的配置一些粗钢筋。

（5）按单向板设计的侧壁，水平钢筋一般可按受力钢筋的最小配筋率配置，但当土下室较长时，建议适当提高水平筋的配筋率。

参考文献

[1] 建筑地基基础设计规范GB50007-2011. 北京：中国建筑工业出版社，2011

[2] 混凝土结构设计规范GB50010-2010. 北京：中国建筑工业出版社，2010

[3] 广州老庄结构院第16次讲座. 2010

[4] 朱炳寅. 建筑地基基础设计方法及实例分析. 北京：中国建筑工业出版社，2013

[5] 朱炳寅. 建筑结构设计问答及分析. 北京：中国建筑工业出版社，2013

[6] 全国民用建筑工程设计技术措施-结构（地基与基础）. 北京：中国建筑工业出版社，2009