嵌固端的确
如何确定结构设计嵌固端
![如何确定结构设计嵌固端](https://img.taocdn.com/s3/m/acce0764182e453610661ed9ad51f01dc381577e.png)
如何确定结构设计嵌固端结构设计嵌固端(也称为支承端或支座)是指结构物在建设过程中与其他部分连接的端部,它主要负责承受来自其他部分的荷载,并将这些荷载传递到地基或支承体上。
嵌固端的设计对结构物的安全性和稳定性至关重要,因此确定结构设计嵌固端需要进行详细和准确的工程分析和计算。
以下是确定结构设计嵌固端的步骤:1.收集资料:在开始设计工作之前,需要收集与项目相关的所有必要资料,包括结构的规模、形状和用途,以及所用材料的强度和性能参数等。
2.确定约束条件:嵌固端是通过与其他部分的连接来固定结构的。
因此,需要根据结构的实际情况,确定约束条件,包括嵌固端所能承受的最大荷载、允许的变形和位移等。
3.分析结构荷载:确定嵌固端的设计需要先分析结构物所受的荷载,包括静荷载、动荷载和温度荷载等。
这些荷载将会影响嵌固端的尺寸、材料和性能等。
4.确定危险区域:在确定嵌固端的位置和形式时,需要将结构物划分为不同的危险区域,即荷载集中和应力集中区域。
这些区域通常是结构物的角部、对接处、支座等。
5.选择嵌固端形式:根据结构的具体要求和设计荷载,选择适合的嵌固端形式。
常见的嵌固端形式包括铰接支点、固定支点、刚性支座和弹性支座等。
6.进行结构分析和计算:使用结构分析和计算方法,对结构进行详细和准确的荷载和强度计算,包括静力和动力分析。
这些分析和计算结果将用于确定嵌固端的尺寸、形状和材料等。
7.设计嵌固端尺寸和材料:根据结构分析和计算的结果,确定嵌固端的尺寸和材料。
尺寸要满足结构的稳定性和安全性要求,而材料要满足所需的强度和耐久性。
8.进行验算和优化设计:对所设计的嵌固端进行验算,确保其满足设计要求。
如有必要,对嵌固端的尺寸和材料进行优化设计,以提高结构的性能和效率。
9.编制结构设计嵌固端图纸:根据确定的嵌固端设计,编制相应的结构设计嵌固端图纸,包括详细的尺寸、形状和材料规格等。
10.进行施工和安装:在进行结构的施工和安装时,需要按照设计要求和图纸进行操作,确保嵌固端与其他部分之间的连接牢固和稳定。
嵌固端 计算 定义
![嵌固端 计算 定义](https://img.taocdn.com/s3/m/4bb61f53f01dc281e53af077.png)
高层里对地下室作为嵌固端有条件设置,一个是板厚度要不小于180mm,地下室的侧向刚度与上层的侧向刚度比值,国标要求不小于2,上海规范要求不小于 1.5。
当判断地下室顶板能否作为上部结构嵌固端时,应在地下室信息的回填土对地下室约束比例系数m值(应该是土层水平抗力系数比例系数m值)填0.在满足这两个条件下,地下室可以作为上部结构的嵌固端。
综合各方面的意见,个人认为应该如下处理:第一步:判断地下室顶部能否作为嵌固端(方法:顶板厚度,剪切刚度比(m=0),地下室剪切刚度为上部塔楼对应的下部地下室按45度扩展得到的范围)第二步:能作为顶板时,考虑地下室建模,地下室层数设为1,回填土约束刚度填5或者其他数,根据经验而定。
因为土对地下室的约束力是呈三角形分布,取负值反映不出该效果。
不能作为顶板时,考虑地下室建模,地下室层数设为1,回填土约束刚度填0。
第三步,SA TWE计算中选择地震力和层间位移刚度比;以下参考中华钢结构论坛回答一:嵌固部位应理解为该部位无水平位移,一般应将地下室一起建模,像这种不可当嵌固部位的回填土的约束刚度可以输入0~5,具体以实际工程为准,填0表示回填土无约束,》=5则约束刚度近似嵌固,具体据地下室周侧土土质情况判定,一般可以填3。
楼上的问题:1、当地下室完全嵌固的时候。
