176-赵青春-地下室地下一层楼板嵌固端影响分析
关于高层建筑结构两层地下室嵌固端选取的探讨
关于高层建筑结构两层地下室嵌固端选取的探讨摘要：高层建筑结构嵌固端的选取对结构计算有一定的影响，本文通过一个工程实例论证了其对结构内力配筋的影响情况，提供了一种如何确定结构嵌固部位的方式，并为以后结构设计人员类似工程的设计提供了一定的参考价值。
关键词：高层建筑；刚度比；嵌固端；PKPM软件1．前言高层建筑在进行结构分析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，从设计的角度讲不经济；有地下室但层数或多或少，且基础形式各种各样；另外，高层建筑结构计算软件的计算模型对嵌固端的选取也是在假设的基础上，针对上述诸方面的考虑，因此，正确选取结构嵌固端显得尤为重要，它不仅关系到结构计算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和局部结构的经济性。
2．地下室顶板作为高层建筑上部结构嵌固端的条件及技术措施根据《高规》第5.3.7条及《抗规》6.1.14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,地下室的楼层侧向刚度不应小于相邻结构楼层侧向刚度的2倍。
规范要求,地下室的侧向刚度不应小于相应塔楼侧向刚度的2倍,但实际上地下室的侧向刚度与塔楼的侧向刚度是不连续的至少很大部分是不连续的,这主要体现在以下几个方面：1)地下室往往比塔楼平面大,抗侧力构件数量增多；2)地下室往往有较厚的侧壁和地下水池、人防墙体等混凝土墙,从而大大增加了地下室的侧向刚度,但这些构件与上部结构是不连续的,分布也是不均匀的。
当然如果地下室与基础设计成箱形基础时,刚度的均匀性要好得多。
因此,地下室作为上部结构的嵌固部位往往是有条件的或者说是一种弹性的，这个条件就是地下室与上部结构之间必须有良好的侧向力传递。
基于这个条件,地下室的嵌固作用就与带转换层的结构非常类似了。
1)结构竖向构件的连续性,上部的框架柱、抗震墙都尽量能落在地下室,在有必要的情况下能尽量的加强；2)楼板的作用,如加厚板厚,加大楼板混凝土强度等级,以及加大楼板的配筋率。
结构嵌固端的选取及设计建议
2020.14科学技术创新结构嵌固端的选取及设计建议马建（安徽省建筑设计研究总院股份有限公司，安徽合肥230000）结构嵌固端的确定是结构分析计算的前提条件，而嵌固端的选取涉及到各种不同情况，有无地下室，基础形式，基础埋深，结构布置等因素。
正确的选取结构的嵌固端是结构模型计算中一个非常关键的假定，他不仅影响结构的侧向刚度，还关系到结构的内力分布及各项设计指标的真实性，对建筑物的建造成本有一定的影响。
因而在此对结构嵌固端的问题作一些探讨。
1嵌固端的定义结构的嵌固端顾名思义就是结构构件在此部位固定不动的。
除了能承受弯矩、轴力、剪力外，在水平方向和竖直方向位移均为零。
按抗震概念设计就是在地震作用下结构竖向构件预期塑性出现的部位。
这就要求嵌固端在平面内有足够连续的刚度，在理论上能限制结构竖向构件在两个水平方向的平动位移，以有效传递地震基地剪力。
同时要求嵌固端在平面外有足够刚度，从而在理论上能限制结构竖向构件的绕竖轴的转角位移。
2嵌固端的类型嵌固端分为无地下室的和有地下室两种情况，其中无地下室又分两种情况：基础埋深较浅以基础（承台）面作为结构嵌固端和基础埋深较深以刚性地坪作为结构的嵌固端。
有地下室的嵌固端也分为两种：地下室顶作为嵌固端和基础顶作为嵌固端。
3无地下室嵌固端的条件以基础（承台）面作为结构嵌固端就是利用基础的“无限”刚度概念。
同时在基础纵横方向设置刚度较大的基础梁加以相连，从而保证柱根之间有足够刚度不产生相对位移，且能承受或平衡柱根弯矩，达到嵌固端的假定。
一般首层高度从基础顶面算起。
以刚性地坪作为结构的嵌固端，一般基础（承台）面标高与首层楼面标高有一定的距离，不设基础拉梁或基础拉梁在地坪位置，因其刚度过小，而达不到嵌固端的要求，应在地面标高处设刚性地坪来作为结构的嵌固端。
4有地下室嵌固端的条件地下室顶作为嵌固端需要满足两个条件：（1）地下室应为完整的地下室，即地下室四面围土，如三面围土，是不满足条件的；结构地下室顶板标高不能比室外结构顶板标高相差太大，一般不应大于地下室一层层高的三分之一；地下室顶板应避免开设大洞，并应在地上结构相关范围的顶板采用现浇梁板结构；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，且每层每个为向的配筋率不宜小于0.25%。
