申请/专利权人：深圳市建筑设计研究总院有限公司

申请日：2019-01-17

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN109469104B

主分类号：E02D29/045

分类号：E02D29/045;E04B1/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.04.09#实质审查的生效;2019.03.15#公开

摘要：本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种地下室及其建筑。本实施例提供的地下室，包括外墙、壁柱、边跨框架梁和第一斜撑，壁柱设于外墙的内侧且与外墙固定连接，边跨框架梁垂直且固定连接于壁柱，第一斜撑位于外墙的内侧，且第一斜撑的一端固定连接于壁柱，另一端固定连接于边跨框架梁，以支撑壁柱和外墙。该发明通过在地下室的外墙壁柱与边跨框架梁之间设置第一斜撑有利于提高壁柱和外墙的刚度，提高地下室的结构的稳定性；外墙由竖向单方向受力变成竖向、水平两个方向受力，边跨框架梁跨度大幅减小，优化了外墙、边跨框架梁等构件的受力，从而缩减外墙和边跨框架梁的截面大小和配筋数量，综合造价降低，提高经济性。

主权项：1.一种地下室，其特征在于，包括外墙；壁柱，所述壁柱设于所述外墙的内侧且与所述外墙固定连接，其中，所述外墙的所述内侧为所述外墙朝向室内的一侧；边跨框架梁，所述边跨框架梁垂直且固定连接于所述壁柱；以及第一斜撑，所述第一斜撑位于所述外墙的所述内侧，且所述第一斜撑的一端固定连接于所述壁柱，所述第一斜撑的另一端固定连接于所述边跨框架梁，以支撑所述壁柱和所述外墙，所述第一斜撑为所述外墙、所述壁柱、所述边跨框架梁的跨中支座。

