嵌固部位和地下室顶板
地下室嵌固部位
一、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。
二、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。
《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。
带地下室高层建筑嵌固在地下室顶板部位的条件
带地下室高层建筑嵌固在地下室顶板部位的条件1）地下室层数不少于2层2）地下室的楼层剪切刚度不小于相邻上部结构楼层剪切刚度的2倍3）地下室结构布置应该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与承载力，能够将上部结构的地震作用传递到全部地下室抗侧力构件。
地下室顶板厚度不小于180mm，混凝土不低于C30,双层双向配筋，每个方向每层配筋率不小于0.25%。
4）各类框架柱在地下室顶板部位的嵌固弯距由地下室顶板与基础之间构成的力偶及柱端两侧的框架梁所承担，其中前者占主要部分。
为了避免柱塑性铰下移，地下室顶板柱两端框架梁的约束弯距设计值之和，不宜小于该部位的上柱下端实际嵌固弯距设计值5）地下室内结构的底部剪力易按各抗侧力构件的剪切刚度进行分配，求的各抗侧力构件的底部剪力。
地下室内的墙、柱截面，强度等级及配筋面积不宜小于上部构件相应要求。
地下室各层柱端面每侧实配筋不易小于对应上部柱每侧实配纵向钢筋面积的1.1倍。
6）地下室顶板不宜采用无梁楼盖高层建筑结构嵌固端的选取及相关技术问题摘要：高层建筑结构嵌固端的确定对结构计算结果的真实性和准确性有很大的影响，因此正确选取结构嵌固端并对其在结构布又和配筋构造方面给予一定的必要保障，是结构设计中的一个重要环节。
本文对高层建筑结构嵌固端的选择进行了探讨，并引伸出若干值得思考及解决的相关问题。
关键词：嵌固端；首层地面3刚度比；地下室；基础埋深一.引言高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，而嵌固端的选取却面临着各种不同情况，如不设地下室但基础埋深较大；没有地下室但其层数或多或少，且基础形式不同等。
根据以上情况正确选取其结构嵌固端，是高层建筑结构计算模式中的一个重要假定，它不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性，而且还影响结构产生侧移的真实性，以及结构局部的经济性，因此有必要对结构嵌固端的选取作进一步探讨，并由此引伸出若干相关的技术问题。
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。
桩基嵌固点概念
桩基嵌固点概念桩基嵌固点概念：嵌固部位即为上部结构在此位置相对下部结构没有相对位移，没有相对转动的位置。
如果大树是高楼，嵌固部位就像树干在地表的位置，树根就可以看作是地下室。
一、嵌固部位的确定需满足设计计算，下层/上层的刚度比值不小于2。
规范如下: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、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。
2、如果地下一层无法满足该要求，嵌固端应向下推移，直至基础，因为大地是无限刚度的，基础的刚度一定是满足的。
3、无地上部分的纯地下结构，嵌固端即为基础。
底部加强区是含剪力墙结构特有的说法。
二、7.1.4抗震设计时，剪力墙底部加强部位的范围，应符合下列规定:1、底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起;2、底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值，部分框支剪力墙结构底部加强部位的高度应符合本规程第10.2.2条的规定;3当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时，底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。
三、常规的非山地建筑,底部加强区应从地下室顶板起算，高度为墙体总高度H（剪力墙到达的最大结构高度）的1/10和底部两层的较大值。
举两个例子，H=30米高剪力墙住宅，标准层层高3米。
地下室一层(地下室四面邻土,非山地建筑)。
1，总说明指出嵌固端为地下室顶板，底部加强区为MAX(1/10X30=3米，底部两层6米）,故底部加强区为首层,二层。
2，总说明指出嵌固端为基础顶，底部加强区为MAX（1/10X30=3米，底部两层6米），规范规定底部加强区应延伸至嵌固端，故底部加强区为地下一层,首层,二层。
总结:嵌固端由设计总说明指定。
底部加强区应从地下室顶板起算，并延伸至嵌固端。
规范对地下室顶板作为上部结构嵌固部位的要求
地下室顶板作为上部结构的嵌固端，需满足下述条件：
1、刚度地下一层侧向刚度不应小于相邻上一层侧向刚度的2倍。
(高规3.5.2.2条的“考虑层高修正的楼层侧向刚度比不宜小于1.5”)
2、材料混凝土强度等级不宜小于C30。
3、构造地下室顶板厚度不宜小于180mm。
4、配筋板：双层双向配筋，配筋率不宜小于0.25%。
柱：地下一层柱每侧纵筋面积，不应小于地上一层对应一侧纵筋面积的1.1倍。
梁：地下一层的梁顶面和底面的纵筋不应小于计算配筋值的1.1倍。
墙：○1地下室外墙竖向及水平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%。
○2地下室与上部对应的剪力墙墙肢端部边缘构件的纵向钢筋截面面积不应小于地上一层对应的剪力墙墙肢边缘构件的纵向钢筋
截面面积。
5、承载力地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面同一方向实配的受弯承载力
与下柱上端同一方向实配的受弯承载力之和，不应小于上柱下端
实配的受弯承载力的1.3倍。
即图中○1+○2+○3处截面同向受弯承载力之和大于○4处截面同向受弯承载力的1.3倍。
注：抗规6.1.14条条文说明，当梁、柱纵筋面积增加10%后，可满足上述承载力的要求。
依据规范：抗规6.1.14条及条文说明，高规12.2.1条和12.2.5条及条文说明。
嵌固部位、嵌固端、嵌固层的辨析
嵌固部位、嵌固端、嵌固层的辨析我们在设计时经常会遇到嵌固端、嵌固部位、嵌固层几个概念，规范没有统一的解释，容易让大家晕头转向，为了方便大家理解，今天在此画个简单图示（以嵌固在-1层顶板为例）：嵌固部位是指给其上部建筑施加嵌固作用的部位，比如满足规范相应要求的地下室顶板；嵌固层就是被嵌固的那一层，是嵌固作用的承受方（层），也就是PKPM里所需要填写的“嵌固端所在层号”，比如被地下室顶板嵌固的地上一层；规范如果将这个词改成“被嵌固层”也许更容易理解哈。
嵌固端是嵌固层的底端，属于嵌固层而不属于嵌固部位。
