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1、帶地下室高層建筑嵌固端的選擇與分析xx摘要：相同條件下的高層建筑，有地下室的震害相對小，地下室層數多的比層數少的震害輕，而高層建筑嵌固在地下室頂板最經濟合理；對于某些工程，因建筑空間要求及一些客觀原因，造成地下室頂板剛度等不滿足嵌固規定，無法作為上部結構的嵌固部位，只能將嵌固部位下移，由此提高工程的造價。關鍵詞：嵌固，地下室頂板，側向剛度一地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時：高層民用建筑設計防火規范GB50045-95中對地下室定義為房間地平面低于室外地平面的高度超過該房間凈高一半者。而在張維斌的多層及高層鋼筋混凝土結構設計釋疑及工程實例中，其認為帶地下室的高層建筑，宜將上部結構的嵌固端部位設2、在地下室頂板，此時地下室頂板標高與室外地坪的高差不能太大，一般應小于地下一層層高的。高規對嵌固端的要求是嵌固層與首層的側向剛度比不宜小于2。高層建筑筏形與箱形基礎技術規范JGJ6-2011(以下簡稱箱筏規范)規定對采用筏形基礎的單層或多層地下室以及采用箱形基礎的多層地下室，地下一層的側向剛度大于或等于首層側向剛度的1.5倍時，地下一層頂板可作為結構的嵌固層。按照嵌固要求的解釋，地下室頂板是否滿足嵌固條件的主要在于能否保證上部結構在地上一層墻、柱下端形成有效的塑性鉸，以保證上部結構的地震作用或者風荷載能夠通過基礎或者地下室傳遞到地基中去。因此，筆者認為地下室頂板作為上部結構的嵌固部位應滿足下列要3、求：1)地下室周圍均有土的良好約束。2)地下室頂板標高與室外地坪的高差不能太大，一般應小于地下一層層高的。3)地下一層與首層側向剛度比不宜小于2。注：按照箱筏規范筏形和箱形基礎的嵌固要求是地下一層與首層的側向剛度比1.5（部分單位不認可，按此要求時應與施工圖審查單位溝通）。抗規中又對地下室頂板作為上部結構的嵌固部位做出如下要求：1)地下室頂板應避免開設大洞口；地下室在地上結構相關范圍的頂板應采用現澆梁板結構，相關范圍（一般可從地上結構主樓、有裙房時含裙房周邊外延不大于20m）以外的地下室頂板宜采用現澆梁板結構；其樓板厚度不宜小于180mm，混凝土強度等級不宜小于C30，應采用雙層雙向配筋，且每4、層每個方向的配筋率不宜小于0.25%。2)結構地上一層的側向剛度，不宜大于相關范圍地下一層側向剛度的0.5倍；地下室周邊宜有與其頂板相連的抗震墻。3）地下室頂板對應于地上框架柱的梁柱節點除應滿足抗震計算要求外，尚應符合下列規定之一：地下一層柱截面每側縱向鋼筋不應小于地上一層柱對應縱向鋼筋的1.1倍，且地下一層柱上端和節點左右梁端實配的抗震受彎承載力之和應大于地上一層柱下端實配的抗震受彎承載力的1.3倍。地下一層梁剛度較大時，柱截面每側的縱向鋼筋面積應大于地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.1倍；同時梁端頂面和底面的縱向鋼筋面積均應比計算增大10%以上；4）地下一層抗震墻墻肢端部邊緣構件縱向鋼筋5、的截面面積，不應小于地上一層對應墻肢端部邊緣構件縱向鋼筋的截面面積。如此規定，以確保塑性鉸只能在上柱底部截面出現，以實配的抗震受彎承載力形式實現。對于地下室柱截面有條件加大的情況，可通過加大柱截面面積以實現地下柱每方向的實際受彎承載力不小于相應地上柱的1.1倍，同時地下柱的每側縱向鋼筋面積不宜小于地上柱。箱筏規范規定對大底盤整體筏形基礎，當地下室內、外墻與主體結構墻體之間的距離符合下表要求時，地下一層的結構側向剛度可計入該范圍內地下室內、外墻剛度，但此范圍內的側向剛度不能重復使用于相鄰塔樓。當地下一層的側向剛度小于與其相連的上部結構底層樓層側向剛度的1.5倍時，建筑物的嵌固部位可設在筏形基礎或6、箱形基礎的頂部，結構整體計算分析時宜考慮底層土和基側土的阻抗，可在地下室與周圍土層之間設置適當的彈簧和阻尼器來模擬。表1.地下室墻與主體結構墻之間的最大間距d非抗震設計d50m抗震設防烈度6度，7度d40m8度d30m9度d20m二地下室頂板不作為上部結構的嵌固部位時：對于某些工程，因建筑空間要求及一些客觀原因，造成地下室頂板剛度等不滿足嵌固規定，無法作為上部結構的嵌固部位。可依次驗算地下二層及以下各層對首層的樓層側向剛度比，當滿足2時，便可確定上部結構的嵌固部位。當地下二層滿足2時，地下二層頂板可做為上部結構的嵌固層，此時，還應滿足地下一層側向剛度不宜小于首層的側向剛度；箱筏規范規定地下室為7、單層箱形基礎時，箱形基礎的頂板可作為上部結構的嵌固部位。可以充分利用基礎的“無限剛”的假定，也為首層樓面的靈活選型創造條件。地下室作為抗爆級別較高的防空地下室時，其頂板通常具有作為結構嵌固端的剛度，因此可取其作為上部結構的嵌固端。三嵌固部位所在樓層不同對建筑結構的影響：計算嵌固端時采用地下室結構的樓層側向剛度指結構自身的剛度，在確定上部結構嵌固部位時，樓層側向剛度比的計算中不考慮土對地下室外墻的約束作用。實際上，回填土對地下室結構的約束大約為地下室結構自身剛度的35倍。因此地下室頂板對上部結構的嵌固作用是客觀存在的，無論地下室頂板是否作為上部結構的嵌固部位，結構設計中應考慮地下室頂板處的實際存8、在的嵌固作用，采取相應加強措施。高規中規定普通地下室頂板厚度不宜小于160mm（也是考慮施工堆載等）。抗震設計的高層建筑，當地下室頂層作為上部結構的嵌固端時，地下一層相關范圍的抗震等級應按上部結構采用，地下一層以下抗震構造措施的抗震等級可逐層降低一級；當結構計算嵌固端位于地下一層的底板或以下時，底部加強部位尚宜向下延伸到計算嵌固端。地下室頂板不作為上部結構的嵌固部位時，考慮地下室頂板的實際嵌固而做的結構加強措施及抗震構造措施的改變，造成結構造價的提高，影響工程的經濟性。四結語地下室頂板不作為上部結構的嵌固部位時，考慮地下室頂板的實際嵌固而做的結構加強措施及抗震構造措施的改變，造成結構造價的提高，影響工程的經濟性。因此，在條件允許下，應優先選擇地下室頂板作為上部結構的嵌固部位。 4 / 4