全文数据：地下室及其建筑技术领域本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种地下室及其建筑。背景技术建筑物地下室的顶板往往需覆一米以上的种植土，且地下室外墙一般还需承受土、水的压力。为应对这些压力，地下室也需要采用对应的结构。一方面，外墙上的壁柱只能支承框架梁，又因为顶板边跨框架梁的跨度一般较大，壁柱对边跨框架梁不足以形成固端约束，使得边跨框架梁的弯矩和剪力等内力都较大，这就导致边跨梁截面采用较大的截面并采用更多数量的配筋；另一方面，外墙上的壁柱截面不大，不足以作为外墙的支座，所以外墙上的壁柱不能承受外墙的水平荷载，室外的水平荷载全部由外墙承担，外墙按底板固端、上部简支，只考虑竖向受力的单向板来设计。在制造外墙时就需要较大的厚度，布置更多的竖向钢筋和水平构造钢筋。而钢筋的大量使用和墙体加厚均使得地下室的建造繁琐，且不够经济。发明内容本发明实施例公开了一种地下室及其建筑，不仅可以提高地下室的结构的稳定性与可靠性，还可以降低综合造价，提高经济性。为了实现上述目的，第一方面，本发明实施例公开了一种地下室，包括外墙、壁柱、边跨框架梁以及第一斜撑，所述壁柱设于所述外墙的内侧且与所述外墙固定连接，其中，所述外墙的所述内侧为所述外墙朝向室内的一侧，所述边跨框架梁垂直且固定连接于所述壁柱，所述第一斜撑位于所述外墙的所述内侧，且所述第一斜撑的一端固定连接于所述壁柱，所述第一斜撑的另一端固定连接于所述边跨框架梁，以支撑所述壁柱和所述外墙。作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述地下室还包括第二斜撑，所述第二斜撑的一端固定连接于所述壁柱，所述第二斜撑的另一端固定连接于所述地下室的底板，以支撑所述壁柱和所述外墙。作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述地下室为多层地下室，所述多层地下室包括负一层地下室和位于所述负一层地下室以下的剩余地下室，所述负一层地下室设有所述第一斜撑和所述第二斜撑，所述剩余地下室至少设有所述第一斜撑。作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述第一斜撑和所述第二斜撑的中轴线交于一点，作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，对于设有所述第二斜撑的所述地下室，设于同一层该所述地下室内的所述第一斜撑和所述第二斜撑的中轴线的交点位于所述壁柱的中轴线上。作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述地下室为多层地下室时，相邻两层地下室中，该所述相邻两层地下室的其中一层地下室位于另一所述地下室的上方，设于所述其中一层所述地下室的所述第二斜撑与所述另一层所述地下室的所述第一斜撑的中轴线的交点位于所述边跨框架梁的中轴线上。作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述边跨框架梁的跨度为L，所述第一斜撑与所述边跨框架梁的交点到所述边跨框架梁和所述壁柱的连接点的距离为c，L3≤c≤L2；所述壁柱的高度为H，所述边跨框架梁和所述壁柱的连接点到所述第一斜撑和所述壁柱的交点的距离为d，H2≤d≤2H3。作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述第一斜撑和所述第二斜撑的材质均为混凝土。作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述第一斜撑与所述壁柱以及所述边跨框架梁一体浇筑，所述第二斜撑与所述壁柱一体浇筑。第二方面，本发明还提供了一种建筑，包括如上述所述的一种地下室。本发明实施例提供的地下室及其建筑，通过在地下室的外墙壁柱与边跨框架梁之间设置第一斜撑，在壁柱和底板之间设置第二斜撑，一方面，有利于提高壁柱和外墙的刚度，使得壁柱可以作为外墙的支座，承受外墙传来的水平力，从而提高地下室的结构的稳定性与可靠性；另一方面，外墙由竖向单方向受力变成竖向、水平两个方向受力，边跨框架梁跨度大幅减小，优化了外墙、边跨框架梁等构件的受力，从而可以缩减外墙和边跨框架梁的截面大小和配筋数量，综合造价降低，提高经济性，且施工方便。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例一公开的地下室内设置第一斜撑和或第二斜撑的俯视图；图2是单层地下室的结构示意图；图3是两层地下室的结构示意图；图4是外墙为单向板和外墙为双向板的示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本发明实施例公开了一种地下室及其建筑，不仅可以提高地下室的结构的稳定性与可靠性，还可以降低综合造价，提高经济性。以下将结合附图进行详细描述。实施例一请一并参阅图1至图3，本实施例提供的一种地下室，包括外墙1、壁柱2、边跨框架梁3和第一斜撑4，壁柱2设于外墙1的内侧且与外墙1固定连接，其中，外墙1的内侧为外墙1朝向室内的一侧，边跨框架梁3垂直且固定连接于壁柱2，第一斜撑4位于外墙1的内侧，且第一斜撑4的一端固定连接于壁柱2，第一斜撑4的另一端固定连接于边跨框架梁3，以支撑壁柱2和外墙1。