对《抗规》6.1.14条-地下室顶板作为上部结构的嵌固部位的理解
地下室顶板作为上部结构嵌固部位的探讨
地下室顶板作为上部结构嵌固部位的探讨发表时间：2018-12-02T12:10:26.267Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：沈华杰潘鹏[导读] 摘要：根据实践应用分析了解到，地下室结构底部嵌固部位可以说是一项较为复杂的问题，通过对地下室顶板作为上部结构嵌固部位的深入研究发现，其中存在较多隐患问题需及时提出合理性解决方案，便于为后期提供参考依据。
陕西省建筑设计研究院有限责任公司广东惠州 516000摘要：根据实践应用分析了解到，地下室结构底部嵌固部位可以说是一项较为复杂的问题，通过对地下室顶板作为上部结构嵌固部位的深入研究发现，其中存在较多隐患问题需及时提出合理性解决方案，便于为后期提供参考依据。
关键词：地下室顶板；上部结构；嵌固部位一般来说，高层建筑大多都携带着地下室，因此在开展结构分析工作前必须明确结构的嵌固部位，往往嵌固部位选择是否正确直接决定着建筑结构模型计算准确性，甚至与实际受力情况也有着必然联系。
要求相关工作人员能引起高度重视，准确找出作为上部结构嵌固部位实施存在的问题，提出可行性解决方案，避免对最终工程质量带来任何不利影响。
一、关于常见性结构嵌固方法的研究介绍（一）嵌固水平位移法该种方法主要是指将地下室上部结构看作是一个整体结构，在此基础上设置好嵌固端，进而得出较为准确的地下室作为上部结构刚度数据，通过计算得到的刚度数值明确上部结构嵌固位置。
借助嵌固水平位移法进行嵌固位置确定时，往往还存在着建筑楼层侧向刚度比等问题，具体可采用抗震规范、剪弯刚度及剪切刚度等计算手段，因不同方法代表含义不同，相应的最终计算结果也就存在较大差异。
其中提到的地震规范计算手段要求可借助剪切刚度展开地下室作为上部结构刚度评估工作，或者是对建筑楼层剪力和位移比值展开研究分析，确保充分满足标准要求后方可将地下室顶板处的水平位移位置看作是水平位移嵌固部位，确保工程施工得以高效实施[1]。
（二）弹簧刚度法在采用弹簧刚度法进行地下室顶板作为上部计算时，需将地下室和上部结构看作是一个整体列入到重点考虑范畴内。
《抗规》6.1.14条-地下室顶板作为上部结构的嵌固部位的理解
《抗规》6.1.14条-地下室顶板作为上部结构的嵌固部位的理解HiStruct新的抗震设计规范修订稿对于地下室顶板作为上部结构的嵌固部位进行了详细的规定，具体条件和说明如下：6.1.14 地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列要求：1 地下室顶板应避免开设大洞口,主楼应采用现浇梁板结构，裙房宜采用现浇梁板结构；其楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25％。
HiStruct注：实际设计中地面处经常遇到主裙楼楼板标高不一致有较大降板的情况，设计中各有各的做法，比如以1/3层高控制错位，规范应对此有具体规定比较合适。
2 结构地上一层的侧向刚度，不宜大于地下一层相关部位楼层侧向刚度的0.5 倍；地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。
HiStruct注：侧向刚度如何计算一直是个有争议的问题，特别对于剪切变形为主的结构和弯曲变形为主的结构，应该有区别的规定侧向刚度的计算方法。
3 地下一层柱截面每侧的纵向钢筋面积，除应满足计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍。
HiStruct注：钢结构和混合结构的大量应用，此条应明确是仅放大混凝土结构的配筋,还是柱的承载力需放大。
4 地下一层抗震墙墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积，不应少于地上一层对应墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积。
同第3点的注。
5 地下室顶板的梁柱不应先于地上一层的柱根屈服。
[条文说明]：1）本条文字表达略有调整。
地下室顶板的厚度“不宜”小于180mm，指柱网内设置次梁时，板厚可适当减小，例如，取150mm。
2）相关部位一般指按45°扩散范围且不超过15m。
3，4）为了能使地下室有效地传递地震基底剪力，地下室顶板必须具有足够的平面内刚度，因此，提出了设计要求：框架柱嵌固端屈服时、或剪力墙墙肢的嵌固端屈服时，地下一层对应的框架柱或剪力墙墙肢不应屈服。