是否可以将地下室那一层删除,不建模?或者是,将回填土的约束刚度取5,来表示完全嵌固?pkpm技术部意见为应以实际情况建模,及应一起计算,但在回填土的约束刚度一项应填-1,则计算程序考虑将地下室顶面做嵌固端。
2、若地下室不嵌固的时候,就将回填土的约束刚度填小于5(根据经验来判断这个数值的大小)的数值。
回答二:当在证明不是嵌固的时候,计算结构时,选用”地震力和层间位移“这项。
然后回填土用0。
这样不考虑回填土对地下室的约束作用。
层间刚度比指的是楼层本身的剪切刚度比(见高规对嵌固的定义)。
我曾经用很粗的模型算了一下,用文克勒地基模型作为土的刚度,计算其土的刚度还不到标准层剪切刚度的80%,当然用这种模型有值得商榷的地方,但也能反映一定的问题。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/ee578a470722192e4536f6a4.png)
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。
高层建筑嵌固端
![高层建筑嵌固端](https://img.taocdn.com/s3/m/394ab778cdbff121dd36a32d7375a417876fc119.png)
高层建筑嵌固端在高层建筑的结构设计中,“嵌固端”是一个至关重要的概念。
它不仅关系到结构的安全性和稳定性,还对建筑的抗震性能、经济性等方面产生着深远的影响。
那么,什么是高层建筑嵌固端呢?简单来说,高层建筑嵌固端就是在结构计算中假定为固定不动的部位。
这个部位在水平力作用下,位移非常小,可以近似看作是固定端。
它就像是一座高楼的“根基”,为整个建筑提供了坚实的支撑和约束。
嵌固端的选择并非随意而定,需要综合考虑多种因素。
首先,地质条件是一个重要的考量因素。
如果建筑所在地的地质条件较好,能够提供足够的承载能力和稳定性,那么就有可能选择较低的位置作为嵌固端。
反之,如果地质条件较差,可能需要将嵌固端设置在更高的楼层,以确保结构的安全性。
其次,建筑的功能和使用要求也会影响嵌固端的选择。
例如,对于一些底部有较大空间需求的建筑,如商场、停车场等,可能需要将嵌固端设置在较高的位置,以满足建筑功能的要求。
再者,结构体系和抗震要求也是决定嵌固端位置的关键因素。
不同的结构体系在抗震性能上有所差异,因此需要根据具体的结构形式来合理确定嵌固端的位置,以满足抗震规范的要求。
在实际工程中,确定嵌固端的位置后,还需要对其进行相应的构造处理,以保证其能够真正起到固定不动的作用。
这包括对楼板的加强、柱和墙的配筋增加、节点的加强处理等。
例如,对于作为嵌固端的楼板,需要具备足够的厚度和强度。
通常,其厚度要比一般楼层的楼板更厚,并且要配置双层双向的钢筋,以增强其抗弯和抗剪能力。
同时,在嵌固端上下相邻的楼层,柱和墙的配筋也要相应增加,以承受可能产生的较大内力。
另外,节点的加强处理也不容忽视。
节点是结构中力传递的关键部位,在嵌固端处的节点更是承受着巨大的应力。
因此,需要通过增加钢筋、提高混凝土强度等方式来加强节点的承载能力,确保力的传递顺畅和可靠。
如果嵌固端的选择和处理不当,可能会给高层建筑带来一系列的问题。
比如,结构的位移可能会超出允许范围,导致建筑物出现裂缝、倾斜甚至倒塌等严重后果。
结构设计中上部结构嵌固部位的确定
![结构设计中上部结构嵌固部位的确定](https://img.taocdn.com/s3/m/06e959b402768e9950e738ae.png)
结构设计中上部结构嵌固部位的确定摘要:作者对结构设计中上部结构的嵌固部位的确定进行了分析,并介绍了有关规范及规程对嵌固部位的要求。
