建筑工程中地下室结构设计及内力计算

地下室外墙计算在建筑结构设计中，地下室外墙的计算是一个至关重要的环节。

地下室外墙不仅要承受上部结构传来的竖向荷载，还要承受土压力、水压力等水平荷载，以及温度变化、混凝土收缩等因素产生的内力。

因此，准确计算地下室外墙的受力情况，对于保证地下室的安全性和稳定性具有重要意义。

一、地下室外墙的受力分析地下室外墙所受的力主要包括竖向荷载和水平荷载。

竖向荷载主要来自于上部结构的自重以及地下室顶板传来的荷载。

水平荷载则包括土压力、水压力、地面活荷载产生的侧压力等。

土压力是地下室外墙承受的主要水平荷载之一。

土压力的大小和分布与土体的性质、墙体的位移情况以及地下水位等因素有关。

一般来说，土压力可以分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种。

在地下室外墙的计算中，通常根据墙体的位移情况和工程实际情况来确定采用哪种土压力计算方法。

水压力也是地下室外墙不可忽视的荷载。

当地下水位高于地下室底板时，水压力会对地下室外墙产生作用。

水压力的大小取决于地下水位的高低和水的重度。

此外，地面活荷载产生的侧压力也会对地下室外墙产生一定的影响，尤其是在靠近地面的部位。

二、地下室外墙的计算模型在进行地下室外墙的计算时，需要建立合理的计算模型。

常见的计算模型有单向板模型和双向板模型。

单向板模型适用于地下室外墙长度较长、厚度相对较小的情况。

在这种模型中，地下室外墙可以视为承受竖向荷载和水平荷载的单向板，按照单向受弯构件进行计算。

双向板模型则适用于地下室外墙长度和宽度比较接近的情况。

此时，地下室外墙需要同时考虑两个方向的弯矩和剪力，按照双向板进行计算。

在实际工程中，应根据地下室外墙的具体尺寸和边界条件选择合适的计算模型，以确保计算结果的准确性。

三、地下室外墙的计算方法1、荷载计算首先，需要准确计算作用在地下室外墙上的各种荷载。

竖向荷载可以根据上部结构的传力途径和地下室顶板的荷载分布进行计算。

水平荷载中的土压力可以采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论进行计算，水压力则根据地下水位和水的重度进行计算。

地下室外墙计算在建筑结构设计中，地下室外墙的计算是一个至关重要的环节。

地下室外墙不仅要承受上部结构传来的竖向荷载，还要承受土压力、水压力以及地面活荷载等水平荷载的作用。

因此，准确地计算地下室外墙的内力和变形，对于保证地下室的安全性和正常使用具有重要意义。

地下室外墙所承受的荷载主要包括竖向荷载和水平荷载。

竖向荷载通常包括地下室顶板传来的恒载和活载，以及外墙自身的自重。

水平荷载则主要包括土压力、水压力和地面活荷载。

土压力的计算是地下室外墙设计中的一个关键问题。

土压力的大小和分布与土体的性质、墙体的位移模式以及地下水位等因素密切相关。

一般来说，土压力可以分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种。

在地下室外墙的计算中，通常采用静止土压力进行计算。

静止土压力的大小可以通过经验公式或理论公式来确定。

水压力的计算也是不可忽视的一部分。

如果地下水位高于地下室底板，外墙将受到水压力的作用。

水压力的大小等于水的重度乘以水头高度。

在实际计算中，需要考虑地下水位的变化以及防水措施的有效性等因素。

地面活荷载通常按照规范规定的取值进行计算，并根据实际情况考虑荷载的分布和作用方向。

在计算地下室外墙的内力时，需要根据墙体的支撑条件和受力特点选择合适的计算方法。

常见的计算方法有悬臂式、单跨简支式和多跨连续式等。

悬臂式地下室外墙通常用于地下室较浅且周边没有可靠支撑的情况。

在这种情况下，外墙可以看作是一端固定、一端自由的悬臂梁，其内力可以通过材料力学的方法进行计算。

单跨简支式地下室外墙适用于外墙两端有可靠支撑的情况。

此时，外墙可以看作是单跨简支梁，通过结构力学的方法可以计算出其内力。

多跨连续式地下室外墙在实际工程中较为常见。

这种情况下，需要考虑相邻跨之间的内力传递和变形协调，通常采用结构力学中的弯矩分配法或有限元方法进行计算。

除了内力计算，地下室外墙的裂缝控制也是设计中需要重点考虑的问题。

由于混凝土的抗拉强度较低，在较大的拉应力作用下容易产生裂缝。

地下室外墙(挡土墙)的计算1 计算方法1、1计算简图①根据墙板长边与短边支承长度的比例关系,地下室外墙(挡土墙)、窗井外墙按双向板或单向板计算。

②对单层或多层地下室外墙,当基础底板厚度不小于墙厚时,可按底边固结于基础、顶边铰接于地下室顶板的单跨或连续板计算。

当基础底板厚度小于墙厚时,底边按铰接计算。

窗井外墙顶边按自由计算。

墙板两侧根据实际情况按固结或铰接考虑。

③墙板的支承条件应符合实际受力状态,作为墙板支座的基础与内墙(或扶壁柱),其内力与变形应满足设计要求。

1、2计算荷载图一地下室外墙压力分布地下室外墙承受竖向荷载与水平荷载。

竖向荷载包括地下室外墙自重、上部建筑(结构构件与围护构件)竖向荷载、地下室各层楼板传递的竖向荷载。

水平荷载包括土压力(地下水位以下为土水混合压力)、地下水压力、室外地面活荷载引起的侧压力、人防外墙等效静荷载。

2计算中需注意的问题2.1《全国民用建筑工程设计技术措施/结构/地基与基础》(2009年版)[1]第5、8、11条与《北京市建筑设计技术细则-结构专业》(2005版)[2]第2、1、6条对室外地面活荷载,建议取5kN/m2(包括可能停放消防车的室外地面)。