通过在地下室的外墙壁柱2与边跨框架梁3之间设置第一斜撑4，一方面，有利于提高壁柱2和外墙1的刚度，使得壁柱2可以作为外墙1的支座，承受外墙1传来的水平力，从而提高地下室的结构的稳定性与可靠性；另一方面，优化了外墙1、边跨框架梁3等构件的受力，从而可以缩减外墙1和边跨框架梁3的截面大小和配筋数量，综合造价降低，提高经济性，同时也方便施工。为了进一步增强地下室结构的稳定性，地下室还可以设置第二斜撑5，第二斜撑5的一端固定连接于壁柱2，第二斜撑5的另一端固定连接于地下室的底板6，以支撑壁柱2和外墙1。第二斜撑5的设置有利于进一步支撑壁柱2和外墙1，并承受外墙1传来的一部分的水平力，从而提高地下室结构的稳定性与可靠性。参阅图4a，图4a是外墙为单向板结构的示意图，由于建筑物地下室的顶板往往需覆盖一米以上的种植土，顶板上的荷载经由顶板传递给梁柱结构；地下室外墙1承受土、水等荷载，设于外墙1上的壁柱2因水平承载力不足，不能承受外墙1传递的水平荷载，只能承受梁结构传来的竖向力。所以外墙1一般都按底板6为固端、外墙1上部简支，只考虑竖向受力的单向板来设计。具体地，单向板是指仅在一个方向或主要在一个方向受弯的板。单向板在受力时因为作用点离长边近，所以是长边支撑，沿短边方向受力，即两边支撑；单向板只是把宽度方向的钢筋作为主筋计算，长度方向的钢筋是不计算其受力的。即在图4a中，外墙1沿着竖向方向受力，横向方向的钢筋认为不受力。这种设置方式容易导致外墙1受力不均匀且钢筋利用率降低，承载能力不强。参阅图4b，图4b是外墙为双向板结构的示意图，在本实施例中，在地下室的外墙1、壁柱2与边跨框架梁3之间设第一斜撑4，多层地下室时宜加设壁柱2与该层底板6之间的第二斜撑5，此第一斜撑4成为外墙1、壁柱2、边跨框架梁3的跨中支座，壁柱2和边跨框架梁3都增加了一跨，减小了计算跨度；因增加第一斜撑4，壁柱2刚度大幅增加，可以承受外墙1传来的水平力，成为了外墙1的水平向支座，外墙1由竖向受力的单向板变成竖向及水平受力的双向板。而双向板则是长短边同时受力，即四边支撑，可以把弯距分配给两个方向的钢筋，这样两个方向的钢筋都是主筋，节省了副筋。如此，外墙1的受力较为均匀且承载能力提高。对比可知，本实施例中通过增设第一斜撑4，使得外墙1的受力模式由单向板变成双向板，外墙1结构更坚固，受力更均匀，提高外墙1结构的稳定性；此外，第二斜撑5的设置有利于进一步支撑壁柱2和外墙1，并承受外墙1传来的一部分的水平力，从而进一步提高地下室结构的稳定性与可靠性。进一步地，地下室为多层地下室，多层地下室包括负一层地下室和位于负一层地下室以下的剩余地下室，负一层地下室设有第一斜撑4和第二斜撑5，剩余地下室至少设有第一斜撑4。具体地，参阅图2，当地下室为单层地下室，即地下室只包括负一层地下室，为了节约成本以及尽可能提高空间利用率，可以在该单层地下室内可以只设置第一斜撑4，但是，为了提高建筑的可靠性，提高结构的稳定性，也可以同时设置第一斜撑4和第二斜撑5。参阅图3，当地下室为多层地下室时，以两层地下室为例，该两层地下室包括负一层地下室和负二层地下室，在负一层地下室内需要设置第一斜撑4和第二斜撑5，负二层地下室内可以只设置第一斜撑4，也可以第一斜撑4和第二斜撑5均设置。同理，当地下室为三层地下室时，即地下室包括负一层地下室、负二层地下室和负三层地下室，在负一层地下室和负二层地下室内均需要设置第一斜撑4和第二斜撑5，负三层地下室内可以只设置第一斜撑4，也可以同时设置第一斜撑4和第二斜撑5。可以理解的是，在地下室为多层地下室时，考虑到节约成本，且减少第二斜撑5对空间的占用，并提高施工效率，最底层的地下室即最远离地面的一层可以只设置第一斜撑4，若是考虑到利用第二斜撑5来进一步提高对壁柱2和外墙1的支撑，也可以同时设置第一斜撑4和第二斜撑5；位于最底层地下室上方的若干地下室则需要同时设置第一斜撑4和第二斜撑5。如此设置，一方面是为了进一步提高壁柱2和外墙1的刚度，使得壁柱2可以作为外墙1的支座，承受外墙2传来的水平力，从而提高地下室的结构的稳定性与可靠性；另一方面，优化了外墙1、边跨框架梁3等构件的受力，从而可以缩减外墙1和边跨框架梁3的截面大小和配筋数量，综合造价降低，提高经济性。进一步地，为了优化第一斜撑4和第二斜撑5的受力，第一斜撑4和第二斜撑5的中轴线交于一点，对于设有第二斜撑的地下室，设于同一层该地下室内的第一斜撑4和第二斜撑5的中轴线的交点还位于壁柱2的中轴线上。此外，在多层地下室中，其中相邻两层地下室中的其中一层地下室位于另一地下室的上方，设于其中一层地下室的第二斜撑5与另一层地下室的第一斜撑4的中轴线的交点位于边跨框架梁的中轴线上。具体地，当地下室为单层地下室时，若该单层地下室同时设置第一斜撑4和第二斜撑5，则第一斜撑4和第二斜撑5的中轴线交于一点a，此点a也落在壁柱2的中轴线上，如此，第一斜撑4和第二斜撑5的中轴线在该点a重合，通过受力分析可知，第一斜撑4和第二斜撑5在竖直方向受到的力抵消，即第一斜撑4和第二斜撑5只分担外墙1传来的水平方向的力，有利于提高壁柱2和外墙1的刚度从而提高地下室的结构的稳定性与可靠性。如图3所示，当地下室为多层地下室时，以两层地下室为例，由上述可知，负一层地下室内需同时设置第一斜撑4和第二斜撑5，负二层地下室可仅设置第一斜撑4，位于负一层地下室的第一斜撑4和第二斜撑5的中轴线交于一点a，此点a也落在壁柱的中轴线上。同时，位于负一层地下室的第二斜撑5与负二层地下室的第一斜撑4的中轴线也相交于一点b，此点b落在负二层地下室的边跨框架梁3上。如此，可以优化第一斜撑4和第二斜撑5的受力，提高地下室的结构的稳定性与可靠性。