上部结构嵌固部位的理解和运用
上部结构嵌固部位的理解和运用杨 卫 东( 晋城市建筑设计院，山西 晋城 048000)摘 要: 结合相关规范，通过四个代表性的案例对某高层建筑上部结构嵌固部位在多种情况下的确定方法进行了分析，以帮助设 计人员正确理解和灵活运用规范条文，确保结构设计的安全性、合理性、经济性。
关键词: 结构，刚度，地下室中图分类号: T U318文献标识码: A地下室顶板作为上部结构嵌固部位的条件，GB 50011-2010 建筑抗震设计规范第 6． 1． 14 条和《高层建筑混凝土结构技术规 程》第 5． 3． 7 条都有明确的规定，可以理解为地下一层的侧向刚 度( 只计算地下一层相关范围内的侧向刚度) 宜大于地上一层侧向刚度的两倍。
规范的规定简单明了，在具体工程项目的执行过 程中，却不易掌握。
下面就几种工程事例进行分析。
算地下一层侧向刚度大于地上一层侧向刚度的两倍，且地下二层 的侧向刚度不小于地下一层的侧向刚度。
此时把地下一层顶板 作为上部结构的嵌固部位是合理的，只需按规范要求进行楼板处 理，底部加强部位的高度，从地下室顶板算起即可，不需再向下延伸。
第二种情况，由于地下二层作为设备用房，地下室内部墙体无法增加，经计算地下一层侧向刚度小于地上一层侧向刚度的两倍，此时地下一层顶板无法作为上部结构的嵌固部位。
此时，问题出现了，一种观点把基础位置作为上部结构的嵌固部位，因为 地下两层的侧向刚度相同，均无法满足大于地上一层侧向刚度两 倍的要求，据此各层楼板均为普通楼板，底部加强区从室外地面算案例分析1) 某高层剪力墙结构建筑( 地下两层) ，各层层高均为 3 m ， 室内外高差 600 mm ，主楼地下室外墙为钢筋混凝土墙( 典型剖面见图 1) 。
第一种情况，地下室作为普通贮藏空间，增加墙体，经计1 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅参考文献: ［1］ 张 誉． 混凝土结构耐久性概论［M ］． 上海: 上海科学出版 社，2003． 吴 刚，安 琳，吕志涛． 碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗剪 加固的试验研究［J ］． 建筑结构，2000，30( 7) : 16-20． 李 扬，高 日，安广明，等． 碳纤维对混凝土梁抗剪加固的 实验及理论研究［J ］． 北方交通大学学报，2003，27 ( 4) : 57- 61．陈小兵，颜子涵． 采用外部粘贴 F ＲP 加固混凝土梁抗剪强度 的设计计算［J ］． 工业建筑，2001，31( 4) : 19-22．周英武，王苏岩，李宏男． CF ＲP 加固高强钢筋混凝土梁抗剪 承载力计算［J ］． 大连理工大学学报，2009，49( 2) : 239-245．陈凤山． 海洋环境下钢筋混凝土结构 CF ＲP 加固研究［D ］．大连: 大连理工大学，2007． 李苏苏． 碳纤维增强复合材料基本力学性能及其加固钢筋混凝土腐蚀梁抗剪性能的试验研究［D ］． 大连: 大连理工大 学，2006．［2］［3］ε/με［4］ 图 10 L1-1 碳纤维布荷载—应变图结语1) 本试验研究表明，采用外部粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁后的开裂荷载和受剪承载力都有显著的提高，但受剪承载力提 高的幅度更为明显。
地下室顶板为嵌固端的判别 标准
地下室顶板为嵌固端的判别标准（1）地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列要求（《抗规》 6.1.14）：1.1地下室顶板应避免开设大洞口；地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构，相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构；其楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25％。
（2） 结构地上一层的侧向刚度，不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍；地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。
