2.7构件设计的注意事项及处理措施
2.7.1地下室外墙设计时的注意事项
1. 确定作用于地下室外墙的荷载
（1）地下室外墙应根据实际情况考虑其荷载作用影响，一般竖向荷载有上部结构和地下室楼盖传来的荷载及本身自重；水平方向有室外地面活荷载，土和地下水等侧向压力、邻近建筑物、构筑物的侧压力影响。通常容易漏计考虑消防车道及过街楼部位活荷载的作用影响。有人防部分应考虑人防的等效静荷载，其取值应符合《人防规范》GB50038第4.3.14条规定且应注意5级人防时，当上部建筑物外墙为钢筋混凝土承重墙时，上部建筑物自重取全部重量，其他结构形式时只取其自重之半。
在实际工程中，地下室外墙的配筋主要由垂直于墙面的水平荷载（包括室外地面活荷载产生的侧压力、地基土的侧压力、地下水压力等）控制（见图2.7.1-1），近似按受弯构件设计。
1）在计算地下室外墙的荷载时，室外地面活荷载标准值不应低于10kN/㎡，如室外地面为行车通道，则应按有关标准的规定考虑行车荷载。
2）回填土的重度，可取为18kN/m³；地下水位以下回填土的浮重度，可取为11kN/m³；水的重度，可取为10kN/m³。
3）地下室外墙在垂直于墙平面的地基土侧压力作用下，通常不会发生整体侧移，土压力类似于静止土压力。对一般固结土工程上宜取静止土压力系数Ka=0.5来进行计算。当地下室施工采用护坡桩（或当基坑支护结构采用排桩或地下连续墙）时，静止土压力系数Ka 可以乘以折减系数0.7而取Ka=0.35。
图2.7.1-1中，q 1为室外地面活荷载产生的侧压力；q 2为地基土的侧压力；q 3为地下水位以下地基土的侧压力；q 4
为地下水产生的侧压力。
图2.7.1-1普通地下室外墙水平荷载及计算简图
2. 地下室外墙计算假定应与实际相符：
地下室外墙的设计应考虑到上部结构作用的影响；当地下室外墙为上部结构的落地剪力墙时，墙体的截面配筋应按压弯构件验算，不能只考虑室外荷载作用按纯受弯构件计算。
一般情况，外墙顶端与地下室顶板铰接，下端和地下室底板固接，地下室外墙可根据工程实际情况按单向板或双向板计算弯矩，也可考虑塑性内力重分布计算弯矩。当需按双向板设计时，外墙所设扶壁柱必须有足够的强度和刚度，扶壁柱布置应符合双向板受力要求，且应验算扶壁柱的承载力。扶壁柱宜向内凸出，向外凸出不利于防水处理。
地下室外墙按支承条件可能是单向板，也可能是双向板，在实际工程中要对这些板块逐一进行计算是相当麻烦的，一般情况下也没必要这么做。工程中常采用的实用方法如下：
1）视地下室楼板和基础底板为地下室外墙的支点，取1m 宽的外墙按以层高为计算跨度的单向板（单跨或多跨）来计算地下室外墙的弯矩配筋，计算简图见图2.7.1-2（a ）。
（1）单层地下室时，单向板的支承条件：上端简支、下端固定、两侧自由；
（2）多层地下室时，单向板的支承条件：上端简支、中间简支、下端固定、两侧自由。
2）当外墙与塔楼剪力墙连在一起或有较强的侧向支承，且外墙水平方向肋墙间距与层高之比l/h＜2.0时，可按双向板计算，计算简图见图2.7.1-2（b ）。
（1）单层地下室时，双向板的支承条件：上端简支、下端固定、两侧简支；
（2）多层地下室时，双向板的支承条件：上端简支、中间简支、下端固定、两侧简支。
3）当地下室外墙为采光井处的挡土墙时，由于上端没有楼板，取1m 宽的外墙按以层高为计算跨度的悬臂板（单跨或多跨）来计算地下室外墙的弯矩配筋：
（1）单层地下室时，悬臂板的支承条件：上端自由、下端固定、两侧自由；
（2
）多层地下室时，悬臂板的支承条件：上端自由、中间简支、下端固定、两侧自由。
（a）（b）
图2.7.1-2侧壁计算简图
一般情况，地下室外墙均应参与地下室的侧向刚度计算，仅当地下室顶板沿外墙开洞过大，地下室外墙距离上部主体结构很远（如超过40m ）才不考虑地下室外墙参与地下室的侧向刚度计算。按《抗规》第6.1.14条规定，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍。