该规定适用于有上部结构的地下室外墙,且当考虑消防车时消防车重不超过30吨。

其出发点就是行车道距离建筑物外墙总就是有一定距离的,即一般情况下汽车不可能紧贴上部建筑外墙行驶(《城市居住区规划设计规范》、《建筑设计防火规范》等对室外行车道距离建筑物外墙的距离有明确规定),消防车更不可能紧贴上部建筑外墙进行消防扑救(因消防云梯车在工作时受云梯高度与仰角的制约必须与建筑物外墙保持一定距离)。

但就是,对于没有上部结构的纯地下车库,或处于上部结构范围之外的地下室外墙,以及消防车重超过30吨的,笼统地按5kN/m2计算就是有问题的,应当根据车道与地下室外墙的位置关系、地下室顶板覆盖层厚度及其应力扩散角、车辆轮压按实际情况计算。

2.2文[1]第5、8、5条计算水压力时,当勘察报告提供了地下室外墙水压力分布时,按勘察报告计算;当勘察报告未提供时,可取历史最高水位与近3~5年的最高水位的平均值(水位高度包括上层滞水),水压力按静止压力直线分布计算。

地下室结构底板弯矩计算方法摘要：作为地下车库的结构底板，若采用梁板结构，由于梁凹槽的存在，开挖量增大，砖模量较多，工作量较大，施工也较为不方便，故目前绝大多数地下室底板结构采用平板结构，即桩承台（或天然基础）加平板结构，故其受力模型为无梁楼盖模式。

关键词：无梁楼盖；地下室底板；有限元1.无梁楼盖计算方法随着我国经济的迅猛发展，特别是住宅房地产的迅猛发展，高层住宅建筑加地下车库的建筑形式日益增多。

作为地下车库的结构底板，若采用梁板结构，由于梁凹槽的存在，开挖量增大，砖模量较多，工作量较大，施工也较为不方便，故目前绝大多数地下室底板结构采用平板结构，即桩承台（或天然基础）加平板结构，故其受力模型为无梁楼盖模式，即为板柱受力模式。

本文仅对采用弯矩分配法（即经验系数法）计算无梁楼盖的弯矩和采用盈建科软件用有限元方法计算无梁楼盖的弯矩的结果进行比较，不进行无梁楼盖板的冲切验算。

无梁楼盖在竖向均布荷载作用下的内力计算，当符合下列条件时可采用经验系数法[1]：（1）每个方向至少有三个连续跨；（2）任一区格内的长边与短板之比不大于2；（3）同一方向相邻跨度不相同时，大跨与小跨之比不大于1.2；（4）活荷载与恒荷载之比应不大于3。

x方向总弯矩设计值：2.计算实例某住宅小区位于广东省佛山市，地下车库采用两层混凝土框架结构，如图2.1.1和图2.1.2所示，柱网为7800mmX8100mm，两层地下室的层高均为3.550m；底板厚度为500mm，混凝土等级为C30，钢筋强度等级为HRB400，不考虑人防荷载的要求。

地下室底板面标高为-8.100m，顶板面标高为-1.000m。

抗浮设计水位为-0.700m，均为相对标高。

则设计抗拔水头为：h=-0.7-[-（8.1+0.5）]=7.9m2.2采用盈建科结构设计软件中基础模块进行有限元计算盈建科结构计算软件中基础模块有防水板设计一项，该项采用有限元计算方法。

如果在基础模块中将底板按防水板输入，则程序自动对防水板进行两步设计计算。

目录一工程概况................................................................................................................................ - 1 - 二工程地质条件........................................................................................................................ - 1 - 三支护方案选型........................................................................................................................ - 1 - 四地下连续墙结构设计............................................................................................................ - 2 -1 确定荷载，计算土压力：............................................................................................ -2 -γ，平均粘聚力c，平均内摩檫角ϕ..... - 2 -1.1计算○1○2○3○4○5○6层土的平均重度1.2 计算地下连续墙嵌固深度................................................................................... - 2 -1.3 主动土压力与水土总压力计算........................................................................... - 3 -2 地下连续墙稳定性验算................................................................................................ - 5 -2.1 抗隆起稳定性验算............................................................................................... - 5 -2.2基坑的抗渗流稳定性验算.................................................................................... - 6 -3 地下连续墙静力计算.................................................................................................... - 7 -3.1 山肩邦男法........................................................................................................... - 7 -3.2开挖计算................................................................................................................ - 9 -4 地下连续墙配筋.......................................................................................................... - 11 -4.1 配筋计算............................................................................................................. - 11 -4.2 截面承载力计算................................................................................................ - 12 - 参考文献.................................................................................................................................... - 12 -一工程概况拟建的钦州市妇幼保健医院住院大楼,项目地址位于钦州市安州大道与南珠东大街交叉路口东南侧。

地下室外墙计算(WQ2) 项目名称 构件编号 日 期 设 计 校 对 审 核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》 《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005), 本文简称《人防规范》

钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500 ----------------------------------------------------------------------- 1 基本资料 1.1 几何信息 地下室层数 1 地下室顶标高(m) 0.000

墙宽 L(m) 20.000 外地坪标高(m) 1.500

层高表 层 层高(m) 外墙厚(mm)