同理，当地下室为三层时，由上述可知，负一层地下室和负二层地下室内需同时设置第一斜撑4和第二斜撑5，负三层地下室可以仅设置第一斜撑4，位于负一层地下室的第一斜撑4和第二斜撑5的中轴线交于一点，此点也落在壁柱2的中轴线上，负二层地下室的第一斜撑4和第二斜撑5的中轴线也交于一点，此点也落在壁柱2的中轴线上。同时，负一层地下室的第二斜撑5与负二层地下室的第一斜撑4的中轴线也相交于一点，此点落在负二层地下室的边跨框架梁3上，位于负二层地下室的第二斜撑5与负三层地下室的第一斜撑4的中轴线也相交于一点，此点落在负三层地下室的边跨框架梁3上。如此有利于提高壁柱2和外墙1的刚度，提高地下室的结构的稳定性与可靠性。由此可知，当地下室为多层地下室时，其中某一层地下室内的第二斜撑5中轴线和与该层地下室相邻且位于其下方的地下室内的第一斜撑4的中轴线相交于一点b，且该点b落在边跨框架梁3的轴线上，通过受力分析可知，采用上述方式，第一斜撑4和第二斜撑5在竖直方向受到的力抵消，有利于优化第一斜撑4和第二斜撑5的受力，进一步提高壁柱2和外墙1的刚度从而提高地下室的结构的稳定性与可靠性。如图2所示，进一步地，为了确保第一斜撑4和第二斜撑5在提高壁柱2和墙1的刚度的效果，需要限定第一斜撑4和第二斜撑5的空间位置在一个合理范围内。边跨框架梁3的跨度为L，第一斜撑4与边跨框架梁3的交点到边跨框架梁3和壁柱2的连接点的距离为c，L3≤c≤L2，比如c为L3、5L12、L2等。可以理解的是，L3≤c≤L2时外墙1、壁柱2等的受力更合理、经济，但是具体距离还是需要结合地下室的实际使用情况确定，在此不做严格限定。壁柱2的高度为H，边跨框架梁3和壁柱2的连接点到第一斜撑4和壁柱2的交点的距离为d，H2≤d≤2H3，比如d为H2、7H12、2H3等。可以理解的是，H2≤d≤2H3时外墙1、壁柱2等的受力更合理、经济，但是具体距离还是需要结合地下室的实际使用情况确定，在此不做严格限定。又因为第一斜撑4和第二斜撑5的中轴线交于一点，且第一斜撑4和第二斜撑5的中轴线的交点还位于壁柱2的中轴线和或边跨框架梁3的中轴线上，所以当第一斜撑4在空间的位置确定后，根据第二斜撑5和第一斜撑4的中轴线的交点，即可确定第二斜撑5的空间设置情况。如此，将第一斜撑4和第二斜撑5的空间位置限定在一个合理范围内，一方面使得壁柱2和外墙1的刚度的提高效果达到最优化，且壁柱2可以作为外墙1的支座，承受外墙1传来的水平力，从而提高地下室的结构的稳定性与可靠性；另一方面，有利于在一个最优范围内优化第一斜撑4和第二斜撑5的结构，同时提高对空间的合理利用率；此外，也可以给施工方提供一个标准，便于施工。在本实施例中，为了保证第一斜撑4和第二斜撑5的结构足够牢固，第一斜撑4和第二斜撑5的材质均为混凝土。为了提高施工效率，边跨框架梁3、外墙1、壁柱2、第一斜撑4以及第二斜撑5均一体浇筑成型。此外，在本实施例中，地下室一般作为车库或设备用房，增设的第一斜撑4和第二斜撑5基本不影响平面功能，顶板下的设备管线可在壁柱2和第一斜撑4之间通过，故增设第一斜撑4和或第二斜撑5的做法对建筑物的使用功能影响甚小。并且在地下室外墙1壁柱2与边跨框架梁3之间设置第一斜撑4以及在底板6和壁柱2之间设置第二斜撑5的施工仍采用常规的施工方法，即先支模后浇筑的方式，并没有增加施工难度，且结构受力合理，节省钢筋用量，降低综合造价。本发明实施例一提供的一种地下室，通过在地下室的外墙壁柱与边跨框架梁之间设置第一斜撑，在壁柱和底板之间设置第二斜撑，一方面，有利于提高壁柱和外墙的刚度，使得壁柱可以作为外墙的支座，承受外墙传来的水平力，从而提高地下室的结构的稳定性与可靠性；另一方面，第一斜撑和第二斜撑成为外墙壁柱、边跨框架梁的跨中支座，壁柱和边跨框架梁都增加了一跨，减小了计算跨度，有利于减小外墙、边跨框架梁等构件的内力，从而可以缩减外墙和边跨框架梁的截面大小和配筋数量，综合造价降低，提高经济性。实施例二本实施例二提供了一种建筑，包括如实施例一所述的一种地下室。其中，建筑可以为包括地下室的中、高层建筑，比如大厦、会馆等，也可以为包括地下室的较矮的民用建筑，比如别墅等。在本实施例中，通过采用在地下室内设置第一斜撑4和第二斜撑5，大大提高壁柱2和外墙1的刚度，使得壁柱2可以作为外墙1的支座，承受外墙1传来的水平力，从而提高地下室的结构的稳定性与可靠性，并进一步提高位于地下室上方的地面上层建筑的结构可靠性，提升建筑整体的结构稳定性。综上所述，本发明实施例提供的一种地下室及其建筑，通过在地下室的外墙壁柱与边跨框架梁之间设置第一斜撑，在壁柱和底板之间设置第二斜撑，一方面，有利于提高壁柱和外墙的刚度，使得壁柱可以作为外墙的支座，承受外墙传来的水平力，从而提高地下室的结构的稳定性与可靠性；另一方面，此第一斜撑以及第二斜撑成为外墙壁柱、边跨框架梁的跨中支座，壁柱和边跨框架梁都增加了一跨，减小了计算跨度，有利于减小外墙、边跨框架梁等构件的内力，从而可以缩减外墙和边跨框架梁的截面大小和配筋数量，综合造价降低，提高经济性，且施工方便。另外，也保证了位于地下室上方的地面上层建筑的结构可靠性，进而提升建筑整体的结构稳定性。以上对本发明实施例公开的一种地下室及其建筑进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的一种地下室及其建筑及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

