高层结构嵌固端的选取
带地下室高层建筑嵌固端的选择与分析
带地下室高层建筑嵌固端的选择与分析带地下室高层建筑嵌固端的选择与分析作者：王海强摘要：相同条件下的高层建筑，有地下室的震害相对小，地下室层数多的比层数少的震害轻，而高层建筑嵌固在地下室顶板最经济合理；对于某些工程，因建筑空间要求及一些客观原因，造成地下室顶板刚度等不满足嵌固规定，无法作为上部结构的嵌固部位，只能将嵌固部位下移，由此提高工程的造价。
关键词：嵌固，地下室顶板，侧向刚度一．地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时：《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中对地下室定义为房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高一半者。
而在张维斌的《多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例》中，其认为带地下室的高层建筑，宜将上部结构的嵌固端部位设在地下室顶板，此时地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大，一般应小于地下一层层高的1/3。
《高规》对嵌固端的要求是嵌固层与首层的侧向刚度比不宜小于2。
《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6-2011(以下简称《箱筏规范》)规定对采用筏形基础的单层或多层地下室以及采用箱形基础的多层地下室，地下一层的侧向刚度大于或等于首层侧向刚度的1.5倍时，地下一层顶板可作为结构的嵌固层。
按照嵌固要求的解释，地下室顶板是否满足嵌固条件的主要在于能否保证上部结构在地上一层墙、柱下端形成有效的塑性铰，以保证上部结构的地震作用或者风荷载能够通过基础或者地下室传递到地基中去。
因此，笔者认为地下室顶板作为上部结构的嵌固部位应满足下列要求：1)地下室周围均有土的良好约束。
2)地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大，一般应小于地下一层层高的1/3。
3) 地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。
注：按照《箱筏规范》筏形和箱形基础的嵌固要求是地下一层与首层的侧向刚度比≥1.5（部分单位不认可，按此要求时应与施工图审查单位沟通）。
《抗规》中又对地下室顶板作为上部结构的嵌固部位做出如下要求：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（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）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%。
高层建筑结构嵌固端的选取及相关技术问题
高层建筑结构嵌固端的选取及相关技术问题在高层建筑中，结构嵌固端的设计与选取是一个十分关键的问题。
嵌固端是连接钢筋和混凝土的一个重要部分，它在高层建筑的整个结构中起着承重、支撑、加固及稳定的作用，因此，它的设计和选用必须非常严谨和精确。
结构嵌固端的设计原则1.结构嵌固段应该满足抗压、抗拉、抗剪的力学原理。
2.在嵌固段中，应该保证钢筋的强度和混凝土强度保持一致。
3.嵌固段的长度需要通过计算来确定，以保证各个部分的表面压力基本相同，并达到稳定的效果。
4.嵌固段的位置需要准确的测量和设计，以避免因测量和设计不准确导致的结构失稳。
结构嵌固端的选取在选取结构嵌固端的时候，需要根据具体的建筑结构、设计要求和使用环境来确定。
1.设计要求和使用环境：在选取嵌固端的时候，需要根据设计要求和使用环境来确定嵌固端的类型、尺寸和材质等。
2.支撑结构：在选取嵌固端时，需要考虑结构支撑的类型和性质，以确保嵌固端的重量和强度能够承受支撑结构的要求。
3.建筑环境和气候条件：在选取嵌固端时，需要考虑建筑环境和气候条件，以确保嵌固端能够适应寒区、海岛、火山、沙漠等特殊环境的要求。
4.建筑设计：在选取嵌固段的时候，要根据建筑设计和预计使用载荷来确定合适的嵌固端长度、长度密度以及嵌固段的运用数量。
结构嵌固端的相关技术问题1.钢筋和混凝土之间的粘结强度如何保证？2.嵌固端的长度与强度如何计算？3.嵌固段的位置和数量如何确定？4.嵌固段如何安装？如何检验？在该文档中，我们已经大致了解了结构嵌固端的设计原则、嵌固端的选取以及相关技术问题。
对于结构嵌固端这一重要的设计和构造要素，我们需要充分论证、验证和分析，以确保在高层建筑中其有良好的稳定性能及耐久性。
高层建筑结构嵌固端的选取及相关技术条件