关键字:上部结构的嵌固部位;刚度比;地下室顶板1 上部结构嵌固部位的确定地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,《抗震规范》第6.1.14条提出下列基本要求: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(有绿化要求的板厚不宜小于250mm),混凝土强度等级不宜小于C30,应采用双层双向配筋,且每个方向的配筋率不宜小于0.25%。
1.2 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,地下室周边已有与其顶板相连的抗震墙。
对于大底盘多塔楼结构,其中的每一栋塔楼“相关范围”内的侧向刚度比要满足要求。
,对于大底盘单塔楼,“相关范围”内的侧向刚度比也要满足要求。
其中“相关范围”指从地上结构(主楼、有裙房是含裙房)周边外延不大于20m。
同时还应注意地下室结构的侧向刚度指其结构自身刚度,在确定上部结构嵌固部位时,楼层的侧向刚度比的计算中不考虑土对地下室外墙的约束作用。
事实上,回填土对地下室结构的约束作用很大,一般情况下可按地下室结构自身刚度的3~5倍近似考虑,因此,地下室结构与周围回填土的总刚度要比地下室结构的自身刚度大许多,当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,包括地下室结构自身及回填土影响的地下室总侧向刚度为上部结构的4.5倍以上;而当地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位时,包括地下室结构自身及回填土约束的地下室总侧向刚度,一般情况下也不会小于上部结构的3倍。
因此地下室顶板处对上部结构的嵌固作用是客观存在的,是否作为上部结构的嵌固部位,考察的只不过是这种嵌固作用的强弱问题,无论地下室顶板是否作为上部结构的嵌固部位,结构设计中均应考虑地下室顶板处实际存在的嵌固作用,采取相应的加强措施。
探析多塔楼大底盘结构嵌固端确定和设计优化
![探析多塔楼大底盘结构嵌固端确定和设计优化](https://img.taocdn.com/s3/m/8f7db914240c844769eaeee5.png)
探析多塔楼大底盘结构嵌固端确定和设计优化摘要:多塔楼大底板结构在现代建筑中应用较多,通过嵌固端的确定以及强化可有效的保证其自身稳定性。
因此,在建筑施工中,比较重要的便是确定嵌固端,由于多塔楼大底盘结构存在地下室,通常做法便是利用地下室顶层作为嵌固端位置。
文章便是基于此原因开展讨论的,以某一具体多塔楼工程为例,概述了嵌固端确定,并且在确定后分析了相应的设计优化并且提出了具体优化措施,往带来借鉴。
关键词:多塔楼大底盘结构;嵌固端确定;设计优化前言多塔楼属于现代的一种建筑模式,其通过建立地下室,进而将地下室和其上部结构作为整栋,两者在真正的应用中具有相同的位移场,通过协调变形模式将荷载卸去,保证建筑的稳定。
进而多塔楼的整体施工需要了解嵌固端的确定位置,文章并且分析了其设计优化措施。
1嵌固端确定概述嵌固端属于一种建筑工程名词,如果将其放置在物理学角度分析,也可以被称为固定的一端,可以说其更应该属于力学概念,通过嵌固端的作用可以有效的约束建筑中所产生的各种自由度。
在实际的工作中,为保证工程的整体质量,嵌固端不可以发生任何移动,而且针对于建筑的整体变形而言,此位置无论在建筑任何情况下,需要保证竖向构件在以上的一定范围内,并且保证其不会位移到嵌固端以下。
伴随着我国建筑理念以及建筑模式的进步,很多多塔楼大底盘会采用地下室结构作为嵌固端。
一般情况下而言,根据我国的技术规范而言,当地下室的顶板作为建筑整体的嵌固端时,其侧向刚度比不能小于2,并且应该讨论其综合特征,了解其综合特征是否可以满足加固要求,同时地下室的构成是否满足嵌固端的要求。