地下室顶板开大洞嵌固可行性分析
地下室顶板开大洞嵌固可行性分析陆伟华【摘要】顶板楼盖是传递水平力的重要构件,顶板开洞后,局部水平力传递不直接,传力路径发生变化,局部楼板应该集中,可能先期塑性破坏,不能够有效传递水平力,必须通过楼板应力分析,考察楼板在地震作用下的完整性、可行性.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】3页(P85-87)【关键词】水平力传递;顶板约束能力;嵌固端;楼盖刚度和强度【作者】陆伟华【作者单位】上海红星美凯龙房地产集团有限公司上海200062【正文语种】中文【中图分类】TU931 引言近现代建筑建设体量大、体型复杂、形式丰富；特别现在楼盘开发中，一般采用地下整体车库，地上几个或者十几数十个单体塔楼，选取合适的嵌固端，能合适的反映建筑受力传力状态并可以简化计算；一般把地下室顶位置设置为嵌固端，以此避免大底盘多塔的复杂计算分析，节省工程造价。
嵌固端位置选设的可行性，是指嵌固端下部具有足够的刚度和强度，并有效传递单体底部水平力。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ-2010）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；同时，规范对地下室顶板的厚度、配筋率作了量化要求，并须避免顶板开大洞，以此确保水平力的有效可靠传递。
近些年来，建筑师及业主对建筑品质的要求越来越高，在地下室顶板开取采光井、采光带或者设置下沉庭院；根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ-2010）及《建筑抗震设计规范》（GB5011-2010），建筑地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室顶板应避免开设大洞口。
因此，对开设大洞口的地下室顶板嵌固可行性应充分计算分析，论证其嵌固取设的可行性。
2 工程实例本文以工程实例，探讨分析这类工程的嵌固计算分析方法及设计加强措施。
2.1 工程概况安徽阜阳某住宅小区，单体地下一层，地上十五层，剪力墙结构，地下为车库。
底部嵌固层刚度比问题
楼主：讨论：现在高层地下嵌固刚度比可以取1.5吗该帖被浏览了3845次 | 回复了33次1. 新《高规》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。
新《高规》5．3．7（条文说明）：本条给出作为结构分析模型嵌固部位的刚度要求。
计算地下室结构楼层侧向刚度时，可考虑地上结构以外的地下室相关部位的结构，“相关部位”一般指地上结构外扩不超过三跨的地下室范围。
楼层侧向刚度比可按本规程附录E．0．1条公式计算。
（实际上就是剪切刚度比）。
2. 新《抗震》6.1.14条：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。
问题：根据《GB8170-87数值修约规则》3.2条及《GB/T 8170-2008 数值修约规则》3.2条中的“4设5入原则”，则：1）上面第1条“下/上”的刚度比“2”可取为1.5。
2）上面第2条“上/下“的刚度比“0.5”可取为 0.54，即“下/上”=1/0.54= 1.85请问：高层建筑按其中的哪一个（ 2 , 1.5, 1.85 )进行控制比较合适？1. 请问：有谁听专家讲授《高规》、《抗震》，或从其它专业资料中有确切说法？2. 不只一次听专家讲课时，“建筑总高度”可以按《GB8170-87数值修约规则》确定，例如：砖混结构限高21米，则可以设计到21.4米或21.45米，如此设计是符合规范要求的。
3. 但是，对规范中的其它数值，过去没有注意是否可以按《GB8170-87数值修约规则》确定？建筑抗震设计规范疑问解答王亚勇戴国莹》P65“（4）地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用，可近似要求地下室的侧向刚度与上部结构侧向刚度之比不小于2（可按有效数字控制）”根据有效数字的舍入规则，地下室/首层=1.5（1.5~2）即可满足要求。
《建筑结构设计问答及分析朱丙寅》P126"侧向刚度的2倍的要求可理解为有效数字满足2倍，即地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部楼层侧向刚度的1.5倍。
关于地下室顶板作为嵌固端的探讨_百度文库.