3. 地下室外墙截面尺寸等设计应符合有关规定：
1）地下室外墙的截面尺寸和混凝土强度等级应根据荷载、受力情况、防水、抗渗、人防抗爆和有关规范的构造要求确定。《地基规范》第8.4.5条规定采用筏形基础时的地下室外墙厚度不应小于250mm ；《地下工程防水技术规范》GB50108第4.1.7条要求采用防水混凝土、结构厚度不应小于250mm ，且裂缝宽度不得大于0.2mm ，并不得贯通，迎水面钢筋保护侧厚度不应小于50mm 。《人防规范》GB50038规定，非全埋式人防部位抗力等级为6级时，其室外地面以上的混凝土外墙厚度应大于等于250mm ，而各抗力等级的临空墙最小防护厚度应满足第3.2.9条和第3.2.11条等有关条文规定。
2）地下室外墙的混凝土强度等级宜低不宜高（地下室底板、楼板及侧墙混凝土强度等级不应超过C40），混凝土强度等级过高，水泥用量大，易产生收缩裂缝，但高层建筑不应低于C30，多层建筑不应低于C25，并应符合相应环境类别的要求。当地下室有防水要求时，地下室外墙抗渗等级应由最大水头与墙厚之比确定，但在任何情况下都不应低于P6。
3）地下室外墙应能承受上部结构通过地下室楼面传来的水平力，图2.7.1-3中地下室一层的墙尚应按深受弯构件进行验算。当为上部结构的落地剪力墙时则尚应满足《抗震规范》
的有关要求。当上部结构嵌固于地下一层顶板时，地下一层的抗震等级同地上一层，而其他地下层可为3~4级。
如图2.7.1-3所示墙厚200及240mm 不符合要求，而且防水混凝土应为C30，受力钢筋保护层厚度迎水面应按《防水规范》规定，不应小于50mm 。考虑到地下二层外墙有外贴120mm 砖墙，地下二层外墙受力钢筋保护层厚度可取35mm
。
图2.7.1-3地下室外墙的错误做法
4. 地下室外墙的承载力及裂缝的验算与控制：
1）计算地下室外墙受弯及受剪承载力时：由可变荷载控制的基本组合，永久荷载（如土压力）的分项系数γG 取1.2；由永久荷载控制的基本组合，永久荷载（如土压力）的分项系数γG 取1.35；可变荷载的分项系数γQ 取1.4。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力。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。
2）无人防荷载组合时，地下室外墙应根据内外表面的裂缝宽度限值的要求进行裂缝验算与控制。计算地下室外墙裂缝时，取荷载的准永久组合值，水位不急剧变化的水压力一般可按永久荷载考虑，此时应注意，水压的准永久值系数应取1.0；迎水面钢筋的保护层厚度可取为30mm （《混凝土结构耐久性设计规范》-3.5.4）。关于防水混凝土裂缝宽度，一般钢筋混凝土工程都是以混凝土裂缝宽度0.2mm 进行设计，在地下工程中宽度小于0.2mm 的裂缝多数可以自行愈合，所以规定裂缝宽度不得大于0.2mm ，且不得贯通（《防水规范》-4.1.6）。
3）为控制超长地下室底板及侧墙大面积混凝土的裂缝，除设计要求的各项加强措施外，设计图纸上应要求在材料的选用上优先选用水化热低、收缩率低和抗裂性高的矿渣水泥，同时施工中应加强养护以减少混凝土的收缩开裂。当混凝土中掺加一定量的粉煤灰时，混凝土可采用60天或90天龄期强度。
5. 地下室外墙配筋注意事项：
1）地下室外墙应根据地下室的层数和隔墙间距等具体条件，按单跨或多跨单向板或双向板分析其内力。地下室外墙在基础处按固接，顶部一般情况可按铰接，当顶板沿外墙边缘开大洞时，则按自由端考虑，当外墙为上部结构的落地墙时可按固接考虑。多层地下室时，
因上下荷载差别大，可分段确定截面配筋。当只有一层地下室时，墙身不能满足上部柱子荷载扩散刚性角时，在基底反力作用下墙身应按深受弯构件验算外墙的水平配筋。地下室尚应注意满足结构抗震等级规定。