根据我国现阶段的施工案例证实,当其侧向刚度比超过2时,将地下室作为嵌固端的整体建筑通常可以满足自身质量要求,并且探讨结果时也基本类似。
地下室通常的嵌固端部位确定根据其自身层数也有着较大的区别,例如当地下室的整体层数超过了3层临界点时,嵌固端部位完全可以确定在地下的一层底板位置。
总结我国现阶段的嵌固端确定概念,可以发现在实际的建筑工程开展中,要了解建筑工程特点,然后根据其具体特点确定嵌固端,原因便是嵌固端的确定很多时候会关系到结构刚度以及内力分配等一系列的建筑问题。
高层建筑结构嵌固端的理解及运用
![高层建筑结构嵌固端的理解及运用](https://img.taocdn.com/s3/m/000b3e8dcf84b9d528ea7adf.png)
高层建筑结构嵌固端的理解及运用摘要:高层建筑结构嵌固部位的选取直接影响到上部结构力学模型的建立,只有正确选取嵌固端的部位才能准确计算上部结构的内力及配筋,并通过嵌固端相关构造措施的正确实施确保上部结构塑性铰在预期的部位产生,故嵌固端的合理选取至关重要。
本文主要对高层建筑结构嵌固端的理解及运用进行探讨。
关键词:嵌固端;概念;合理选取;注意事项1 嵌固端的概念1.1 力学意义上的嵌固端力学意义上的嵌固端是指嵌固端完全约束,即水平位移、竖向位移和转角位移均为零。
1.2 规范意义上的嵌固端规范意义上的嵌固端是指上部结构预期塑性铰出现的部位。
因此规范嵌固端是强度嵌固而非力学嵌固。
由于地下室土体对地下室顶板的影响,高层建筑在地震作用下会发生变化。
规范要求地下室结构的刚度和承载力适当加强,可以考虑地下室顶板为上部结构的嵌固部位,确定嵌固部位可以通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现。
规范嵌固端相关条文均以地下室顶板作为上部结构嵌固端为前提进行规定,具体的主要规定如下:1)如果地下室的上部结构嵌入屋顶为现浇梁结构,则楼板的混凝土强度等级不得低于C30,楼板的厚度不得低于180mm。
应采用双层双向配筋,且每层每个方向配筋率不宜小于0.25%。
2)这里应注意地下室的顶板应避免大开洞,主楼范围内的顶板与纯地下室顶板的高差不应过大。
3)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。
这里的地下室应为全埋地下室,地下室的四周外墙与填土紧密接触,地下一层刚度可考虑相关范围内刚度,刚度比为剪切刚度比。
相关范围一般指上部主楼外扩不大于三跨的地下室范围。
4)地下一层柱每侧的纵向钢筋面积不小于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍,且地下室顶板梁柱节点左右端截面与下柱上端同一方向实配受弯承载力之和不小于地上一层对应柱下端实配的受弯承载力的1.3倍。
5)抗震设计的高层建筑当地下室顶层作为上部结构嵌固端时,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。
对地下室嵌固端的认定
![对地下室嵌固端的认定](https://img.taocdn.com/s3/m/e3f25ed9b14e852458fb5728.png)
对地下室嵌固端的认定
问:有一个地下两层,地上主楼24层(框剪结构),左右各带一个四层裙房(框架结构),地上部分设有抗震缝,地下是一体的。
本来我想在地下一层顶作为嵌固,可地下室有一自行车坡道,地下室顶板在主楼外第一跨开洞,范围比较大地下室顶板不能作为嵌固。
我想在地下二层顶板嵌固,以上部分是不是应该按多塔结构计算呢。
嵌固在基础也是一个多塔结构,到底嵌固在什么位置更合适呢?阵型数上和参数上怎么控制呢,在模型里怎么去实现?