20108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,所谓嵌固部位也就是预期塑性铰出现的部位,确定嵌固部位可通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现。
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;设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,本文主要是针对综合管理办公大楼工程的一层地下室不作为嵌固端的确定进行讨论,并由此引伸出若干相关的技术问题。
1工程概况本工程位于深圳宝安沙井的安托山综合管理办公大楼,本文主要是讨论该工程的一层地下室不作为嵌固端的问题,根据使用功能,一层板面高出地面 1.5米,是半地下室,层高限制部分选用无梁楼盖。
下图是安托山酒店的整体效果图和一层总平面图。
图 1安托山酒店效果图图 2酒店一层地下室平面图2结构嵌固端的条件2.1单层地下室建筑单层地下室建筑宜将基础底板作为结构嵌固部位,这样可以充分利用基础的“ 无限刚” 的假定,也为首层楼面的灵活选型创造条件:即使是首层楼面留有大洞口。
或选用无梁楼盖结构,都不会影响结构计算的准确性,本文所引用的工程,计算时地下室外墙按梁输入,回填土对地下室约束相对刚度比为 3,半刚,使程序将结构在基础底板处嵌固。
2.2地下室顶板作为建筑上部结构嵌固端的条件及技术措施根据《高规》第5.3.7条规定:建筑结构计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下室的楼层侧向刚度不应小于相邻结构楼层侧向刚度的 2倍。
规范要求,地下室的侧向刚度不应小于相应塔楼侧向刚度的 2倍, 但实际上地下室的侧向刚度与塔楼的侧向刚度是不连续的,至少很大部分是不连续的,这主要体现在以下几个方面:a 地下室往往有较厚的侧壁和地下水池、人防墙体等混凝土墙,从而大大增加了地下室的侧向刚度,但这些构件与上部结构是不连续的,分布也是不均匀的。
关于建筑结构嵌固端的问题探讨
摘要：嵌固端的合理选取对结构设计的合理性至关重要，文章从嵌固端的概念出发，分析嵌固端的理论要求，另外结合规范条文应证其提出的合理性，最后讨论在设计过程中对于不同情况下嵌固端设置的要求及设计时应采取的构造要求。
关键词：嵌固端；顶板嵌固；刚度比一、结构嵌固端的相关概念结构嵌固端，从字面理解即为结构的嵌固部位。
从内涵上来说对于结构的嵌固端意味着在地震水平作用下，嵌固部位及以下的结构，可能包含地下室，基础等，将随土体一起运动，与土体不产生相对运动，但嵌固端以上结构会与嵌固端及嵌固端以下结构产生相对运动。
从力学概念来说，该运动包含了水平位移及竖向位移，此外还有转角。
二、概念上对于结构嵌固端的要求从概念上出发，结构嵌固端控制的核心要素即为相对运动，相对运动意味着变形。
在力学概念中当某个物体的刚度无限大时，那么这个物体在力的作用下是不会产生形变的，所以从嵌固端的概念上来看，首先就是要控制刚度，只有把刚度控制好了才能限制相对运动或变形。
但是仅限制刚度是否能满足要求呢？答案是否定的。
因为刚体虽为不发生形变的物体，但是是在一定条件下，要么外力小到一定范围，要么刚体足够强，强到很大的外力也无法破坏这个刚体。
控制外力到一个足够小的范围显然是不科学，也是很难实现的，因此，从另一方面来说我们只能把刚体做到足够强，这在客观上是可以实现的，所以，对嵌固端的另外一个要求即为对其强度的要求。
三、规范对嵌固端的相关要求对于在设计中常出现的地下室顶板嵌固的情况，规范上对其作为上部结构嵌固端的基本要求亦是从刚度与强度方面提出的。
（一）限制水平位移及传力连续性从限制水平位移方面来看，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称高规）中12.2.6条要求地下室外周应采用级配砂石、灰土、砂土作为回填料，并应严格分层夯实，《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中第8.4.24条对其有更加准确的要求—回填时应先清除杂物，在相对的两侧或者四周围同时回填，并分层压实，对回填土的压实系数提出大于等于0.94的要求，而从此条的条文说明里面亦能得到如下信息：回填土的质量能显著影响结构的埋置作用，若无法保证填土和地下室外墙间的紧密联系，将会减弱土对其的约束作用，降低基侧土对地下结构的阻抗。
嵌固端所在层号问题的讨论
当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，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。
地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。
抗震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 部分框支抗震墙结构的抗震墙，其底部加强部位的高度，可取框支层加框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的1／10二者的较大值。
其他结构的抗震墙，房屋高度大于24m 时，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；房屋高度不大于24m时，底部加强部位可取底部一层。
3 当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时，底部加强部位尚宜向下延伸到计算嵌固端。
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；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一：1)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。