《高规》第12.2.5条：高层建筑地下室外墙设计应满足水土压力及地面荷载侧压作用下承载力要求，其竖向和水平分布钢筋应双层双向布置，间距不宜大于150mm ，配筋率不宜小于0.3%。
地下室超长时为了阻止裂缝，水平筋宜适当加大，上部没有剪力墙时，顶部宜附加2根不小于Φ20钢筋，底部由于基础底板配筋较大不必另附加水平钢筋，水平钢筋间距宜不大于150mm 。
2）内外皮钢筋之间应设梅花形拉结钢筋，间距一般为600mm ，有人防部位应为500mm 。
3）注明钢筋的接头位置及搭接要求。外侧竖筋宜在距楼板1/3~1/4层高处接头，内侧竖筋可在楼板处；外侧水平钢筋宜在柱（隔墙）中部接头；内侧水平筋宜在柱（隔墙）处接头。当外侧竖向构件伸入基础底板的竖向长度不满足锚固长度时，可沿水平方向弯折，弯折后的水平长度不应小于15d 。基础底板不外挑时，地下室外墙外侧竖向钢筋应与基础底板钢筋搭接连接。
4）北京地区外墙可按塑性内力重分布计算配筋，但裂缝宽度宜不大于0.2mm 。
5）地下室外墙水平钢筋与竖向钢筋的位置关系由设计人员确定。地下室外墙一般为平面外受弯构件，竖向钢筋设置在外侧，可充分利用截面有效高度，对受力有利；水平钢筋设置在外侧，可起到抵抗地下室外墙的温度收缩应力，对裂缝的控制有利。
6）在地下室楼层楼面大梁支承处，地下室的外墙宜设钢筋混凝土扶壁柱；当不宜设置扶壁柱时，宜设暗柱。
6. 窗井或汽车通道外墙设计的注意事项：
窗井或汽车通道外墙一般情况下按上端自由，下端与底板固接设计，设计中底板厚度不应小于外墙厚度；当底板与基础不同标高时，应对底板下土层提出处理要求采取有效措施，防止主体沉降引起窗井或车道混凝土开裂。严寒地区窗井底板应设防冻措施，当为单层地下室时冬季施工中尚应提醒施工单位采取措施防止室内沿外墙部位地基土受冻，造成底板或墙体开裂。
2.7构件设计的注意事项及处理措施
2.7.1地下室外墙设计时的注意事项
1. 确定作用于地下室外墙的荷载
（1）地下室外墙应根据实际情况考虑其荷载作用影响，一般竖向荷载有上部结构和地下室楼盖传来的荷载及本身自重；水平方向有室外地面活荷载，土和地下水等侧向压力、邻近建筑物、构筑物的侧压力影响。通常容易漏计考虑消防车道及过街楼部位活荷载的作用影响。有人防部分应考虑人防的等效静荷载，其取值应符合《人防规范》GB50038第4.3.14条规定且应注意5级人防时，当上部建筑物外墙为钢筋混凝土承重墙时，上部建筑物自重取全部重量，其他结构形式时只取其自重之半。
在实际工程中，地下室外墙的配筋主要由垂直于墙面的水平荷载（包括室外地面活荷载产生的侧压力、地基土的侧压力、地下水压力等）控制（见图2.7.1-1），近似按受弯构件设计。
1）在计算地下室外墙的荷载时，室外地面活荷载标准值不应低于10kN/㎡，如室外地面为行车通道，则应按有关标准的规定考虑行车荷载。
2）回填土的重度，可取为18kN/m³；地下水位以下回填土的浮重度，可取为11kN/m³；水的重度，可取为10kN/m³。
3）地下室外墙在垂直于墙平面的地基土侧压力作用下，通常不会发生整体侧移，土压力类似于静止土压力。对一般固结土工程上宜取静止土压力系数Ka=0.5来进行计算。当地下室施工采用护坡桩（或当基坑支护结构采用排桩或地下连续墙）时，静止土压力系数Ka 可以乘以折减系数0.7而取Ka=0.35。
图2.7.1-1中，q 1为室外地面活荷载产生的侧压力；q 2为地基土的侧压力；q 3为地下水位以下地基土的侧压力；q 4
为地下水产生的侧压力。
图2.7.1-1普通地下室外墙水平荷载及计算简图
2. 地下室外墙计算假定应与实际相符：
地下室外墙的设计应考虑到上部结构作用的影响；当地下室外墙为上部结构的落地剪力墙时，墙体的截面配筋应按压弯构件验算，不能只考虑室外荷载作用按纯受弯构件计算。