（3 ）地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点除应满足抗震计算要求外，尚应符合下列规定之一：3.1)地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍，且地下一层柱上端和节点左右梁端实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍。
3.2)地下一层梁刚度较大时，柱截面每侧的纵向钢筋面积应大于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍；同时梁端顶面和底面的纵向钢筋面积均应比计算增大10％以上；（4）4.1 地下一层抗震墙墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积，不应少于地上一层对应墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积。
4.2.地下室顶板与室外地面的高差小于地下室层高的1/3，且不大于1.0m.4.3若由于地下室大部分顶板标高降低较多、开大洞、地下室顶板标高与室外地坪的高差大于本层层高的1/3或地下1层为车库（墙体较少）等原因，不能满足地下室顶板作为结构嵌固部位的要求时”[重要提示]以上4.2；4.3条地下室顶板与室外地面的高差是否小于地下室层高的1/3是能否作嵌固的标准之一。
楼板开洞没有量化标准（可按开洞面积不大于30%），楼板错层没有量化标准（可按错层面积不大于30%）。
6.1.14条文解释“一般可从地上结构(主楼、有裙房时含裙房)周边外延不大于20m”注意该“相关范围”与6.1.3条抗震等级“相关范围”的区别，后一个“相关范围”据其条文解释是“裙房与主楼相连的相关范围，一般可从主楼周边外延3跨且不小于20m”。
（1）[转载]“嵌固部位”及设计步骤
![（1）[转载]“嵌固部位”及设计步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/00dae7d1a0c7aa00b52acfc789eb172ded639995.png)
（1）[转载]“嵌固部位”及设计步骤1、嵌固部位和地下室顶板嵌固部位，就是预期塑性铰出现的部位。
从理论上讲，结构下部的嵌固部位应能限制结构上部构件在水平方向的“平动位移”和“转动位移”，并将上部结构的剪力全部传递给下部结构。
因此，对作为主体结构嵌固部位的地下室楼层，其整体刚度和承载力应加以控制。
地下室顶板，很容易满足规范要求的嵌固条件。
当地下室顶板为嵌固层时：（1）嵌固层位于地下室顶板，地下室顶板以上没有大底盘裙房方法一：按第3种剖分法，将整体模型离散化，分别设计；方法二：按第1种剖分法对塔楼主体进行设计，按第3种剖分法对大底盘进行设计；大底盘与塔楼主体之重叠构件取大值设计。
关于多塔结构的单塔剖分方法：第1种剖分法：沿塔楼周围向两个方向取地下室层高的2倍范围内的构件。
这种方法较适用于底盘为地下室，且地下室面积相对塔楼面积比较大的情形。
第2种剖分法：即45°线剖分法。
比较适用于塔楼层数较多，底盘裙房层数相对较少，多塔相对底盘布置对称，即所谓的“典型多塔结构”，工程中大多数的多塔结构都属于这种情形。
第3种剖分法（即变“多塔”为“单塔”）：单独将各塔楼从大底盘顶部取出，在底部嵌固。
底盘结构也进行周期比验算，验算时将各塔楼质量加在底盘顶相应位置。
第3种剖分法比较适合于大底盘层数较多的“非典型多塔结构”，或大底盘按嵌固设计时的情形。
一般对应两种情况：•如多塔结构仅有地下室没有裙楼，在设计中可以采取措施使地下室顶板作为嵌固部位（这不难实现，特别是有人防要求时）。
对这种结构进行离散模型计算，不必切分地下室，可以将各个塔楼的地上部分分别按“单塔”进行。
•如多塔结构既有裙房又有地下室，但裙房设缝，仍可仿照上面的做法，使地下室满足嵌固条件，将各塔楼及裙房地上部分沿缝切开，不切分地下室，分别按单塔结构计算分析。
（2）嵌固层位于地下室顶板，地下室顶板以上有大底盘裙房方法：仍按整体模型计算。
2、嵌固部位的条件《高规》5.3.7条规定：高层建筑结构计算中，当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。
地下室顶板作为嵌固端的判别标准
地下室顶板作为嵌固端的判别标准
1）地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列要求（《抗规》6.1.14）：