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 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。
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：1 地下室顶板应避免开设大洞口，其混凝土强度等级应符合本规程第3．2．2条的有关规定，楼盖设计应符合本规程第3．6．3条的有关规定；2 地下一层与相邻上层的侧向刚度比应符合本规程第5．3．7条的规定；3 地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点设计应符合下列要求之一，1)地下一层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；地下一层梁端顶面和底面的纵向钢筋应比计算值增大10％采用。
嵌固端的位置选取对高层建筑地震作用及用钢量的影响
嵌固端的位置选取对高层建筑地震作用及用钢量的影响【摘要】本文总结了高层建筑嵌固端应满足的条件，运用PKPM结构设计分析软件对某实际工程进行计算分析，揭示嵌固端位于不同位置对结构地震计算及工程用钢量的影响，通过对比分析，根据经济性原则选取嵌固端的合理位置。
【关键词】嵌固端；地下室；高层建筑1.前言高层建筑的嵌固端就是预期塑性铰出现的部位，确定嵌固部位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。
结构设计中，对于具有两层地下室的高层建筑，一般可以将嵌固部位设置在地下一层顶板处，也可以将其设置在地下一层底板（地下二层顶板）处，或者是基础顶处。
对于一个工程来说嵌固端究竟设置在何处，都应该由地下室结构的楼层侧向刚度与相邻上部结构楼层侧向刚度之比等条件来确定。
规范规定地下一层顶板作为上部结构的嵌固部位时，应满足：（1）对于地下一层侧向刚度与地上一层楼层侧向刚度的比值，各规范中的规定稍有不同。
其中，《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.3.7条规定：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；《建筑抗震设计规范》6.1.14条第2款规定：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；《建筑地基基础设计规范》第8.4.25条第一款规定：当地下一层顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层的结构侧向刚度大于或等于与其相连的上部结构底层楼层侧向刚度的1.5倍。
因此当结构地下一层与地上一层的侧向刚度比值难以达到2倍时，可以按1.5倍执行。
（2）地下一层的结构顶板应采用梁板式楼盖，板厚不应小于180mm，其混凝土强度等级不宜小于C30；楼面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）地下室外墙和内墙边缘的板面不应有大洞口，以保证上部结构的地震作用或水平力传递到地下室抗侧力构件中。
（4）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，且地下一层柱上端节点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。
关于高层建筑结构设计中地下室嵌固作用的思考
关于高层建筑结构设计中地下室嵌固作用的思考[摘要]:本文主要对高层建筑结构中地下室嵌固作用进行了思考与探讨，希望能在今后人们在高层建筑中设计高层建筑结构中的地下室起到一定的参考作用。
[关键词]：高层建筑；地下室；嵌固端；回填土引言：由于城市用地的紧张，现在很多大城市都会采取建设高层建筑的方法来缓解土地紧张的问题，这就是所谓的纵向发展，既然有向上发展的可能，自然就有了地下室的出现，那么地下室的嵌固作用到底是怎么样发挥的呢？到底哪些因素会影响到地下室的嵌固作用呢？我们又该如何对其进行优化呢？这些都是本文主要阐述的内容，也是我们在高层建筑结构中设计地下室时需要考虑的方面。
1. 高层结构设计地下室时嵌固端的选取的原则我们都知道，高层建筑结构对于嵌固端的选取非常有讲究，而在建筑结构设计中嵌固端，就是我们平常说的固定端，不允许构件在此部位有任何位移，对于没有设计地下室的高层建筑与设有地下室的高层建筑这两类建筑物都有很大的区分。
而在其中，地下室的多少，地下室的层高以及地下室的大小等等很多的因素也会影响其嵌固端最后的选择。
所以在高层建筑结构里，我们首先要知道怎么选取嵌固端，尤其是在设计有地下室的高层建筑结构中。
本文主要讨论高层建筑结构中设计地下室的情况。
在设有地下室的高层建筑结构中，嵌固端通常选取在首层地下室顶板，但是并不是所有的地下室顶板都能成为嵌固端的所在位置，地下室顶板要真正成为结构嵌固端也是需要很多条件的，列举如下：(1)地下室顶板标高和室外地坪的高差不能太大，比较极端的情况下，比如半地下室，那么首层楼面一般性是不能成为结构嵌固端的，除非它的高差只有1—3级台阶高度时才可能将其考虑；(2) 地下室结构必须具备足够的整体刚度和足够的承载力，那么在地震的作用下，当上部结构进入弹塑性工作阶段，地上一层柱底或墙底出现塑性铰时，地下室结构仍可保持弹性工作状态。
（3）地下室顶板结构应为梁板体系(即不可设计成无梁楼盖)，楼面框架梁的抗弯刚度要足够大，楼板也要有相当厚度；（4）地下室侧壁要有良好侧限，即必须与“地球”有良好的接壤，上述半地下室顶板不能成为结构嵌固端的原因就是不满足此条件。
高层地下室结构设计时的一些常见问题的分析及解决