一般情况，外墙顶端与地下室顶板铰接，下端和地下室底板固接，地下室外墙可根据工程实际情况按单向板或双向板计算弯矩，也可考虑塑性内力重分布计算弯矩。当需按双向板设计时，外墙所设扶壁柱必须有足够的强度和刚度，扶壁柱布置应符合双向板受力要求，且应验算扶壁柱的承载力。扶壁柱宜向内凸出，向外凸出不利于防水处理。
地下室外墙按支承条件可能是单向板，也可能是双向板，在实际工程中要对这些板块逐一进行计算是相当麻烦的，一般情况下也没必要这么做。工程中常采用的实用方法如下：
1）视地下室楼板和基础底板为地下室外墙的支点，取1m 宽的外墙按以层高为计算跨度的单向板（单跨或多跨）来计算地下室外墙的弯矩配筋，计算简图见图2.7.1-2（a ）。
（1）单层地下室时，单向板的支承条件：上端简支、下端固定、两侧自由；
（2）多层地下室时，单向板的支承条件：上端简支、中间简支、下端固定、两侧自由。
2）当外墙与塔楼剪力墙连在一起或有较强的侧向支承，且外墙水平方向肋墙间距与层高之比l/h＜2.0时，可按双向板计算，计算简图见图2.7.1-2（b ）。
（1）单层地下室时，双向板的支承条件：上端简支、下端固定、两侧简支；
（2）多层地下室时，双向板的支承条件：上端简支、中间简支、下端固定、两侧简支。
3）当地下室外墙为采光井处的挡土墙时，由于上端没有楼板，取1m 宽的外墙按以层高为计算跨度的悬臂板（单跨或多跨）来计算地下室外墙的弯矩配筋：
（1）单层地下室时，悬臂板的支承条件：上端自由、下端固定、两侧自由；
（2
）多层地下室时，悬臂板的支承条件：上端自由、中间简支、下端固定、两侧自由。
（a）（b）
图2.7.1-2侧壁计算简图
一般情况，地下室外墙均应参与地下室的侧向刚度计算，仅当地下室顶板沿外墙开洞过大，地下室外墙距离上部主体结构很远（如超过40m ）才不考虑地下室外墙参与地下室的侧向刚度计算。按《抗规》第6.1.14条规定，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍。
3. 地下室外墙截面尺寸等设计应符合有关规定：
1）地下室外墙的截面尺寸和混凝土强度等级应根据荷载、受力情况、防水、抗渗、人防抗爆和有关规范的构造要求确定。《地基规范》第8.4.5条规定采用筏形基础时的地下室外墙厚度不应小于250mm ；《地下工程防水技术规范》GB50108第4.1.7条要求采用防水混凝土、结构厚度不应小于250mm ，且裂缝宽度不得大于0.2mm ，并不得贯通，迎水面钢筋保护侧厚度不应小于50mm 。《人防规范》GB50038规定，非全埋式人防部位抗力等级为6级时，其室外地面以上的混凝土外墙厚度应大于等于250mm ，而各抗力等级的临空墙最小防护厚度应满足第3.2.9条和第3.2.11条等有关条文规定。
2）地下室外墙的混凝土强度等级宜低不宜高（地下室底板、楼板及侧墙混凝土强度等级不应超过C40），混凝土强度等级过高，水泥用量大，易产生收缩裂缝，但高层建筑不应低于C30，多层建筑不应低于C25，并应符合相应环境类别的要求。当地下室有防水要求时，地下室外墙抗渗等级应由最大水头与墙厚之比确定，但在任何情况下都不应低于P6。
3）地下室外墙应能承受上部结构通过地下室楼面传来的水平力，图2.7.1-3中地下室一层的墙尚应按深受弯构件进行验算。当为上部结构的落地剪力墙时则尚应满足《抗震规范》
的有关要求。当上部结构嵌固于地下一层顶板时，地下一层的抗震等级同地上一层，而其他地下层可为3~4级。
如图2.7.1-3所示墙厚200及240mm 不符合要求，而且防水混凝土应为C30，受力钢筋保护层厚度迎水面应按《防水规范》规定，不应小于50mm 。考虑到地下二层外墙有外贴120mm 砖墙，地下二层外墙受力钢筋保护层厚度可取35mm
。
图2.7.1-3地下室外墙的错误做法