-1层 6.700 450

板边支撑条件表 板边 顶边 底边 侧边

支承方式 简支 固定 简支

1.2 荷载信息 土压力计算方法 静止土压力 静止土压力系数 0.500 水土侧压计算 水土分算 地下水压是否调整 ㄨ

地下水埋深(m) 1.000 土天然容重(kN/m3) 18.00 土饱和容重(kN/m3) 20.00

上部恒载-平时(kN/m) 20.00 上部活载-平时(kN/m) 10.00 上部恒载-战时(kN/m) --- 地面活载-平时(kPa) 10.00

1.3 配筋信息 砼强度等级 C40 配筋调整系数 1.0

钢筋级别 HRB400 竖向配筋方法 纯弯压弯取大 外纵筋保护层(mm) 30 竖向配筋方式 非对称

内纵筋保护层(mm) 20 裂缝限值(mm) 0.20 泊松比 0.20 裂缝控制配筋 √ 考虑p-δ效应 ㄨ

1.4 计算选项信息 竖向弯矩计算方法 连续梁

地下室外墙计算(一）(取1m宽计算，按0.2mm裂缝控制)1.依据规范《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2010）《建筑地基基础设计规范》（GB 50007--2011）地面超载取5.0kN/m 2时，按标准组合及裂缝控制计算配筋填土30.00-0.050-0.3005.00室外均布荷载q(kN/m 2)填土重度γ(kN/m 3)3.荷载计算地下室高度H(m)标高3.85地下水位标高(m)地下室顶板标高(m)室外地坪标高(m)水重度γw(kN/m3)-0.30018.0010.00填土有效内摩擦角φ'(º)h w =m h=m kN.m kN.m3.85-(-0.05+0.3)=0+(18-10)*3.6*0.5=4.内力计算地下室底板处回填土侧压力18*(3.6-3.6)*0.5=墙内侧 M 正=墙外侧 M 负=q 土2=q 土1+(γ-γw )h w K 0=经计算,混凝土墙弯矩标准值:0.502.500.0014.40(1)室外均布荷载kN/mkN/m q 堆=q.K 0=(2)静水压力(3)回填土侧压力q 水=γw h w =10*3.6=kN/m 3.85-(-0.05+0.3)=地下水位处回填土侧压力q 土1=γ(h-h w )K 0= 3.603.605*0.5=kN/m 36.00静止土压力系数K 0=1.0-Sinφ'= 1.0-Sin30º=22.8051.39mm 2mm 2mm 2mm 2混凝土标号荷载分项系数3000.211.05.配筋计算1539754受力筋保护层厚度C(mm)钢筋等级HRB40030混凝土墙外侧配筋:最小配筋率ρmin (%)混凝土墙内侧配筋:混凝土墙厚度(mm)40 1.50E+051.01.92.00E+05260有效受拉混凝土截面面积A te =0.5bh(mm 2)经计算:构造629构件受力特征系数αcr钢筋弹性模量E s (N/mm 2)1)基本参数取Φ14-100,实际面积取Φ12-150,实际面积6.抗裂验算受拉区纵筋相对粘结特性系数νi构造629混凝土墙有效厚度h 0(mm)14mm 214mm按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率N/mm 2d eq =d i /νi =14/1=受拉区纵筋的等效直径<0.2,实取>0.01,实取ρte =A s /A te =0.010********/(0.87*260*1539)=2.39147ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)0.01裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数σsk = M k /0.87h 0A s =受力筋保护层厚度c(mm)受拉区纵筋直径 di=mm, 受拉区纵向非预应力钢筋面积As=30混凝土轴心抗拉强度标准值f tk (N/mm2)按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度/(/)2)墙外侧抗裂验算1539/150000=按荷载效应的标准组合计算的受拉区纵筋应力1539 =1.1-0.65*2.39/(0.01*147)=0.040.2=mm 12mm 212mm按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率=mm =1.9*0.2*133/200000*(1.9*30+0.08*12/0.01)=1.1-0.65*2.39/(0.01*133)=0.005=1.9*0.2*147/200000*(1.9*30+0.08*14/0.01)3)墙内侧抗裂验算受拉区纵筋直径 di=mm, 受拉区纵向非预应力钢筋面积As=0.05σsk = M k /0.87h 0A s =754按荷载效应的标准组合计算的受拉区纵筋应力22804000/(0.87*260*754)=133N/mm 2裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)受拉区纵筋的等效直径d eq =d i /νi =12/1=ρte =A s /A te =754/150000=0.04<0.2mm,满足最大裂缝宽度要求。

地下室外墙（挡土墙）的计算1 计算方法1.1计算简图①根据墙板长边与短边支承长度的比例关系，地下室外墙（挡土墙）、窗井外墙按双向板或单向板计算。

②对单层或多层地下室外墙，当基础底板厚度不小于墙厚时，可按底边固结于基础、顶边铰接于地下室顶板的单跨或连续板计算。

当基础底板厚度小于墙厚时，底边按铰接计算。

窗井外墙顶边按自由计算。

墙板两侧根据实际情况按固结或铰接考虑。

③墙板的支承条件应符合实际受力状态，作为墙板支座的基础和内墙（或扶壁柱），其内力和变形应满足设计要求。

1.2计算荷载图一地下室外墙压力分布地下室外墙承受竖向荷载和水平荷载。

竖向荷载包括地下室外墙自重、上部建筑（结构构件和围护构件）竖向荷载、地下室各层楼板传递的竖向荷载。

水平荷载包括土压力（地下水位以下为土水混合压力）、地下水压力、室外地面活荷载引起的侧压力、人防外墙等效静荷载。

2计算中需注意的问题2.1《全国民用建筑工程设计技术措施/结构/地基与基础》（2009年版）[1]第5.8.11条和《北京市建筑设计技术细则-结构专业》（2005版）[2]第2.1.6条对室外地面活荷载，建议取5kN/m2（包括可能停放消防车的室外地面）。