（） １ 以地 下室 底 板 作 为 嵌 固端 ， 相对 刚度 比 为 ０ 取 ，
部结 构 的嵌 固部位 时 ， 下 室 结构 的楼 层 侧 向 刚度 地
不 宜 小于相 邻 上部 结构 楼层 侧 向刚 度 的 ２倍 。
但是《 建筑 结构 抗震 规 范 》 《 和 高层 建 筑 混凝 土 结 构技 术规 程 》 对 于 其 理 论 背 景 ， 量 分 析 以及 定
较 大 面积地 下 室情 况未 做相 应 的分 析和 阐述 。结构 嵌 固端 的形 成 或者 说 上 部 结 构 对嵌 固端 的要 求 ， 在 工程 设 计 中还 可引伸 出若 干 相关 的技 术 问题及 其正
作 为嵌 固端 不会造成地 下室结 构造 价的提 高 ， 而可 反
宜小 于相 邻上 部楼 层侧 向刚度 的 ２倍 。地下 室柱 截 面 每侧 的纵 向钢筋 面积 除 应 满 足 计 算 要 求 外 ， 应 不 少 于地上 一层 对应 柱 每 侧 纵 筋 面 积 的 １ １ ， 上 ．倍 地
收 稿 日期 ：０ ０一Ｏ Ｏ ２１ ｌ— ５ 作者简介 ： 陈
陈 颖 ， 陶 杰
Ｃ Ｎ ｉ ｇ，Ｔ ｉ ＨＥ Ｙ ｎ ＡＯ Ｊｅ
（ 京 地 下 工程 设 计 院 ， 苏 南 京 ２ ０ ２ ） 南 江 １０ ９
摘
要 ： 层 建 筑 在 进 行 结 构 分 析 计 算 之 前 必 须 首 先 确 定 结 构 嵌 固端 的 所 在 位 置 ， 确 选 取 其 结 构 嵌 固 端 及 确 定 相 应 的 措 高 正
应符 合第 ６ ２ ３ ６ ２ ６ ６ ２ ７条 的规 定 ， 于地 下 ． ． 、． ． 、． ． 位
室顶 板 的梁柱 节点 左 右梁 端截 面实 际受 弯承 载力 之 和不 宜小 于上 柱下 端 实际受 弯 承载 力 ¨ 。 “ 高规 ” ５ ３ ７条规 定 ： 第 ．． 当地 下 室 顶 板作 为 上
浅谈高层建筑结构嵌固端的选取
浅谈高层建筑结构嵌固端的选取高层建筑结构底部的嵌固部位的确定在进行结构设计时占有重要的比例，本文对高层建筑结构嵌固部位的选取及相关技术问题进行了探讨。
标签嵌固端；刚度比；地下室；基础及埋深建筑物尤其是高层建筑，在进行结构计算分析之前，必须首先确定结构嵌固部位所在的位置。
结构嵌固部位的合理选取，是高层建筑结构计算中的一个重要假定，不仅关系到结构内力分析的准确性，而且还影响结构位移的真实性。
下面就结构嵌固部位的确定及相关技术问题进行讨论。
1 嵌固端的条件首先要了解嵌固的概念，高规和抗震规范所指的嵌固是指强度嵌固而非力学嵌固，是指塑性铰出现在预期的部位，即柱的下端，而不是出现在梁柱节点两侧梁上。
1.1 无地下室建筑高层建筑不设置地下室通常是针对层数较少的小高层，或基础持力层较浅的情况，从抗震角度出发这种做法不宜采用的。
但工程中时常能遇到这种情况的建筑，这就需要人为地加强结构措施。
不论采用天然地基基础或者桩基础，结构嵌固端均应从基础（承台）顶面算起，并在该标高处沿两个主轴方向设置具有一定刚度的基础拉梁，建筑外围设置地下连续墙，在地面标高处设置刚性地面并满足配筋率，增大地面下结构整体刚度及稳定性。
1.2 有地下室建筑地下室结构的布置应保证地下室顶板及地下室各层楼板有足够的平面内整体刚度和承载力，能将上部结构的地震作用传递到所有的地下室抗侧力构件上。
地下室往往有较厚的侧壁，地下水池，人防墙体，从而加大了地下室的侧向刚度。
楼板也起到一定作用，如加大楼板厚度，提高混凝土等级，加大配筋率。
《高规》规定了，高层建筑整体计算中，当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2；《抗震规范》更是明确了“相关范围地下一层侧向刚度”，并应满足下列规定：地下室顶板与室外地坪的高差不宜大于600mm，地下室顶板应避免开设大洞口；地下室采用现浇梁板结构；作为嵌固部位的楼板厚度不宜小于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%。
高层建筑（带地下室）嵌固端的选取
高层建筑（带地下室）嵌固端的选取
高层建筑(带地下室)嵌固端的选取
一、单层地下室（地下室为1层）：
地下室顶板不能成为上部结构的嵌固端，但是计算时应考虑地下室和上部结构的共同作用，此时在“地下室”信息条中，可将“回填土对地下室的约束刚度”取为3（可取1~5）
二、多层地下室（地下室大于或等于2层）：
1、首先将地下室和上部结构统一建模，在“地下室信息”条中，将“回填土对地下室的约束刚度”
取为0（不考虑土的约束），选择“剪切刚度”进行计算，然后在WMASS.OUT总信息中看地下一层和地上一层的刚度比（与2进行比较）：如果地下一层刚度/地上一层刚度大于等于2，那么可以满足条件，即地下室顶板可以作为上部结构的嵌固端，然后第二次将“地下室信息”中输入地下室的层号进行计算，程序会按照实际情况进行内力调整。