土木君也纳闷，为啥规范不将这个词改成“嵌固层底端”呢？为了加深理解这几个概念，土木君汇总了规范出现这几个概念的主要地方：《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.9.5条：抗震设计的高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级；地下室中超出上部主楼相关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。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第5.3.2条：对框架-支撑结构、框架-延性墙板结构、筒体结构和巨型框架结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ2可按式(3.3.10-2)计算，且本层与相邻上层的比值不宜小于0.9；当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时，该比值不宜小于1.1；对结构底部嵌固层，该比值不宜小于1.5。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第5.3.7条：高层建筑结构整体计算中，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。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第7.1.4条：当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时，底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第12.2.1条：高层建筑地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列规定：《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.1.3条：钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：1、设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其框架的抗震等级应按框架结构确定，抗震墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同。
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嵌固部位和地下室顶板
嵌固部位和地下室顶板
一个建筑地下室顶板是不是嵌固端，不在于SATWE里面的回填土约束m值为-1还是3.
一个方案定下来后，嵌固端在哪里就是个常量，不是你选用哪个参数就能给你放到哪层去。
想知道地下室顶板是否嵌固，很简单，在satwe后处理时计算方法选择剪切刚度，然后看地下一层与一层侧向刚度比，满足抗规就是嵌固，不满足就不是嵌固。
《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。
《抗震规范》6.1.14条规定：地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应避免在地下室顶板开设大洞口，并应采用现浇梁板结构，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%；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，地下室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；地上一层的框架结构柱和抗震墙墙底截面的弯矩设计值应符合本章第6.2.3、6.2.6、6.2.7条的规定，位于地下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下柱端实际受弯承载力之和。
可以看出，《抗震规范》对嵌固部位的条件更为详细，分为两部分：刚度比要求和抗震构造措施要求。
（1）关于刚度比
规范提供了三种楼层刚度比的计算方法，分别是剪切刚度比、剪弯刚度比和地震力与相应的层间位移比。
确定地下室嵌固部位计算时，一般建议采用剪切刚度比或地震力与相应的层间位移比的计算方法。
（2）关于抗震构造措施
大约有7个方面的要求，以地下室一层顶板嵌固部位为例：地下室一层的抗震等级与上部结构相同，地下室一层以下楼层或地下室没有上部结构的部分，抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。
地下室顶板与室外地坪的高差宜小于本层层高的1/3。
边柱处设钢筋混凝土抗震墙，无抗震墙或约束不好时，边梁应采取增加箍筋等抗扭措施。
地下室顶板应采用现浇梁板结构，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%。
地下室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。
值得注意的是，satwe软件没有自动实现本条要求，设计人员可在施工图设计时将钢筋放大系数取为1.1，增加的纵向钢筋不应向上延伸，可锚固在地下室顶板框架梁内。
地下室顶板的框架梁应有足够的抗弯刚度，地下室顶板的梁柱节点左右截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际承载力之和。
本条satwe软件自动实现。
带地下室的剪力墙结构，其底部加强区的上限高度，程序自动扣除地下室的层数和高度；加强区下限高度通常从地下室一层起算，地下室一层以下可以不加强。
地下室嵌固部位的设计步骤，以无人防要求的地下室为例：第一步：进行方案设计。
将地下室欲设置为嵌固部位的楼层（通常为地下室首层），按规定要求进行方案设计，并对相关构件采取加强措施。
第二步：计算层间侧向刚度比，将上部结构与地下室作为一个整体考虑，嵌固部位可预定在基础地板处！
如采用地震剪力与地震层间位移比的刚度比计算方法，应将<地下室层数>设为0或将<回填土对地下室约束作用的相对（弹簧）刚度比>设为0，即在计算层间刚度比时不考虑回填土的影响。
如采用剪切刚度比的计算方法，可以将以上两个参数按实际情况输入，进行第一次试算。
考察计算结果，如果地下室首层的侧向刚度＞其上一层侧向刚度的2倍，可将地下室顶板作为嵌固部位；如没有大于2倍，可增加该地下室的侧向刚度重新计算，或者将主体结构的嵌固端下移到符合要求的部位。
第三步：设定回填土约束刚度比，按工程实际情况设定地下
室层数。
如果地下室满足嵌固条件，将<回填土对地下室约束作用的相对（弹簧）刚度比>设为负数m，表示地下室下部有m层无水平位移，按嵌固水平位移法进行后续计算。
如果地下室各层都不满足嵌固条件，一般应将嵌固部位设定在基础底板处，并根据回填土的约束情况输入1～5之间的正数，按弹簧刚度法进行后续计算。