1.1地下室顶板应避免开设大洞口；地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构，相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构；其楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25％。
（2）结构地上一层的侧向刚度，不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍；地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。
（3）地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点除应满足抗震计算要求外，尚应符合下列规定之一：
3.1)地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍，且地下一层柱上端和节点左右梁端实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍。
3.2)地下一层梁刚度较大时，柱截面每侧的纵向钢筋面积应大于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍；同时梁端顶面和底面的纵向钢筋面积均应比计算增大10％以上；
（4）4.1地下一层抗震墙墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积，不应少于地上一层对应墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积。
4.2.地下室顶板与室外地面的高差小于地下室层高的1/3，且不大于1.0m 4.3若由于地下室大部分顶板标高降低较多、开大洞、地下室顶板标高与室外地坪的高差大于本层层高的1/3或地下1层为车库（墙体较少）。
地下室顶板作为上部结构嵌固部位的探讨
地下室顶板作为上部结构嵌固部位的探讨摘要：通常高层建筑均设计有地下室结构，而在选择结构的嵌固部位时要保证其合理性与正确性，因为嵌固位置的选择对结构计算模型的建立、受力状态的符合程度等有着直接的关系。
本文就针对选择地下室作为结构嵌固端常用方法进行简单介绍，并说明利用satwe软件进行结构设计的方法，对嵌固端选择地下室顶板位置时需满足的条件进行分析，以及地下室顶板无法作为嵌固部位时的观点，最后提出确定上部结构嵌固端的楼层侧向刚度比的方法。
关键词：地下室结构；上部结构的嵌固部位1 选择结构嵌固端常用方法1.1 嵌固水平位移法该方法是把地下室与上部结构作为一个整体进行考虑，通常在基础底板处设置嵌固端，然后计算出地下及上部结构各楼层侧向刚度比的大小（不考虑回填土对地下室楼层侧向刚度的贡献），根据计算的楼层侧向刚度比确定上部结构在地下室的嵌固部位，即认为其所对应部位的水平位移要求为零。
利用嵌固水平位移法确定嵌固端，最主要的问题就是计算楼层侧向刚度比。
通常计算楼层侧向刚度的方法包括三种，即剪切刚度、剪弯刚度以及抗震规范中所建议的计算方法。
实际应用过程中三者的具体含义各不相同，计算结果也存在较大差异。
抗震规范提出的计算方法建议设计方案过程中，可以利用剪切刚度比将地下室侧向刚度比估算出来。
而“高规”宣贯培训材料则建议在设计过程中可以直接利用剪切刚度比作为地下室侧向刚度比，或者采用楼层剪力与层间位移的比值。
地下室结构与相邻上部结构楼层侧向刚度比值满足相关规范要求后，即可取地下室及以下各层地下室顶板处的水平位移为零的位置作为水平位移嵌固部位。
1.2 弹簧刚度法利用弹簧刚度法进行计算时，同样是把将部结构与地下室作为一个整体加以考虑，不过其嵌固端通常选在基础底板位置，并将水平弹簧刚度引入每层地下室的楼板处，水平弹簧刚度值的大小体现出地下室受回填土约束作用的高低。
在实际工程中采用弹簧刚度法确定嵌固端，需要将水平弹簧刚度的具体值确定出来，该过程相对比较困难。
地下室顶板作为上部结构嵌固部位的探讨
地下室顶板作为上部结构嵌固部位的探讨摘要：通常高层建筑均设计有地下室结构，而在选择结构的嵌固部位时要保证其合理性与正确性，因为嵌固位置的选择对结构计算模型的建立、受力状态的符合程度等有着直接的关系。
本文就针对选择地下室作为结构嵌固端常用方法进行简单介绍，并说明利用satwe软件进行结构设计的方法，对嵌固端选择地下室顶板位置时需满足的条件进行分析，以及地下室顶板无法作为嵌固部位时的观点，最后提出确定上部结构嵌固端的楼层侧向刚度比的方法。