该规定适用于有上部结构的地下室外墙，且当考虑消防车时消防车重不超过30吨。

其出发点是行车道距离建筑物外墙总是有一定距离的，即一般情况下汽车不可能紧贴上部建筑外墙行驶（《城市居住区规划设计规范》、《建筑设计防火规范》等对室外行车道距离建筑物外墙的距离有明确规定），消防车更不可能紧贴上部建筑外墙进行消防扑救（因消防云梯车在工作时受云梯高度和仰角的制约必须与建筑物外墙保持一定距离）。

但是，对于没有上部结构的纯地下车库，或处于上部结构范围之外的地下室外墙，以及消防车重超过30吨的，笼统地按5kN/m2计算是有问题的，应当根据车道与地下室外墙的位置关系、地下室顶板覆盖层厚度及其应力扩散角、车辆轮压按实际情况计算。

2.2文[1]第5.8.5条计算水压力时，当勘察报告提供了地下室外墙水压力分布时，按勘察报告计算；当勘察报告未提供时，可取历史最高水位和近3~5年的最高水位的平均值（水位高度包括上层滞水），水压力按静止压力直线分布计算。

地下工程结构第一章绪论1简述地下建筑结构的概念及形式：地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。

包括衬砌结构和内部结构两部分。

衬砌结构主要起承重和围护作用地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。

根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。

土层地下建筑结构分为①浅埋式结构②附建式结构③沉井（沉箱）结构④地下连续墙结构⑤盾构结构⑥沉管结构⑦其他如顶管和箱涵结构。

岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。

2.地下建筑结构的工程特点：①建筑结构替代了原来的地层（承载作用）②地层荷载随施工过程是发生变化的③地质条件影响地层荷载④地下水准结构设计影响大④设计考虑施工、使用的整个阶段⑤地层与结构共同的承载体系⑥地层的成拱效应。

3.地下建筑地上建筑结构地上建筑区别：计算理论设计和施工方法不同，地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂，因为地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。

第二章地下建筑结构的荷载1.地下建筑荷载分哪几类：按其存在的状态，可以分为静荷载（结构自重，岩土体压力）、动荷载（地震波，爆炸产生冲击）和活荷载（人群物件和设备重量，吊车荷载）、其他荷载。

2.土压力可分为几种形式？其大小关系如何？土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea、被动土压力Ep，则Ep>E0>Ea3.简述围岩压力的概念及影响因素：围岩压力就是指位于地下结构周围变形或破坏的岩层，作用在衬砌结构或支撑结构上的压力。

分为松散、膨胀、变形、冲击围岩压力。

影响围岩压力的因素很多，主要与岩体的结构、岩石的强度、地下水的作用、洞室的尺寸与形状、支护的类型和刚度、施工方法、洞室的埋置深度和支护时间等因素相关。

其中岩体稳定性的关键之一在于岩体结构面的类型和特征。

4.简述弹性抗力的基本概念？其值大小与哪些因素有关？地下建筑结构除承受主动荷载作用外（如围岩压力、结构自重等），还承受一种被动荷载，即地层的弹性抗力。

地下建筑结构地下建筑结构1.衬砌结构主要起承重和围护作用2.地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件、施工技术等因素确定。

3.地下结构的断面形式：矩形、梯形、多边形、直墙拱形、曲墙拱形、扁圆形、圆形。

地质较差时选圆形隧道，顶压大时用直墙拱形，大跨度时用扁圆形（仰拱式）4.地下建筑结构分为：浅埋式结构、附建式结构、沉井（沉箱）结构、地下连续墙结构、盾构结构、沉管结构、其他结构、5.岩石地下建筑结构形式主要包括：直墙拱形、圆形、曲墙拱形。

