高层建筑(带地下室)嵌固端的选取
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%。
高层建筑结构设计嵌固端及计算模型选取的若干关键问题探讨
高层建筑结构设计嵌固端及计算模型选取的若干关键问题探讨发布时间：2021-01-18T02:23:02.018Z 来源：《新型城镇化》2020年20期作者：邓荣斌[导读] 不同于多层建筑，在高层建筑结构中，风荷载和地震作用等水平荷载将成为控制因素，在水平力作用下，高层建筑结构受力特点类似于一个竖向悬臂构件，其倾覆弯矩与高度的关系呈二次方的关系，结构顶点的位移与高度呈四次方的关系。
广西地产集团有限公司摘要：从高层建筑结构受力特性来看，水平作用（风荷载和地震作用）在高层建筑分析和设计中起着主要作用，由此带来结构的侧向刚度、位移、地震效应等一系列复杂的问题，因此高层建筑的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂得多。
而嵌固端及计算模型的选取，无疑是影响计算结构和分析计算合理性的重要因素，本文针对高层建筑结构设计嵌固端及计算模型选取的若干关键问题进行重点阐述，并结合实际分析计算结果，提出方法和建议。
关键词：高层建筑结构；嵌固端；计算模型引言不同于多层建筑，在高层建筑结构中，风荷载和地震作用等水平荷载将成为控制因素，在水平力作用下，高层建筑结构受力特点类似于一个竖向悬臂构件，其倾覆弯矩与高度的关系呈二次方的关系，结构顶点的位移与高度呈四次方的关系。
由于高度的增加，结构的振动周期加大，结构柔度更大，顶部位移迅速增大，使得抗侧力结构的设计成为关键，即必须设置有效抵抗水平力的结构体系（柱、剪力墙、筒体或支撑等抗侧力结构）。
在建立计算模型时，比较重要的问题之一，就是嵌固端的确定，以及计算模型的选择问题，本文针对这两个问题展开重点论述。
1、高层建筑结构嵌固端的若干关键问题：1.1、关于计算嵌固端与设计嵌固端：计算嵌固端为计算模型的嵌固端，或成为力学嵌固端（或刚度嵌固端），设计嵌固端为预期塑性铰出现部位或成为强度嵌固端。
高层建筑结构由于地下室土体约束作用，在地下室顶板产生刚度突变，地震作用下，地下一层吸收了绝大部分上部传来的地震力，可能使高层建筑的塑性铰由基础顶部转移到地下室顶板以上，故规范要求地下室结构的刚度和承载力适当加强，可考虑地下室顶板为上部结构的嵌固部位，即预期塑性铰出现部位，确定嵌固部位后就可以通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现。
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
地下室设计要点
地下室总结一、嵌固端选取根据不同的结构形式,地质情况,嵌固端的选取主要有：1、一般情况下以地下室顶板作为嵌固端,需要满足：抗规：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倍；高规：结构底部嵌固层,侧向刚度比不宜小于；高规：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当地下室顶板不能作为上部结构的嵌固端时,嵌固端下移,满足高规条,此时地下室顶板仍宜按嵌固部位要求设计,楼板厚度不宜小于150mm;2、单层地下室的多高层建筑,采用天然地基、桩-筏基础时,通常采用基础底板作为嵌固端,充分发挥底板的无线刚度；3、只有地下室才具备对上部结构嵌固的基本条件;上部其他楼层,即便满足刚度比要求也不能成为其上部结构的嵌固端,只能作为刚度突变楼层考虑如大底盘、多塔楼裙房顶4、地下室顶板作为嵌固端时,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;注：地下室顶板不能作为上部结构嵌固端部位时,嵌固端下移;此时应考虑地下室实际存在的嵌固作用,对地下室顶板仍宜按嵌固部位楼层要求设计,其楼板厚度不宜小于160mm; 二、地下室外墙1、地下室外墙计算简化模型地下室外墙工程做法：地下室底板与地下室外墙的连接为固接,楼板与地下室外墙的连接为铰接,沿竖向取1m宽的外墙按单、双多跨来计算地下室外墙的弯矩;实用工具：小虎工具箱、理正注：1当地下室顶板与墙身厚度接近时,可采用两端固接计算简图计算；2地下室外墙相连的柱或墙刚度较大,且外墙板长高比小于2时,可按双向板设计；3建筑尽量不要用重力式挡土墙;2、参数选取1土质情况：根据实际选取,粘性土：18KN/m3；水容重：m32主动土侧压力系数：一般取；可根据地勘报告计算K0=1-sinφφ为土的有效内摩擦角3外墙尺寸：一层地下室：250-400mm；二层地下室：400-500；4混凝土强度：一般为C25-C353、配筋要求竖向和水平分布钢筋应双层双向布置,间距不宜大于150mm,配筋率不宜小于%高规三、地下室底板设计标准规定：地下室底板结构体系应由设计单位提供两个或以上方案综合比选,初步设计时可按下列原则选用：A、当建筑场地、地下水位、地下室底板标高和室外地坪标高等因素和条件适当时,地下室可不设结构底板,室内仅设置建筑地面;不设地下室结构底板的建筑,应采取设置地下盲沟管等有效的排水措施,确保地下室室内的正常使用;B、设置地下室底板时,在仅考虑地下水浮力的情况下,当水头小于时,地下室底板优先选用板式结构体系；当水头大于时,地下室底板优先选用梁板结构体系;1、整体抗浮底板设计1计算公式地基基础规范：G