权利要求：1.一种地下室，其特征在于，包括外墙；壁柱，所述壁柱设于所述外墙的内侧且与所述外墙固定连接，其中，所述外墙的所述内侧为所述外墙朝向室内的一侧；边跨框架梁，所述边跨框架梁垂直且固定连接于所述壁柱；以及第一斜撑，所述第一斜撑位于所述外墙的所述内侧，且所述第一斜撑的一端固定连接于所述壁柱，所述第一斜撑的另一端固定连接于所述边跨框架梁，以支撑所述壁柱和所述外墙。2.根据权利要求1所述的一种地下室，其特征在于，所述地下室还包括第二斜撑，所述第二斜撑的一端固定连接于所述壁柱，所述第二斜撑的另一端固定连接于所述地下室的底板，以支撑所述壁柱和所述外墙。3.根据权利要求2所述的一种地下室，其特征在于，所述地下室为多层地下室，所述多层地下室包括负一层地下室和位于所述负一层地下室以下的剩余地下室，所述负一层地下室设有所述第一斜撑和所述第二斜撑，所述剩余地下室至少设有所述第一斜撑。4.根据权利要求3所述的一种地下室，其特征在于，所述第一斜撑和所述第二斜撑的中轴线交于一点。5.根据权利要求2至4任一项所述的一种地下室，其特征在于，对于设有所述第二斜撑的所述地下室，设于同一层该所述地下室内的所述第一斜撑和所述第二斜撑的中轴线的交点位于所述壁柱的中轴线上。6.根据权利要求5所述的一种地下室，其特征在于，所述地下室为多层地下室时，相邻两层地下室中，该所述相邻两层地下室的其中一层地下室位于另一所述地下室的上方，设于所述其中一层所述地下室的所述第二斜撑与所述另一层所述地下室的所述第一斜撑的中轴线的交点位于所述边跨框架梁的中轴线上。7.根据权利要求1至4任一项所述的一种地下室，其特征在于，所述边跨框架梁的跨度为L，所述第一斜撑与所述边跨框架梁的交点到所述边跨框架梁和所述壁柱的连接点的距离为c，L3≤c≤L2；所述壁柱的高度为H，所述边跨框架梁和所述壁柱的连接点到所述第一斜撑和所述壁柱的交点的距离为d，H2≤d≤2H3。8.根据权利要求2至4任一项所述的一种地下室，其特征在于，所述第一斜撑和所述第二斜撑的材质均为混凝土。9.根据权利要求3或4所述的一种地下室，其特征在于，所述第一斜撑与所述壁柱以及所述边跨框架梁一体浇筑，所述第二斜撑与所述壁柱一体浇筑。10.一种建筑，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的一种地下室。

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