关键词：地下室结构；上部结构的嵌固部位1 选择结构嵌固端常用方法1.1 嵌固水平位移法该方法是把地下室与上部结构作为一个整体进行考虑，通常在基础底板处设置嵌固端，然后计算出地下及上部结构各楼层侧向刚度比的大小（不考虑回填土对地下室楼层侧向刚度的贡献），根据计算的楼层侧向刚度比确定上部结构在地下室的嵌固部位，即认为其所对应部位的水平位移要求为零。
利用嵌固水平位移法确定嵌固端，最主要的问题就是计算楼层侧向刚度比。
通常计算楼层侧向刚度的方法包括三种，即剪切刚度、剪弯刚度以及抗震规范中所建议的计算方法。
实际应用过程中三者的具体含义各不相同，计算结果也存在较大差异。
抗震规范提出的计算方法建议设计方案过程中，可以利用剪切刚度比将地下室侧向刚度比估算出来。
而“高规”宣贯培训材料则建议在设计过程中可以直接利用剪切刚度比作为地下室侧向刚度比，或者采用楼层剪力与层间位移的比值。
地下室结构与相邻上部结构楼层侧向刚度比值满足相关规范要求后，即可取地下室及以下各层地下室顶板处的水平位移为零的位置作为水平位移嵌固部位。
1.2 弹簧刚度法利用弹簧刚度法进行计算时，同样是把将部结构与地下室作为一个整体加以考虑，不过其嵌固端通常选在基础底板位置，并将水平弹簧刚度引入每层地下室的楼板处，水平弹簧刚度值的大小体现出地下室受回填土约束作用的高低。
在实际工程中采用弹簧刚度法确定嵌固端，需要将水平弹簧刚度的具体值确定出来，该过程相对比较困难。
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对《抗规》6.1.14条-地下室顶板作为上部结构的嵌固部位的理解
新的抗震设计规范修订稿对于地下室顶板作为上部结构的嵌固部位进行了详细的规定，具体条件和说明如下：
6.1.14 地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列要求：
1 地下室顶板应避免开设大洞口,主楼应采用现浇梁板结构，裙房宜采用现浇梁板结构；其楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25％。
HiStruct注：实际设计中地面处经常遇到主裙楼楼板标高不一致有较大降板的情况，设计中各有各的做法，比如以1/3层高控制错位，规范应对此有具体规定比较合适。
2 结构地上一层的侧向刚度，不宜大于地下一层相关部位楼层侧向刚度的0.5 倍；地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。
HiStruct注：侧向刚度如何计算一直是个有争议的问题，特别对于剪切变形为主的结构和弯曲变形为主的结构，应该有区别的规定侧向刚度的计算方法。
3 地下一层柱截面每侧的纵向钢筋面积，除应满足计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍。
HiStruct注：钢结构和混合结构的大量应用，此条应明确是仅放大混凝土结构的配筋,还是柱的承载力需放大。
4 地下一层抗震墙墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积，不应少于地上一层对应墙肢端部边缘构件纵向钢筋的截面面积。
同第3点的注。
5 地下室顶板的梁柱不应先于地上一层的柱根屈服。
[条文说明]：
1）本条文字表达略有调整。
地下室顶板的厚度“不宜”小于180mm，指柱网内设置次梁时，板厚可适当减小，例如，取150mm。
2）相关部位一般指按45°扩散范围且不超过15m。
3，4）为了能使地下室有效地传递地震基底剪力，地下室顶板必须具有足够的平面内刚度，因此，提出了设计要求：框架柱嵌固端屈服时、或剪力墙墙肢的嵌固端屈服时，地下一层对应的框架柱或剪力墙墙肢不应屈服。
据此规定了地下一层框架柱纵筋面积和剪力墙墙肢端部纵筋面积的要求。
5）当框架柱嵌固在地下室顶板时，位于地下室顶板的梁柱节点应按“强梁弱柱”设计，即首层柱的下端为“弱柱”，地震时屈服、出塑性铰，为实现首层柱根先屈服的概念设计，位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面同一方向实配抗震受弯承载力∑Mbua与地下室柱上端同一方向实配的抗震受弯承载力Mcua之和，需大于首层柱下端实配抗震受弯承载力Mcua；通常，可按1.2倍的要求控制。
HiStruct注：其中第5）点的说明非常重要，修正了一个问题：当嵌固层在地下室顶板的时候“强梁弱柱”应如何设计，假如按照普通层的概念来设计，则明显是不合理的，因为对于高层建筑而言，可能柱的承载力比与之相连的梁大很多。
如图3所示。
修订稿的设计如图4
所示，但是前提是一定要保证结构可以嵌固在首层，即内力在此发生转变！。