答:只有地下室联在一体地上部分用抗震缝或伸缩缝分开,如果嵌固在地下室顶板绝对不是多塔。
如果嵌固在地下二层顶板,这个看法就有争议了,有人认为应该按照分别嵌固在地下室顶板和地下二层顶板计算两次取包络值,有人认为只要地下二层刚度是地上一层两倍,同时地下一层大于地上一层刚度就行,配筋扔按照嵌固在地下室顶板设计。
33.上部结构设计之“嵌固端”相关问题剖析(下)
![33.上部结构设计之“嵌固端”相关问题剖析(下)](https://img.taocdn.com/s3/m/73f25d90cc175527072208a7.png)
二、规范设计嵌固端的确定及特殊 情况的处理
嵌固端位置的确定
• 按照规范的表述,设计嵌固端就一个位置, 那就是地下室顶板。如果地下室顶板无法 作为上部结构嵌固部位的时候,嵌固端下 移,移动的位置应该为地下室底板,此时 规范设计嵌固端也就是计算嵌固端。
程序对嵌固端底层剪力及倾覆力矩计算
• PKPM软件的处理,带了地下室,但是有效 质量系数的计算程序是不考虑地下室的, 仅仅按照上部结构去统计有效质量系数。 上部结构的振型有效质量/上部结构总质量 计算有效质量系数。其实高阶阵型下主要 表现为地下室部分的局部振动,增加了地 下部分的剪力,对上部的剪力贡献很小。 基底剪力取地下室顶板处剪力。
土体对于地下室的约束作用模拟
地下室参与计算,设置土体完全约束
地下室参与计算,设置土体完全约束
地下室参与计算,设置土体完全约束
• 注意:这里M值填写负值,只是代表着两个 水平方向完全嵌固,并不约束转动。
程序对底部加强区的确定及修改
• 底部加强区的高度取值在软件中的取法: • max(H/10,底部两层,裙房层数+1,转
地下室顶板作为嵌固部位的条件
• 注意五点: • (1)剪切刚度下比上大于2,且其与土体
约束无关; • (2)地下室顶板(下层结构有土约束); • (3)结构符合楼层的层概念; • (4)相关部位; • (5)对应的构造要求(板的强度和刚度);
地下室顶板无法嵌固,嵌固端下移
地下室顶板无法嵌固,嵌固端下移
三、与设计嵌固端相关的设计问题(底 部加强区判定、底部薄弱层判断、强柱
根调整等)
底部加强区的判断
• 抗规中嵌固端位置的确定与底部加强区高 度有关:
关于结构嵌固端
![关于结构嵌固端](https://img.taocdn.com/s3/m/48195aaa0b4e767f5bcfce14.png)
关于结构嵌固端关于结构设计嵌固端的确定,相关论述很多,很多建议也感觉很受教益.但也有一些提法让人不能认同,今日一吐为快!首先,严格意义上的嵌固,工程上是不存在的.工程上的所谓嵌固,是为了便于分析,对结构受力状态的一种简化或者模拟.相同的构造,我们往往根据其受力特性和分析要求,采用不同的力学模型去模拟,以满足不同的受力状态和分析精度的要求.比如,一段梁头埋置在墙内,是一种常见的构造型式.如果梁的两端同样构造,我们假定为铰接.如果另一端悬空,我们就假定为刚接.所以说,所谓的刚接、铰接,或者嵌固,都只是一个假定,或者说,是一种简化或者模拟,以便于计算分析,满足工程设计所需的精度为原则.回到结构设计嵌固端的话题.嵌固端的确定,是为了建立计算模型,分析结构的受力、变形以及破坏特征,确保工程设计安全.结构实际的状态,并不存在严格意义上的嵌固端.即便是基础部位,基础的刚度既不可能无限大,地基土更不可能“嵌固”基础.想像一下,强大的核心筒可以被嵌固于基础,是不是很夸张?实际上,我们分析上部结构的时候假定基础是嵌固端,而分析地基基础的时候又往往假定上部结构刚性,本身就存在不协调.不过,实践证明,这样的假定可以满足工程分析的精度要求,因而是可行的.结构和地基土之间是一种相互挤压,相互协调或者相互脱离的复杂关系,而在现有的技术条件下,又无法准确的模拟土与结构的相互作用.因而,所谓结构嵌固的概念就非常必要了.既然的所谓的结构嵌固端只是一种简化或模拟,只是为了建立受力模型,那么,结构嵌固端的确定,也应该以真实结构的受力、变形以及破坏特征的分析为基础.以此建立的力学模型,应得出与工程调查相符的结论.既然震害调查已经表明,地下室很少发生震害,结构塑性铰绝大多数情况下出现在地上层,只有个别地下室刚度较差,楼板不完整的情形下,少数塑性铰出现在地下一层,那么,可以得出结论,除个别极端情况外,以地下室顶板作为上部结构嵌固端,是最符合实际情况的.