2、如果地下一层刚度/地上一层刚度不满足条件，即小于2，那么此时地下室顶板不能作为上部结
构的嵌固端，但是往往在实际情况中，室外土对结构本身有着一定的侧向约束作用，此时可将嵌固端部位取在地下室二层楼板处，即在“地下室信息”中输入“----地下室的层号”(如果地下室为二层，输入—1；地下室为三层，输入—2)。
3、对于地下室为2层的高层建筑，或者多层地下室为大空间的情况，也可以采用保守算法，将嵌
固端取在基础顶面，或者也可以部分考虑地下室与上部结构的共同作用，在“地下室信息”中“回填土对地下室的约束刚度比”选项中填入1~5，通常情况下取为3，表示嵌固程度为70~80%；
如果填入5，则表示完全嵌固。
高层建筑结构嵌固端的选取
高层建筑结构嵌固端的选取一、嵌固部位的概念嵌固部位就是预期塑性铰出现的部位，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角位移，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的整体刚度和承载力应加以控制，并通过对结构刚度和承载力的调整，使塑性铰出现在预定的部位。
二、结构嵌固端的条件高层高层建筑的结构嵌固端通常是选择在地面标高处，但地面标高处要真正成为结构嵌固端是有条件的，而且在输入首层计算高度时还有许多讲究。
1.设有地下室时的条件1.1设多层地下室的情况设有多层地下室的高层建筑最好把嵌固端放在地下室顶板位置，前提是满足或创造以下条件：(1)地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大，极端的情况如半地下室则首层楼面一般不能成为结构嵌固端，除非其高差仅为1—3级台阶高度时才可能考虑：(2)地下室顶板结构应为梁板体系，且该层楼面不得留有大孔洞，楼面框架梁的抗弯刚度要足够大，楼板也要有相当厚度：(3)地下室要有良好的侧限，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。
(4)地下室楼板厚度不宜小于18Omm，混凝土强度等级不宜低于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O．25％。
(5)地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级，地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1 1倍；地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。
9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。
2.不设地下室时的条件高层建筑不设地下室通常是针对层数有限的小高层，或其基础持力层较浅的情况，但从抗震角度考虑是不宜提倡的。
不管是采用天然地基基础或桩基础，都是以基础(承台)面作为结构嵌固端，且必须在该标高处的纵横方向设置刚度较大的基础梁加以连结，故首层层高应从基础面算起。
关于高层建筑嵌固端选取的讨论
关于高层建筑嵌固端选取的讨论一、引言高层建筑在进行结构分析之前必须首先确定嵌固端的所在位置。
而嵌固端位置的正确假定不仅影响结构产生侧移的真实性，还关系到某些结构构件内力分配的准确性，以及结构局部的经济性。
由于高层建筑的多样性和复杂性，嵌固端的选取也面临着各种不同的情况。
二、作为上部结构的嵌固端需要满足的条件规范规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固端是，应符合下列要求：1、地下室一层的侧向刚度宜大于结构地上一层侧向刚度的2倍，地下室周边宜有与顶板相连的抗震墙。
2、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%。
3、地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点应满足下列规定之一：1）地下一层柱结构面每侧的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下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍。
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，同时两端顶面和地面的纵向钢筋面积均应比计算增大10%以上。
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。