k/G G,G≥G G；G G一般取注：1G k为建筑物自重及压重之和,不包括活荷载和后砌隔墙荷载；结构自重应取材料容重较小值；2水头高度的计算,无论抗浮的设计水位的标高是否高于地下室顶板,计算时最高取至地下室顶板标高3地下室顶板的覆土容重,位于地下室水位以下,取浮容重,位于地下水位以上根据压实程度取16-18;2处理方式1对非岩石地基如粉质粘土、粉土、中粗砂等易开挖的地基,首选地下室底板压重方案；造价低2对岩石地基等开挖难度较大的地基,优选地下室顶板压重的方案多层地下室同理;造价高2、局部抗浮底板设计1计算方法1荷载确定：浮力-底板及其上部恒载其中,浮力的分项系数取；自重分项系数取2防水板采用防水板形式,厚度约250-400mm,防水板不考虑地基沉降对板变形的影响,仅承受水浮力以及上部的荷载;设计方法：可在盈建科软件进行防水板的设计;3筏板如果采用筏基,筏板需要进行抗浮设计,满足承载力等要求外,还需满足抗浮要求;四、地下室顶板1、顶板选型1若地下室顶板作为结构嵌固端：一般上部有塔楼1作为上不结构嵌固部位的地下室楼盖的混凝土强度等级不宜低于C30高规；2普通地下室顶板厚度不宜小于160mm；作为上部嵌固端部位的地下室楼层的顶板应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于%；高规3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；高规4地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点设计要求高规5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;2地下室顶板不作为结构嵌固端：上部没有塔楼顶板覆土厚度一般控制在～,局部可堆高至～,堆高点宜选在柱上并向四周放坡,顶板荷载应按景观要求分块计算;当堆高面积过大时,可采用地垄墙形式降低荷载；2、顶板荷载选取恒载主要是覆土厚度,按实际情况,覆土容重按实际18KN/m3正常使用活荷载m2考虑景观,一般可以取m2,如有人防要求,核6级甲类防空地下室人防荷载取m2;消防车道：单向板楼盖板跨不小于2m或双向板楼盖板跨不小于3m：35kN/m2；双向板楼盖板跨不小于6m6m或无梁楼盖柱网不小于6m6m：20KN/m2;折减系数荷载规范楼面梁：第8项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵勒应取,对单向板楼盖的主梁应取,对双向板楼盖的梁应取.墙、柱和基础：第8项的客车吗,对单向板楼盖应取,对双向板楼盖和无梁楼盖应取.注：消防荷载参考附录B进行折减;2、筑博选型对比可行的平面布置方案有：1、单向板方案；2、加腋大板主梁方案；3、井字梁方案；4、无梁楼板方案；5、十字梁方案,具体如下：1单向板方案平面布置及梁、板配筋结果如下：2加腋大板主梁方案平面布置及梁、板配筋结果如下：3井字梁方案平面布置及梁、板配筋结果如下：4十字梁方案平面布置及板配筋结果如下：梁加腋详图同方案一5无梁楼板方案平面布置及梁、板配筋结果如下：根据以上各方案,对其钢筋、混凝土和模型用量进行统计,综合比较如下：采用无梁楼盖方案,如能降低地下室层高米,每平米可以额外节约造价81元;由以上统计可知,无梁楼盖方案在综合造价方面有较大优势,故建议地下室顶板采用无梁楼盖方案;五、无梁楼盖设计1、暗梁：暗梁宽度取柱宽及两侧各倍板厚之和高规2、柱帽：柱托板的长度和厚度应按计算确定,且每方向长度不宜小于板跨度的1/6,其厚度不宜小于板厚度的1/4;7度时宜采用柱托板,8度时应采用有柱托板,此时托板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽度和4倍板厚之和;3、双向无梁板厚度与长跨之比4、设计要点1无梁楼板的建模：PMCAD虚梁+弹性板6；PMCAD等代扁梁+不需输入弹性板6六、盈建科参数1、地下室信息。
高层结构嵌固端的选取
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。
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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。