高层地下室结构设计时的一些常见问题的分析及解决高层地下室结构设计时的一些常见问题的分析及解决摘要：随着城市发展的需求，现代高层建筑由于技术、经济、使用等各方面的因素，一般都设有大底盘地下室，通常为1～2层，随着建筑物高度的不断增加，地下室的层数也随之增加。
人们对地下空间需求的不断增长，致使裙房的底盘面积在增加。
地下工程在整个建设项目中所占的比重越来越大。
由于地下工程材料消耗大、建造周期长、施工难度大，因此结构设计的好坏将会对整个项目的设计周期、施工工期以及建造费用产生巨大的影响。
另外，地下室结构的设计也比较复杂，主要技术问题有：地基承载力及变形问题、抗浮问题、不均匀沉降问题、结构超长问题、基础型式的选取和计算方法问题、人防设计等等；这里仅对地下室设计中遇到的常见问题进行分析，并给出对策措施，简要分析地下室结构设计中的技术、经济问题及其相互关系。
关键词：抗震等级和嵌固端抗浮不均匀沉降裂缝保护层1.抗震等级和嵌固端问题地下室如果设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响。
地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位，规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。
《建筑抗震设计规范》第6.1.3条规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低，但不应低于四级。
地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。
因此，要合理确定地下室的抗震等级，必须首先解决嵌固端是首要问题，下面对嵌固端进行如下分析和设计：1）嵌固部位的刚度比要求：PKPM计算时宜采用剪切刚度比或地震力与相应层间位移比的计算方法（剪切刚度比较严格），当地下室是上部多塔楼的大底盘（无裙房）的，拟将地下室顶部作为嵌固端的条件是：大底盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总刚度比不应小于2，每栋塔楼有效影响范围内的地下室（塔楼周边外扩与地下室高度相等的水平长度）剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不应小于1.5。
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第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 作者简介：赵青春（1983—）, 男, 硕士, 工程师 地下室地下一层楼板嵌固端影响分析
赵青春 （上海建筑设计研究院有限公司，上海 200041） 【摘要】 高层建筑在进行结构计算分析时，必须首先确定结构的嵌固部位。嵌固部位通常选择在地下室顶板。但是由于地下室顶板在实际通常有较大开洞或高差，不满足嵌固条件。需要对嵌固端进行调整。本文在实例工程中通过采用pkpm软件建立地下室及二个单体的多塔模型，并用pmsap模块对地下室地下一层楼板在不同覆土约束、不同方向地震力、不同洞口大小对楼板应力及位移影响进行计算和分析，以分析该处楼板是否满足嵌固要求。为类似工程分析研究提供参考。
【关键词】 高层建筑；地下室；嵌固端；周边土约束； Effect analysis of the basement B1 slab opening on the fixed-end of the super high-rise building Zhao QingChun （Shanghai Institute of Architectural Design & Research Co., Ltd., Shanghai 200041） Abstracet: When high-rise building undergoing structural calculation and analysis, you must first determine the fixed-end of the superstructure. The top slab of basement is usually chosen as the fixed-end of the superstructure. However, because there is usually a large open hole or height difference in top slab, does not meet the conditions for fixed-end of the superstructure. It needs to be adjusted for fixed-end of the superstructure. In this paper, examples of works created in the basement and two multi-tower model monomers by using PKPM software module with PMSAP overburden layer slab at different constraints, seismic forces in different directions, different hole size slab stress and displacement effect on the conduct of the underground basement calculation and analysis, to analyze where the floor meets the requirements of fixed-end of the superstructure. Provide reference for similar projects analyzed.