三、关于嵌固端位置选取的讨论1、当地下室顶作为上部结构的嵌固端时1）地下室顶板必须具有足够的平面内刚度，以有效传递地震基底剪力，其厚度不宜小于180mm。
地下室顶板及裙房地下室与主楼相关范围内的地下室顶板应采用梁板。
现在较多工程在地下室顶面采用无梁楼盖结构，由于一般无梁楼盖的平面外刚度较普通梁板结构小许多，在竖向荷载作用下无梁楼盖将产生较大的面外变形，地震作用时，地下室顶作为上部结构的嵌固端将承受很大的水平地震剪力，加剧了无梁楼盖的面外变形，对传递水平地震剪力和协调变形不利。
浅谈高层建筑结构嵌固端部位的选取
性和准 确性 。因此 正确选 取嵌 固部位 并对 其结 构布置 和配 筋构 刚度 的 ０ ５倍。 地下室嵌 固部 位结 构应 能承受 上部结 构屈 服超 ． ” 造以及其他构造措施 等方 面给予一定 的必 要保障 ， 是结构 设计 的 强引起 的内力及 地下 室本身 的地 震作用 。规 范提 供 了三种楼 层
浅 谈 高 层 建 筑 结 构 嵌 固 端 部 位 的 选 取
陈 炜 琴
摘 要 ： 绍 了嵌 固部位 的概 念 ， 介 分别 阐述 了高层建 筑结构不 同情 况下嵌 固部位 选取 的条件及 刚度 比要 求 ， 并针对 由此
引 申 出的 若 干 相 关 技 术 问题 进 行 了探 讨 ， 保 障 高层 建 筑 结 构 布 置 及 配 筋构 造 的合 理 性 。 以
式 、 面高差 等因素设置 了沉 降缝 而将结构 分成 了相 对独立 的三 小于 ０ ２ ％。３ 地下一层 柱截面 每侧纵 向钢筋不应 小 于地 上一 立 ．５ ） 个单元 ， 内外高差 ６ ０ 室 ０ 。综合考 虑选 取地下 室顶 板作 为上部 结 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
第３ ７卷 第 １ ９期 ２０ １ １年 ７ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ Leabharlann Ｖｏ． ７ Ｎｏ ９ １３ ．１
Ｊ１ ２ １ ｕ． ０ １
・３１ ・
文 章编 号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ １ １ —０ １０ １０ —８ ５ ２ １ ） ９０ ３ —２
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嵌固端
40.嵌固端不设于地下室顶板时，计算中需注意哪些问题？
解析：对于因室外土层标高不满足嵌固条件导致嵌固层不能设于地下室顶板的情形，地下室的层数按照嵌固层楼板以下层数输入。
嵌固层以上的地下室层数应计入上部结构的层数，建筑物的总高度也从此层楼板起算。
对于因地下室顶板或以下楼板开大洞或局部不连续，或错层导致嵌固层不能设于地下室顶板的情形：
这种情况下，即使室外土层标高距顶板距离小于1.5m或小于1/3h，仍不能将该层楼板作为嵌固层。
在用SATWE计算时，地下室的层数仍按上述第（1）款确定。
这时，出现一个问题，除非室外土层标高致使嵌固层设于地下室底板，否则无法体现嵌固层是设于地下室顶板以下某层楼板处。
因为侧限土的约束在嵌固层楼板之上，实际的嵌固层并不能人为地认为在哪层就是在哪层。
有的设计者在完成施工图设计后，仍不清楚自己所设计的嵌固层位于哪层。
为解决此问题，应尽可能按工程实际情况考虑计算输入参数，并对计算结果进行分析，找出嵌固层，以便在设计中满足嵌固层的计算和构造要求。
以上指结构整体计算，在构件内力和配筋计算中，凡地下室有开大洞或局部不连续的楼板、或有错层的楼板，应将楼板设置成弹性楼板，以考虑楼板在平面内的变形，从而考虑楼层内抗侧力刚度较小的构件的位移和内力加大，保证这些构件的计算结果的可靠性。
对于地下室嵌固层楼板既不在顶板，也不在底板时，如何通过计算确定嵌固层位于哪层楼板？
根据计算结果，考察地下室各上下相邻的侧向刚度比值。
此时不考虑侧限土的约束。
同样的计算模型，考虑侧限土的约束，将该结果与不考虑侧限土约束的结果作一个比较，以确定嵌固层。
当设计者希望将嵌固层定在地下室某层刚性较好的楼板时，可通过调整其相邻层侧向刚度比值以符合抗震规范的要求。
此时，结构嵌固部位的地下室楼层应符合《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.14条和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第4.5.5条的规定。
嵌固层板厚180mm，其厚板范围取塔楼周边2跨且≥12m。
注：《高规》第4.5.5条指出：普通地下室顶板厚度不宜小于160mm（不一定是嵌固层）。
嵌固层确定在哪一层，则该层楼板不应设置缝。
防震缝宜在地面以上设置。
38.小区多栋塔楼下设置连通的地下室，则地下室顶板作为上部结构的嵌固的条件如何确定?