6.地下结构设计分为：初步设计和技术设计（包括施工图）两阶段。

7.技术细节的主要内容：1.计算荷载2.计算详图3.内容分析4.内力组合5.配筋设计6.绘制结构施工图7.材料、工程数量和工程财务预算。

8.荷载的种类按其存在的状态分：静荷载、动荷载、活荷载、其他荷载9.最不利荷载组合的几种情况：静载、静载与活载组合、静载与动载组合10.水土分算采用有效重度计算土压力，按静水压力计算水压力，然后两者相加；水土合算采用土的饱和重度计算总的水土压力11.影响围岩压力的因素：岩体的结构、岩体的强度、地下水的作用、洞室的尺寸与形状、支护的类型和刚度、施工方法、洞室的埋置深度、支护时间等12. f 是表征岩体属性的一个重要物理量，它决定岩体性质对压力拱高度的影响对松散体f =tanψ对粘性岩体f=tanψ+c/δ对岩性岩体f=0.01Rｃ13.温克尔假设：地层的弹性抗力与结构变位成正比14.结构可靠度指标В的物理意义：从均值到原点以标准差为度量单位的距离δｚ当β变小失效概率增大，当β变大失效概率减小15.浅埋式结构的形式：直墙拱形结构、矩形框架结构、梁板式结构16.沉箱（沉井）：不同形状的井筒或箱体，按边排土边下沉的方式使其沉入地下即沉井或沉箱17.承受核爆炸动载的结构不同于工业民用建筑结构的一个特点是结构允许出现一定的变形18.沉井的类型：按构造分为连续沉井和单独沉井；按平面形状分为圆形沉井、矩形沉井、方形沉井、多边形沉井19.沉井的组成部分：井壁（侧壁）、刃脚、内隔墙、封底和顶盖板、底梁和框架20.地下连续墙设计计算的主要内容包括：1.确定荷载，包括土压力和水压力等2.确定地下连续墙的入土深度3.槽壁稳定验算4.地下连续墙静力计算5.配筋计算、构件强度验算、裂缝开展验算、垂直接头计算21.连续墙的深度由入土深度决定连续墙入土比按地质条件不同取为0.7—1.0 连续墙的厚度根据连续墙不同阶段的受力大小、变形及裂缝控制要求决定22.地下连续墙与主体结构的结合方式：单一墙、重合墙、复合墙、分离墙23.地下连续墙的施工接头：1.直接连接构成接头2.使用接头管建成接头3.使用接头箱建成接头4.用隔板建成接头5.用预制构件建成接头24.混凝土管片的设计方法与要求：1.按照强度、变形、裂缝限制等要求进行验算2.确定衬砌结构几个工作阶段，提出各个工作阶段的荷载和安全质量指标要求，进行各个工作阶段和组合工作阶段的结构验算25.荷载的分类：基本荷载（地层应力、水压力、自重、上覆荷载的影响、地基抗力）、附加荷载（内部荷载、施工荷载、地震的影响）、特殊荷载（平行配置隧道的影响、接近施工的影响、其他）26.衬砌内力的计算方法：1.按自由变形的均质圆环计算内力2.考虑土壤介质侧向弹性抗力的圆环内力计算3.日本修正惯用法4.按多铰圆环计算圆环内力27.盾构法中接缝防水的基本要求：1.保持永久的弹性状态和具有足够的承压能力，使之适应隧道长期处于“蠕动”状态而产生的接缝张开和错动2.具有令人满意的弹性龄期和工作效能3.与混凝土构件具有一定的粘结力4.能适应地下水侵蚀28.沉管隧道的设计内容：总体几何设计、结构设计、通风设计、照明设计、内装设计、给排水设计、供电设计、运行管理施工设计等29.沉管结构类型：钢壳结构和钢筋混凝土沉管30.沉管管段内力计算在各不同阶段进行荷载组合的三种形式：1.基本组合2.基本组合+附加荷载3.基本荷载+偶然荷载31.沉管结构浮力设计的内容包括：干舷的选定和抗浮安全系数验算，其目的是最终确定沉管结构的高度和外廓尺寸32.顶管施工顶进力的包括：贯入阻力、摩擦阻力、管节自重产生的摩擦阻力课后思考题1,土压力可分为几种形式？其大小关系如何？答；静止土压力，主动土压力，被动土压力，被动.>静止>主动2简述围岩压力的概念及其影响因素答；围岩压力就是指位于地下结构周围变形或破坏的岩层，作用在衬砌结构或支撑结构上的压力影响因素：岩体结构，岩石强度，地下水的作用，硐室的尺寸和形状，支护的类型与强度，施工方法，硐室的埋置深度，支护时间3简述弹性抗力的基本概念？其值大小与那些因素有关？答：在靠边拱脚和边墙部位，结构产生向地层的变形，由于结构与岩体紧密接触，则岩土体将制止结构的变形，从而产生对结构的反作用，对这个反作用力习惯上称为弹性抗力其大小和分布规律决定于结构的变形和地层的物理力学性质4简述温克尔假定？答：地层的弹性抗力与结构变形成正比。

地下室结构顶板优化设计规定（2012年版）1. 结构电算参数取值:（1）混凝土容重（kN/m³）：框架结构，取25。

（2）地下室层数：取实际地下室层数。

（3）嵌固端所在层号：1（4）地下室楼板强制采用刚性楼板假定：是（5）刚性楼板假定：不勾选。

（6）墙梁跨中节点是否作为刚性楼板从节点：是（7）结构材料信息：钢筋混凝土结构。

（8）结构体系：应选“框架结构”。

（9）恒活荷载计算信息：一般情况下选择“施工模拟加载1”。

（10）风荷载计算信息：不计算风荷载。

（11）地震作用计算信息：计算水平地震作用。

（12）是否计算人防荷载：根据工程情况选择。

（有人防时应勾选）（13）修正后的基本风压：不计算风荷载时，该项不显示（建议在PMCAD中填入50年一遇的基本风压，尽管不起作用，以免打印结果中的默认值与工程所在地的基本风压不符，有的时候，施工图审查也会提）。

（14）设防地震分组，设防烈度，场地类别，混凝土框架、剪力墙抗震等级：依据工程情况填写。

（15）偶然偏心：不考虑。

（16）考虑双向地震：不考虑。

（17）计算振型个数：取 3 。

（18）周期折减系数：框架结构，取0.80。

（19）特征周期：一般为默认值；当地质勘察报告中提供的特征周期与规范中不一致时，按地质勘察报告中的特征周期输入(不能采用程序中的默认值)。

（20）按中震（或大震）设计：不考虑。

（21）斜交抗侧力构件方向附加地震数及相应角度：有斜交抗侧力构件的结构，当与主轴的相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用，程序允许最多5组多方向地震，附加地震数可在0-5之间取值，并填入相应的角度值，该角度是与X轴正方向的夹角，逆时针方向为正。

无斜交抗侧力构件的结构，该项附加地震数填为0。

当为圆、弧形平面或多边形时，可直接填入5组角度，分别为15、30、45、60、75度。

最不利地震方向：SATWE可以自动计算出最不利地震作用方向角，并在WZQ.OUT中输出，当方向角为±16～74度时，应在“斜交抗侧力构件方向”中输入相应角度并重新计算。

1.室外地面活荷载：一般可取10kN/m2，《全国民用建筑工程技术措施》结构篇P14 第7条荷载较小时也可取5.0kN/m22.土侧压力系数：（1）一般可取静止土压力系数0.5；（2）考虑到支座处可认为无侧向位移，为静止土压力，跨中部分随着侧向位移的增大，逐渐趋向于主动土压力，我院综合取0.4，（3）地下室施工采用护坡桩时可取0.33.3.覆土重度：以前习惯取18，现在习惯取20，也有的院取19.4.砼强度：宜取C30,有利于控制裂缝。

