宮玉俠

（山西省晉城市晉煤集團(tuán)勘察設(shè)計(jì)院有限公司 山西晉城 048007）

1 引言

對(duì)于工業(yè)建筑而言，由于其內(nèi)所容納的生產(chǎn)設(shè)備體積大、數(shù)量多且設(shè)備連接緊密復(fù)雜，因此對(duì)空間布置靈活度及結(jié)構(gòu)性能要求較高，帶地下室框架結(jié)構(gòu)憑借其靈活的空間布局、良好的整體性在工業(yè)建筑中得到廣泛的應(yīng)用。此外由于工業(yè)建筑的特殊性，需設(shè)計(jì)成帶地下室的框架結(jié)構(gòu)來(lái)解決生產(chǎn)工藝的限制。采用PKPM軟件對(duì)帶地下室框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，模型建立、地下室外墻計(jì)算及配筋是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易出錯(cuò)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文將對(duì)此進(jìn)行重點(diǎn)研究。

2 模型建立

當(dāng)前設(shè)計(jì)人員對(duì)帶地下室框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模計(jì)算的方法分兩種：①在建模時(shí)不考慮地下室擋墻作用，將工程按框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模分析，地下室外墻單獨(dú)計(jì)算；②將地下室外墻建入框架中，將其與框架一起進(jìn)行建模分析計(jì)算。

地下室外墻主要充當(dāng)擋土墻的作用，由于其承受的平面外水平力較大，框架柱作為其支座也承受較大的側(cè)向壓力。軟件計(jì)算時(shí)，SATWE無(wú)法考慮外墻傳給框架柱的力，因此設(shè)計(jì)時(shí)可將外墻看做豎放的混凝土樓板，根據(jù)外墻長(zhǎng)寬比判斷其屬于單向板還是雙向板，并根據(jù)板的導(dǎo)荷方式將外墻傳給框架柱的水平力按照彎矩等效原則換算成均布荷載加到框架柱上。

當(dāng)采用第一種方法進(jìn)行建模時(shí)，若不輸入地下室外墻傳給框架柱的側(cè)向力，所得框架柱配筋偏小，若在建模時(shí)人為輸入地下室外墻傳給框架柱的側(cè)向力，則所得框架柱截面或配筋過(guò)大，造成不必要的浪費(fèi)。當(dāng)采用第二種方法建模時(shí)，模型分析結(jié)果顯示框架柱內(nèi)力趨近于零，所得框架柱配筋為構(gòu)造配筋，地下室外墻配筋與實(shí)際工程所需配筋相差較大，這種結(jié)果給工程帶來(lái)極大的安全隱患。

綜上所述，用普通建模方式無(wú)法準(zhǔn)確分析帶地下室框架結(jié)構(gòu)地面以下構(gòu)件的受力狀態(tài)，建議設(shè)計(jì)人員用PK計(jì)算地面以下框架柱的配筋，對(duì)地下室外墻采取手算的方式計(jì)算其配筋，用PK軟件計(jì)算時(shí)注意不能遺漏地下室外墻傳遞給框架柱的水平力。

3 地下室外墻計(jì)算

3.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖

框架結(jié)構(gòu)地下室外墻主要承受由上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的水平及豎向荷載、土壓力、水壓力、地面荷載及外墻自重。通常情況下在進(jìn)行外墻計(jì)算時(shí)，由于上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載及自重不起控制作用，墻體配筋主要由土壓力、水壓力及地面荷載控制，地下室外墻可按純彎構(gòu)件進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。

地下室外墻頂端受到樓板的約束，不產(chǎn)生側(cè)移，通常情況下外墻截面厚度比樓板厚度大，可將樓板看做外墻的簡(jiǎn)支端；地下室底部支座的簡(jiǎn)化方式根據(jù)基礎(chǔ)形式或基礎(chǔ)尺寸確定。當(dāng)基礎(chǔ)采用條形基礎(chǔ)加防水板或獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板時(shí)，基礎(chǔ)可作為外墻的簡(jiǎn)支端；當(dāng)基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)時(shí)，筏板厚度大于地下室外墻厚度時(shí)，基礎(chǔ)可作為外墻的固接端，否則將其作為外墻的簡(jiǎn)支端。

3.2 彎矩計(jì)算

計(jì)算土壓力及地面荷載對(duì)地下室外墻產(chǎn)生的側(cè)壓力時(shí)需用到靜止土壓力系數(shù)，設(shè)計(jì)人員常將其值取成0.5，這種做法是不可取的。靜止土壓力系數(shù)的取值和擋墻外側(cè)填土類型有關(guān)，當(dāng)土的類型為流塑、軟塑及可塑粘性土?xí)r，靜止土壓力大于零，因此應(yīng)該根據(jù)圖的類型確定其取值，具體可查閱相關(guān)表格。

地下室外墻彎矩計(jì)算時(shí)可先將外墻所受水平荷載進(jìn)行荷載組合，然后根據(jù)外墻所處工程環(huán)境按照兩端鉸接或者一端鉸接一端固定的模型查靜力手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算。

3.3 裂縫計(jì)算

對(duì)于工業(yè)建筑而言，地下室外墻配筋往往由裂縫控制，裂縫計(jì)算在此類工程設(shè)計(jì)中起著舉足輕重的作用。在進(jìn)行環(huán)境類別查詢時(shí)，有相當(dāng)一部分設(shè)計(jì)人員會(huì)考慮防水卷材的作用，由于防水卷材的有效使用年限遠(yuǎn)小于建筑的使用年限，且對(duì)于地下室而言防水卷材的更換難以實(shí)現(xiàn)，因此這種做法會(huì)使裂縫寬度限值增大，給工程安全帶來(lái)隱患。

4 地下室外墻配筋

框架結(jié)構(gòu)地下室外墻主要承擔(dān)作用于其平面外的水平荷載，一般情況下樓板及基礎(chǔ)作為外墻的主要支撐點(diǎn)，外墻主要由豎向鋼筋承擔(dān)水平力產(chǎn)生的彎矩，在設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)注意將豎向鋼筋布置在外側(cè)，水平鋼筋作為構(gòu)造筋布置在內(nèi)側(cè)；但是當(dāng)遇到地下室高度較大，框架柱作為外墻主要支撐點(diǎn)時(shí)，需將水平鋼筋布置在外側(cè)，豎向鋼筋布置在內(nèi)側(cè)。

不論采用何種鋼筋布置方式，地下室外墻的鋼筋在滿足計(jì)算要求外尚應(yīng)滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)受彎構(gòu)件的最小配筋率的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)建筑中常遇到帶地下室的框架結(jié)構(gòu)，由于采用常規(guī)軟件分析方法無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算地下室中構(gòu)件的配筋，給工程安全埋下隱患。本文從模型建立、地下室外墻計(jì)算及配筋三方面對(duì)此類結(jié)構(gòu)地面以下構(gòu)件計(jì)算方法加以介紹，為以后設(shè)計(jì)人員遇到類似工程提供參考。

[1]朱炳寅，婁宇，楊琦.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及案例分析[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[2]李國(guó)勝.多高層建筑基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.