Keywords：high-rise building；basement ; fixed-end of the superstructure；restriction of foundation soil
1 工程概况 上海真如城市副中心项目5,6号楼位于项目的A5地块北侧，设两层地下室并与A5地块地下室整体相连。地下室为地下三层，2栋塔楼为地下二层（5#楼地下一层与一层之间有夹层），地上32层。地下部分为商业，地上部分为办公，层高3.0米，结构主屋面高度99.00米。 地下室采用框架体系，2栋塔楼采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，结构计算均以地下一层楼板为嵌固层。 在高层建筑结构计算中，考虑到地下室的抗侧刚度远远大于上部结构的抗侧刚度，近似把地下室顶板作为上部结构嵌固部位。根据《建筑抗震设计规范》( GB50011—2010 )［3］，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。 本工程由于地下室顶板因为在首层处楼板有较大开洞，且在地下室顶板处楼板有1m高差，不第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 满足嵌固条件。需将嵌固端调整至地下一层。地下一层嵌固条件虽优于地下室顶板，但是也存在较大洞口。本文在实例工程中通过采用pkpm软件建立地下室及二个单体的多塔模型，并用pmsap模块对地下室地下一层楼板在不同覆土约束、不同方向地震力、不同洞口大小对楼板应力及位移影响进行计算和分析，以分析该处楼板是否满足嵌固要求。
2 地下室楼板嵌固情况
由于本工程首层周边局部开洞，且塔楼首层楼面和地下室顶板高差1m，局部1.5m，故将4栋塔楼的结构嵌固层设置于地下一层楼板。采用多塔方法对A5地下室和5,6#楼进行整体计算，将计算结果与单塔的结果进行比较。并通过PMSAP程序对多塔模型下的地下一层楼板和地下一层顶板进行地震工况下的应力和变形分析，以论证开洞对嵌固端的影响。 因为在首层处楼板有较大开洞，且在地下室顶板处楼板有1m高差，所以2栋塔楼的嵌固端均设置于地下室地下一层。 5#北侧地下一层地下室楼板存在较大开洞，为保证地下一层嵌固，在地下室周围增加较多墙体，以提高地下一层刚度。
3 楼板开洞情况说明
地下一层位置及大小如图2.2 所示，楼板开洞位于纯地下室范围。地下室及单体整体计算模型如图2.3 所示 原有楼板开洞X向边长越为48m，Y方宽度为4.8m~15m。后增加两条连廊。 原有全部结构开洞面积占总面积7.47%。增加连廊后全部开洞面积占总面积6.2%。增加连廊宽度为原洞口宽度25%。
图 2.1原有结构图 2.2 增加连廊后结构
图 2.3 下室及单体整体计算模型 第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 4 结构分析及措施 采用pkpm软件建立地下室及二个单体的多塔模型，并用pmsap模块对地下室地下一层楼板在地震作用下的应力和位移进行计算和分析。 纯地下室范围顶板厚度250mm，塔楼范围顶板厚度180mm，混凝土强度等级均为C35。 地下一层楼板厚度180mm。 5#楼处于地下室南侧，6#楼处于地下室东侧，两栋塔楼均在地下室边缘地带，且5#北侧与地下室相交区域存在开洞，塔楼地下部分周围区域刚度较弱。为了地下一层更有利的嵌固，计算时，利用地下室的外墙和局部及洞口边增加的剪力墙来增加结构的刚度。 计算考虑三种因素对楼板嵌固的影响： （1）覆土约束对楼板应力及位移影响。工况1～3。 （2）不同方向地震力对楼板应力及位移影响。工况2，4，5。 （3）5#北侧洞口大小对楼板应力及位移影响。工况2，6，7。