C等级越高，裂缝越不易控制。

5.外侧保护层：《全国民用建筑人防技术措施》3.6.2 注4上规定保护层厚度：“地下室外墙迎水面有外防水层取30”；《防水规范》规定取50是直接取用前苏联的规定，不适用于一般的地下室结构。

6.裂缝限值：有外防水时取0.3mm，无外防水时取0.2mm7.调幅系数：不宜调幅太大，最多0.9,建议0.95。

8.考虑室内填土的有利作用：当基础埋深低于室内地坪较深时（>2m时），可考虑室内填土的有利作用，此时，应要求回填时先回填室内后回填室外（此项作用不大）。

9.配筋：地下室外墙为控制收缩及温度裂缝，水平筋间距不应大于150，配筋率宜取0.4%~0.5%（内外两侧均计入），有扶壁柱处应另增设直径8mm短钢筋，长度为柱宽加两侧各800mm，间距150mm（在原有水平分布筋之间加此短筋）10.其他：（1）无上部结构柱相连的地下室外墙，支承顶板梁处不宜设扶壁柱，扶壁柱使得此处墙为变截面，易产生收缩裂缝，不设扶壁柱顶板梁在墙上按铰接考虑，此处墙无需设暗柱。

（2）地下室内外墙除了上部为框剪结构或外框架-内核心筒结构的剪力墙延伸者外，在楼层不需要设置暗梁，所有剪力墙在基础底板处均不需要设置暗梁。

（3）单层或多层地下室外墙，均可按单向板或连续单向板计算，最上层地下室楼层板处按铰支座，基础底板处按固端单向板或连续单向板（4）窗井外侧墙顶部敞开无顶板相连，其计算简图可根据窗井深度按三边连续一边自由，或水平多跨连续板计算，如按多跨连续板计算时，因为荷载上下差别大，可上下分段计算弯矩确定配筋。

地下室顶板的常⽤形式及荷载取值地下室顶板1.1地下室顶板结构布置的⼏种常⽤类型1，⼗字形双向板适⽤于双向跨度接近的⼩柱⽹结构。

2，井字形双向板适⽤于双向跨度接近的⼤柱⽹结构。

3，⼀道次梁式单向板适⽤于双向跨度差异较⼤的⼩柱⽹结构，次梁布置与⼤跨度向平⾏。

4，两道次梁式单向板适⽤于双向跨度差异较⼤的⼤柱⽹结构，次梁布置与⼤跨度向平⾏。

5，⽆梁楼盖板适⽤对建筑净空要求较⾼，且⾮上部结构塔楼嵌固端相关部位的地下室。

6，有主梁⽆次梁的厚板⼴泛适⽤于顶板有消防车道情况。

7，加腋⽆次梁厚板可降低梁⾼，但施⼯图模型繁琐，施⼯现场浇捣难度也较⼤，除⾮业主指定该种做法⼀般不主动采⽤。

以项⽬所在地的通俗做法为主。

1.2板厚取值1，250厚（有⼈防要求的按⼈防要求加厚）防⽔混凝⼟厚度要求。

2，⼩于250厚顶板建筑⼀般后有充分的防⽔措施，不⼀定要满⾜250厚，但需与审图事先沟通达成⼀致，避免后期返⼯。

①120厚，考虑到顶板对裂缝要求较⾼⾄少120厚，较多应⽤于“井字形双向板”和“两道次梁式单向板”。

②150厚，当120厚板配筋率较⾼或超配筋时加厚⾄150厚，较多应⽤于“⼗字形双向板”和“⼀道次梁式单向板”。

③160厚，上部有塔楼的地下室，塔楼嵌固部位在地下室顶板以下时，顶板厚最⼩160。

④180厚，上部有塔楼的地下室，塔楼嵌固部位在地下室顶板时，顶板厚最⼩180，且板配筋应双层双向，单向配筋率不⼩于0.25%（180厚板C10@150配筋率为0.29%⼀般也满⾜强度要求，⽤的较多。

配的节约点的也可C10@170，此时配筋率2.56%）。

1.3板顶恒荷载取值1，板⾃重钢筋混凝⼟容重按25KN/⽴⽅。

2，板底粉刷及悬挂的设备管线重⼀般按1KN/平⽅。

3，顶板建筑⾯层及覆⼟重⼀般种⼤树对覆⼟要求最薄900，覆⼟容重取值18~20 KN/⽴⽅。

4,注意抗浮和抗压取值不⼀样。

1.4板顶活荷载取值1，基本取值⽅法①板跨⼩于2⽶的单向楼盖及板跨⼩于3⽶X3⽶的双向楼盖客车：4.0 KN/平⽅消防车：35.0 KN/平⽅②双向楼盖（指板跨不⼩于6⽶X6⽶的有梁及⽆梁楼盖）。

1.室外地面活荷载：一般可取10kN/m2，荷载较小时也可取5.0kN/m22.土侧压力系数：(1)一般可取静止土压力系数0.5；(2)地下室施工采用护坡桩时可取0.33.3.覆土重度：一般取184.砼强度：宜取C30,有利于控制裂缝。

5.外侧保护层：《全国民用建筑人防技术措施》3.6.2 注4上规定保护层厚度：“地下室外墙迎水面有外防水层取30”；《防水规范》规定取50是直接取用前苏联的规定，不适用于一般的地下室结构。