解析: 地下室顶板作为上部结构构件的嵌固端时，应保证被嵌固构件在嵌固处不会发生位移及支承顶板的地下室稳固。
使嵌固处发生位移的作用力为构件底
M(弯矩)、 Q(水平剪力)、 N(竖向力)。
一般来说,板的平面内刚度大而平面外刚度较小,在M作用下, 刚度大而平面外刚度较小,在M作用下, 如板没有足够的平面外刚度约束被嵌固构件底端,被嵌固端就易发生转动;在水平力作用时,因板平内刚度大,可通过板与地下室其他构件(柱砼墙及地下室侧壁等)连结, 将水平力传递到抗侧力构件上而使嵌固处不致发生位移;在竖向力作用下,如基础不发
生变形，嵌固处不会发生变形的.因此,可以认为在多栋塔楼下设置连通的地下室, 则地下室顶板作为上部结构的的嵌固条件是：(1) 较高的高层建筑,地下室层数不宜小于2层；全部地下室宜有与地下室顶板相连接的封闭外,当开口外墙形成不了封闭外墙时地下室结构范围应布置足够的抗侧力构件；（2）地下室一层结构侧向刚度应不小于地上一层结构侧向刚度的2倍.结构的层侧向刚度可近似按等效剪切刚度计算; （3）非塔楼地下室顶板应采用刚性楼板使楼板有足够的平面内整体刚度和承载力能将上部结构的水平力传递到全部地下室结构范围的抗侧力构件；(4)不宜采用无梁楼板作嵌固板; (5) 主体结构范围内宜采用桩基,裙房与主体可采用不同基础形式,但应加强连接,保证在地震力作用下共同工作; （6）塔楼地下室结构范围内顶板应满足<<高规>>5.3.7条及<<抗规>>6.1.14条。
39. 关于嵌固端设于地下室顶板处，还是设于底板处的问题：
解析：当地下室与墙外地坪标高有关时，即与土的约束条件有关时，结构设计者无法调整。
建筑国规《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）第2.0.16条，关于“地下室”的定义为：房间地平线低于室外地平面的高度超过该房间净高的1/2者为地下室。
第2.0.17条，关于“地下室”的定义为：房间地平面的高度超过该房间净高的1/3且不超过1/2者为半地下室。
关于多层砌体和底部框架结构房屋半地下室嵌固条件，若半地下室层高较大，顶板距室外地面较高（＞1.5m）；周围的土体不能对多层砖房半地下室起约束作用，则此时半地下室应按第一层考虑，并计入房屋总高度。
当地下室顶板或地下某层楼板开大洞、局部不连续、错层等，不能起到嵌固层刚度作用时，这也是结构设计者不能控制的，但板厚及通长钢筋等可控制。
地下室结构的楼层侧向刚度与上部楼层的侧向刚度的比值≥2倍，柱截面每侧纵向钢筋面积与上一层对应柱每侧纵筋面积的比值≥1.1倍时，符合《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.14条规定时，此条可在设计中调控。
因此，对于设计者无法调控的嵌固条件，只能将嵌固层设于地下室底板处
35 地下室顶板处为现浇空心楼盖，是否可作为上部结构嵌固层，现浇空心楼盖结构中是否一定要设置剪力墙？
答：现浇空心楼盖分为有梁式和无梁式两种，一般情况下，梁板式现浇空心楼板中要满足《建筑抗震设计规范》（GB 500ll-2001）第6.1.4条的要求，可作为上部结构的嵌固层，详细解释请参阅《建筑抗震设计规范疑问解答》第7.9、7.10条。
现浇空心楼盖结构和剪力墙的设置是两个结构问题，剪力墙设置应根据房屋高度和侧移要求布置。
地下室顶板一般有侧墙，可不另设剪力墙。
抗震设计时，如现浇空心楼盖结构为无梁楼盖，则应另设剪力墙，构成“板柱-剪力墙结构”，且不宜作为上部结构的嵌固端。