图 4.2工况1:不考虑土约束 图4.3工况2:考虑土一层土约束 图4.4 工况3:考虑两层土约束
图4.5 工况4:Y向地震工况（一层土约束） 图4.6 工况5:X向地震工况（一层土约束）
图4.7 工况6: 5#北侧无连廊工况（一层土约束） 图4.8 工况7: 5#北侧开洞完全取消工况（一层土约束） 第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 5 计算结果汇总分析 （1）覆土约束对楼板应力及位移影响分析。 工况1～3分别计算三种覆土工况下楼板应力及位移情况。将结果汇总如下： 表5.1 地下一层楼板应力及位移结果分析：（楼板厚度180mm，混凝土强度等级C35）
地下一层楼板 S1主拉应力（极值） （N/mm2） 位移 （mm） X向地震 Y向地震 X向 Y向 工况1 0.21～0.68（1.495) 0.12～0.41(0.695) 0.5 0.7 工况2 0.24～0.58（1.473） 0.07～0.32（0.497） 0.4 0.4 工况3 0.13～0.58（1.50） 0.09～0.44（0.853） 0.5 0.9 从上表可以看出，三种工况下地震作用下地下一层楼板拉应力普遍在0.13～0.68 N/mm2，远远小于混凝土本身抗拉强度。局部楼板拉应力极值为1.495 N/mm2，也小于混凝土本身的抗拉强度。顶板的Y向最大位移0.9mm，层间位移角为1/6550。工况2下楼板位移及应力最小，总的可以看出覆土约束对地下二层楼板应力及位移影响不大，且都能满足作为嵌固的要求。 表5.2 地下室顶板应力及位移结果分析：（室内楼板厚度180mm，室外250mm,混凝土强度等级C35）
地下室南侧顶板 S1主拉应力（极值） （N/mm2） 位移 （mm） X向地震 Y向地震 X向 Y向 工况1 0.14～0.561（1.54） 0.21～0.85（1.97） 2.1 2.2 工况2 0.17～0.84（1.51） 0.20～0.95（1.84） 2.0 2.0 工况3 0.14～0.56（1.53） 0.21～0.85（1.99） 2.1 2.3 从上表可以看出，三种工况下地震作用下地下室顶板拉应力普遍在0.14～0.95 N/mm2，远远小于混凝土本身抗拉强度。局部楼板拉应力极值为1.99 N/mm2，超过混凝土本身的抗拉强度，此部分楼板需进行补强。顶板的Y向最大位移2.3mm，层间位移角为1/2910。可以看出覆土约束对地下一层顶板应力及位移影响不大。
（2）不同方向地震力对楼板应力及位移影响分析。 工况2，4～5分别计算三种地震方向工况下楼板应力及位移情况。将结果汇总如下： 表5.3 地下一层楼板应力及位移结果分析：（楼板厚度180mm，混凝土强度等级C35）
地下一层楼板 S1主拉应力（极值） （N/mm2） 位移 （mm） X向地震 Y向地震 X向 Y向 工况2 0.24～0.58（1.473） 0.07～0.32（0.497） 0.4 0.4 工况4 0.19～0.45（0.85） 0.07～0.30（0.544） 0.4 0.6 工况5 0.12～0.45（0.846） 0.10～0.30（0.544） 0.4 0.6 从上表可以看出，三种工况下地震作用下地下一层楼板拉应力普遍在0.07～0.58 N/mm2，远远小于混凝土本身抗拉强度。局部楼板拉应力极值为1.47N/mm2，也小于混凝土本身的抗拉强度顶板
的Y向最大位移0.6mm，层间位移角为1/9830。覆土约束对地下二层楼板应力及位移影响不大。