6.裂缝限值：有外防水时取0.3mm，无外防水时取0.2mm7.调幅系数：不宜调幅太大，最多0.9,建议0.95。

8.考虑室内填土的有利作用：当基础埋深低于室内地坪较深时（>2m时），可考虑室内填土的有利作用，此时，应要求回填时先回填室内后回填室外（此项作用不大）。

9.配筋：地下室外墙为控制收缩及温度裂缝，水平筋间距不应大于150，配筋率宜取0.4%~0.5%（内外两侧均计入），有扶壁柱处应另增设直径8mm短钢筋，长度为柱宽加两侧各 800mm，间距150mm（在原有水平分布筋之间加此短筋）10.其他：（1）无上部结构柱相连的地下室外墙，支撑顶板梁处不宜设扶壁柱，扶壁柱使得此处墙为变截面，易产生收缩裂缝，不设扶壁柱顶板梁在墙上按铰接考虑，此处墙无需设暗柱。

（2）地下室内外墙除了上部为框剪结构或外框架-内核心筒结构的剪力墙延伸者外，在楼层不需要设置暗梁，所有剪力墙在基础底板处均不需要设置暗梁。

（3）单层或多层地下室外墙，均可按单向板或连续单向板计算，最上层地下室楼层板处按铰支座，基础底板处按固端（4）窗井外侧墙顶部敞开无顶板相连，其计算简图可根据窗井深度按三边连续一边自由，或水平多跨连续板计算，如按多跨连续板计算时，因为荷载上下差别大，可上下分段计算弯矩确定配筋。

（5）实际工程的地下室外墙截面设计中，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，通常不考虑竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算墙的配筋。