4. 地下室外墙的承载力及裂缝的验算与控制：
1）计算地下室外墙受弯及受剪承载力时：由可变荷载控制的基本组合，永久荷载（如土压力）的分项系数γG 取1.2；由永久荷载控制的基本组合，永久荷载（如土压力）的分项系数γG 取1.35；可变荷载的分项系数γQ 取1.4。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力。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。
2）无人防荷载组合时，地下室外墙应根据内外表面的裂缝宽度限值的要求进行裂缝验算与控制。计算地下室外墙裂缝时，取荷载的准永久组合值，水位不急剧变化的水压力一般可按永久荷载考虑，此时应注意，水压的准永久值系数应取1.0；迎水面钢筋的保护层厚度可取为30mm （《混凝土结构耐久性设计规范》-3.5.4）。关于防水混凝土裂缝宽度，一般钢筋混凝土工程都是以混凝土裂缝宽度0.2mm 进行设计，在地下工程中宽度小于0.2mm 的裂缝多数可以自行愈合，所以规定裂缝宽度不得大于0.2mm ，且不得贯通（《防水规范》-4.1.6）。
3）为控制超长地下室底板及侧墙大面积混凝土的裂缝，除设计要求的各项加强措施外，设计图纸上应要求在材料的选用上优先选用水化热低、收缩率低和抗裂性高的矿渣水泥，同时施工中应加强养护以减少混凝土的收缩开裂。当混凝土中掺加一定量的粉煤灰时，混凝土可采用60天或90天龄期强度。
5. 地下室外墙配筋注意事项：
1）地下室外墙应根据地下室的层数和隔墙间距等具体条件，按单跨或多跨单向板或双向板分析其内力。地下室外墙在基础处按固接，顶部一般情况可按铰接，当顶板沿外墙边缘开大洞时，则按自由端考虑，当外墙为上部结构的落地墙时可按固接考虑。多层地下室时，
因上下荷载差别大，可分段确定截面配筋。当只有一层地下室时，墙身不能满足上部柱子荷载扩散刚性角时，在基底反力作用下墙身应按深受弯构件验算外墙的水平配筋。地下室尚应注意满足结构抗震等级规定。
《高规》第12.2.5条：高层建筑地下室外墙设计应满足水土压力及地面荷载侧压作用下承载力要求，其竖向和水平分布钢筋应双层双向布置，间距不宜大于150mm ，配筋率不宜小于0.3%。
地下室超长时为了阻止裂缝，水平筋宜适当加大，上部没有剪力墙时，顶部宜附加2根不小于Φ20钢筋，底部由于基础底板配筋较大不必另附加水平钢筋，水平钢筋间距宜不大于150mm 。
2）内外皮钢筋之间应设梅花形拉结钢筋，间距一般为600mm ，有人防部位应为500mm 。
3）注明钢筋的接头位置及搭接要求。外侧竖筋宜在距楼板1/3~1/4层高处接头，内侧竖筋可在楼板处；外侧水平钢筋宜在柱（隔墙）中部接头；内侧水平筋宜在柱（隔墙）处接头。当外侧竖向构件伸入基础底板的竖向长度不满足锚固长度时，可沿水平方向弯折，弯折后的水平长度不应小于15d 。基础底板不外挑时，地下室外墙外侧竖向钢筋应与基础底板钢筋搭接连接。
4）北京地区外墙可按塑性内力重分布计算配筋，但裂缝宽度宜不大于0.2mm 。
5）地下室外墙水平钢筋与竖向钢筋的位置关系由设计人员确定。地下室外墙一般为平面外受弯构件，竖向钢筋设置在外侧，可充分利用截面有效高度，对受力有利；水平钢筋设置在外侧，可起到抵抗地下室外墙的温度收缩应力，对裂缝的控制有利。
6）在地下室楼层楼面大梁支承处，地下室的外墙宜设钢筋混凝土扶壁柱；当不宜设置扶壁柱时，宜设暗柱。
6. 窗井或汽车通道外墙设计的注意事项：
窗井或汽车通道外墙一般情况下按上端自由，下端与底板固接设计，设计中底板厚度不应小于外墙厚度；当底板与基础不同标高时，应对底板下土层提出处理要求采取有效措施，防止主体沉降引起窗井或车道混凝土开裂。严寒地区窗井底板应设防冻措施，当为单层地下室时冬季施工中尚应提醒施工单位采取措施防止室内沿外墙部位地基土受冻，造成底板或墙体开裂。