关于地下室外墙应如何计算1计算方法1.1计算简图（1）根据墙板长边与短边支承长度的比例关系,地下室外墙（挡土墙）、窗井外墙按双向板或单向板计算.（2）对单层或多层地下室外墙,当基础底板厚度不小于墙厚时,可按底边固结于基础、顶边铰接于地下室顶板的单跨或连续板计算；当基础底板厚度小于墙厚时,底边可按铰接计算或按弯矩平衡计算.不论采用何种计算简图,均应采用适宜的构造做法.窗井外墙顶边按自由计算.墙板两侧根据实际情况按固结或铰接考虑.（3）墙板的支承条件应符合实际受力状态,作为墙板支座的基础和内墙（或扶壁柱）,其内力和变形应满足设计要求.1.2计算荷载地下室外墙承受竖向荷载和水平荷载.竖向荷载包括地下室外墙自重、上部建筑（结构构件和围护构件）竖向荷载、地下室各层楼板传递的竖向荷载.水平荷载包括土压力（地下水位以下为土水混合压力）、地下水压力、室外地面活荷载引起的侧压力、人防外墙等效静荷载.2计算中需注意的问题(1)《全国民用建筑工程设计技术措施/结构/地基与基础》（2009年版）第5.8.11条和《北京市建筑设计技术细则-结构专业》（2005版）第2.1.6条对室外地面活荷载,均建议取5kN/m2（包括可能停放消防车的室外地面）.该规定对于有上部结构的地下室外墙是适用的,且当考虑消防车时消防车重不超过30吨.其出发点是行车道距离建筑物外墙是有一定距离的,即一般情况下汽车不可能紧贴上部建筑外墙行驶（《城市居住区规划设计规范》、《建筑设计防火规范》等对室外行车道距离建筑物外墙的距离有明确规定）,消防车更不可能紧贴上部建筑外墙进行消防扑救（因消防云梯车在工作时受云梯高度和仰角的制约必须与建筑物外墙保持一定距离）.对于没有上部结构的地下车库外墙,或处于上部结构范围之外的地下室外墙,以及消防车重超过30吨的,若笼统地按5kN/m2计算就可能因地面荷载取值偏小而引起结构安全问题.这时候应当根据车道与地下室外墙的位置关系、地下室顶板覆盖层厚度及其应力扩散角、车辆轮压分布按实际情况计算.(2)《全国民用建筑工程设计技术措施/结构/地基与基础》（2009年版）第5.8.5条计算水压力时,当勘察报告提供了地下室外墙水压力分布时,按勘察报告计算；当勘察报告未提供时,可取历史最高水位和近3~5年的最高水位的平均值（水位高度包括上层滞水）,水压力按静止压力直线分布计算.《北京市建筑设计技术细则-结构专业》（2005版）第3.1.8条则相对更为简化,要求验算地下室外墙承载力时,水位高度可按最近3~5年的最高水位（水位高度包括上层滞水）.当勘察报告缺少对地下水变化规律的描述,或勘察报告依据的场地标高与设计目标的差别可能影响设计结果时,应请勘察单位补充说明.如果勘察报告提供了抗浮设计水位,在计算地下室外墙承载力时应按抗浮设计水位计算.(3)计算地下室外墙土压力时,对采用大开挖方式施工的地下室,当没有护坡桩或连续墙支护时,地下室外墙土压力取静止土压力.《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》第9.3.2条的条文说明指出,静止土压力系数宜通过试验测定,当无试验条件时,对正常固结土,静止土压力系数可按表24估算.静止土压力系数K=1-sinφ（φ为土的内摩擦角）.当基坑支护采用护坡桩或连续墙时,除考虑支护结构和地下室外墙共同作用的情况外,地下室外墙土压力按静止土压力系数K乘以折减系数0.66计算（《全国民用建筑工程设计技术措施/结构/地基与基础》（2009年版）第5.8.11条,《北京市建筑设计技术细则-结构专业》（2005版）第2.1.16条）.例如,北京地区静止土压力系数K一般取0.5,乘以折减系数0.66后即为0.33.(4)计算地下水位以下土对地下室外墙的侧压力时,土的重度应取有效重度：有效重度=饱和重度-水重度（水的重度取10kN/m3）.注意,不能用天然重度减去水重度来计算有效重度,这是错误的概念.当勘查报告只提供了土的天然重度而没有提供饱和重度时,可根据报告提供的土粒比重（土粒相对密度）和孔隙比求出饱和重度,即：饱和重度=[(土粒比重-1)／(1+孔隙比)]×水重度,或根据勘察报告提供的其他参数计算有效重度,必要时应请勘察单位补充.有效重度一般在8～13kN/m3,北京地区一般第四纪土的有效重度可取11kN/m3.(5)《全国民用建筑工程设计技术措施/结构/地基与基础》（2009年版）第5.8.11条提出,配筋计算时,地下室外墙的侧向压力分项系数取1.3.这是指在完成荷载组合之后,对其荷载效应乘以该分项系数,适用于仅考虑水平荷载的情况.从受力状态上讲,地下室外墙属于压弯构件,同时存在水平荷载和竖向荷载.一般情况下,地下室外墙计算时可以忽略竖向荷载作用,是因为竖向荷载引起的效应在荷载效应组合中所占比例很低,对配筋结果的影响很小.但是对于地下室外墙上部有较大荷载的情况,例如地下室外墙与上部结构剪力墙相连的情况,当竖向荷载较大已经不可忽略时,仍应按恒、活荷载效应的比例确定具体分项系数,按压弯构件计算,并与按纯弯计算的结果比较,选较大值作为配筋设计的依据.(6)计算地下室外墙配筋时,如果考虑地下室外墙扶壁柱的支承作用,就必须考虑按外墙传递的荷载计算扶壁柱的内力和变形.当扶壁柱与上部结构框架柱相连时,扶壁柱的内力要考虑上部结构的整体作用.当上部结构的柱距较大时,可在地下室外墙加设扶壁柱,用以减小墙板的跨度,进而减小扶壁柱承担的水平荷载.当扶壁柱承担较大的上部结构传递的竖向荷载时,应按压弯构件计算.当扶壁柱承担的竖向荷载较小时,例如仅地下室设置的扶壁柱,可按底端固结、顶端连续的竖向单跨梁（或连续梁）计算.(7)对剪力墙结构的地下室挡土墙,应尽可能利用垂直于外墙方向的剪力墙作为外墙板的支座,按双向板计算配筋.对框架结构的地下室挡土墙,按竖向单向板计算配筋较为稳妥.挡土墙配筋可以采用通长钢筋+附加短筋（竖向、水平或两者兼有）的方式,而不必一律通长,可以节约钢材.对平面长度较大的窗井墙,可在其中部设置内隔墙作为窗井墙的支座,根据窗间墙长度确定工字形截面,按底部嵌固于基础、顶部铰接于地下室顶板的竖向梁计算其承载力和变形.图2设有内隔墙的窗井墙(8)根据一般民用建筑工程混凝土结构所处的环境类别,外墙外侧钢筋的混凝土保护层厚度取30mm已经足够,如无特殊需要,不必加厚.对《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）第4.1.7条的规定应慎重对待.设有防水层的人防外墙,混凝土保护层厚度取30mm.(2009年版全国民用建筑工程设计技术措施-防空地下室)(9)地下室外墙的厚度,当有防水要求时不小于250mm,具体厚度应根据计算确定.当为多层地下室时,其外墙可根据侧向压力、层高的大小,自下而上逐层减小墙厚,以节约混凝土和钢材.如果层高较大且室内有回填土及刚性地坪时,可以利用刚性地坪减小外墙的计算高度.此时,应要求施工时先回填室内,后回填室外,回填土的压实系数不应小于0.94.当有条件时,可在外墙根部设置加腋或地梁,用以减小外墙的计算高度.加腋或地梁的刚度应能约束外墙使之符合计算简图.当地下室外墙计算时确定底部为固结支座(即外墙固结于基础),侧壁底部与相连的基础底板应满足弯矩平衡条件,底板的抗弯能力不应小于侧壁.尤其对窗井外墙、地下车道外墙敞口段,车道侧壁等悬臂构件,要特别注意底板的抗弯能力不应小于侧壁底部.同时,对于地下室顶板开洞部位（如楼梯间、地下车道）,地下室外墙顶部没有楼板支撑,应注意计算模型的支座条件和配筋构造要与实际情况相符.(10)由于一般地下室外墙所受弯矩是底部最大,因此一般竖向钢筋置于外层,水平钢筋置于内层,使挡土墙在承受水平荷载时有效高度最大,抗弯能力最高.《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（现浇钢筋混凝土框架、剪力墙、梁、板）16G101-1》规定地下室外墙的水平筋在内层,但当设计有不同要求时,应按设计要求施工.需要注意的是,当大多数墙板的两侧弯矩相较于底端为大时,就应改变竖向钢筋和水平钢筋的内外位置,保障最大的有效高度.(11)地下室外墙的混凝土强度等级应尽量采用较低等级,以不超过C30为宜.因为混凝土强度等级越高,水泥用量越大,就越容易产生收缩裂缝.当地下室外墙（或扶壁柱）与上部结构剪力墙（或框架柱）相连时,若上部结构剪力墙（或框架柱）的混凝土强度等级高于地下室外墙的混凝土强度等级,应通过计算确定地下室外墙的混凝土强度等级,此时,不应简单地将地下室外墙的混凝土强度等级取与上部结构相同.混凝土强度等级的确定,尚应符合规范规定的环境类别.当地下室有防水要求时,根据相关规范,地下室外墙的抗渗等级应由最大水头与墙厚之比确定,且不应低于P6.3结论地下室外墙（挡土墙）既承担竖向荷载,亦承担水平荷载,经济、合理地设计地下室外墙,对结构安全、投资优化都会产生积极的影响.本文简单地讨论了地下室外墙（挡土墙）计算的相关问题,期待各位同行批评指正.。