在某些条件下,作为一种安全措施,取地下二层顶板(也许更低)为嵌固端包络设计是必要的.而在多层地下室的情况下,把嵌固端取在基础顶面,是不妥当的.虽然限于技术条件,地基土的作用尚不能准确计分析,但其约束是客观存在的,地下各层所受到的地震影响必然递减.越过地下二层及上部各层,不对其采取加强措施,而对最底层进行加强,是完全不必要的,甚至可能是不安全的!据传有专家提出,只要地下二层刚度不小于地下一层,即可将地下二层顶板作为上部结构嵌固端,应当是可靠的.没有找到原文,不过,这位专家的意思,或许还有个前提,即地下一层的刚度,不应小于首层吧!。
关于嵌固端的理解共4页
![关于嵌固端的理解共4页](https://img.taocdn.com/s3/m/b3d5c35cc1c708a1294a443b.png)
关于嵌固端的理解无地下室小高层及多层钢筋混凝土框架结构嵌固端的选取和处理一、前言嵌固端的定义,若按计算模型而言,是指除能承受轴力(N)、弯矩(M)、剪力(V)之外,U(X方向水平位移)、V(Y方向水平位移)、ω(竖向位移)、θ(转角位移)均为零的部位,若按在地震作用下的屈服机制而言,就是预期塑性铰出现的部位。
确定嵌固端就是通过刚度和承载力调整,迫使塑性铰在该预期部位出现,并能承担上部结构在该处屈服超强引起的极限弯矩和出现塑性铰时的最大剪力以及相应的最大最小的轴向力。
由此可知,嵌固端的选取和处理直接影响结构体系的受力与变形状态。
所以在抗震设计中,恰当和正确对待嵌固端的选取和处理问题,对保证结构体系的可靠性具有重要意义。
嵌固端位置的选取与基础的型式和埋深相关连,一般情况选取在基础的顶面。
众所周知,小高层建筑以承受水平风荷载或水平地震作用为主,为保证稳定和抗倾覆能力,必须考虑基础的有效埋置深度。
多层建筑以承受竖向荷载为主,一般可不考虑基础有效埋置深度的要求。
但是往往由于建筑物的类型和用途(对不均匀沉降的敏感性,是否有地下管道和设备基础等);作用在地基上的荷载大小和性质;工程地质和水文地质条件(持力层的埋深,地下水性质和埋深等);相邻房屋和构筑物的基础埋置深度;季节性冻土地基的冻胀和融陷等因素的制约,使框架基础埋置深度较大,引起底层柱的长度相应增加较多。
当无地下室时,如底层柱断面尺寸不变,相对相邻上层柱的线刚度减小,影响水平位移的控制。
如保持线刚度不变,比起相邻上层柱需增大底层柱的断面尺寸。
加之柱子埋在土中,不能充分利用其围合的空间,经济效益无法合理体现。
这一情况,在设计中经常出现,至今没有很好解决。
为此,提出了基础埋置深度与结构计算嵌固端可否分开考虑的问题?作以下研究探讨。
二、嵌固端部位选取的原则1、嵌固端部位必须在满足基础有效埋置深度或可靠埋置深度的前提下选取,其位置可在基础顶面也可以高于基础顶面。
建筑结构嵌固端的选取及值得注意的一些问题
![建筑结构嵌固端的选取及值得注意的一些问题](https://img.taocdn.com/s3/m/ff57628c71fe910ef12df84b.png)
当然地下室作为防空地下室时,其 顶板通常具有作为结构嵌固端的刚度, 此时通常可取其作为上部结构的嵌固 端。这是一种比较特殊的情况。
五、结束语 高层建筑结构设计嵌固端的选取,直 接影响建筑结构的周期、位移、内力方面 等,正确选择嵌固端,并使之成为真正的 嵌固端,还有许多细节需要研究和完善, 这也是广大设计同行不能忽视的问题。
如何确定结构设计嵌固端(值得收藏)
![如何确定结构设计嵌固端(值得收藏)](https://img.taocdn.com/s3/m/44d7e25710661ed9ac51f35e.png)
如何确定结构设计嵌固端0前言建筑结构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,而嵌固端的选取按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010(以下简称“高规”)和《建筑抗震设计规范》GB5011-2010(以下简称“抗规”)都要满足一定的条件,比如在地下室顶板嵌固需要满足相关范围内地下一层构件剪切刚度与上层构件剪切刚度比大于2,同时地下室顶板还需满足一定的构造要求,如果地下室顶板达不到嵌固条件,嵌固端下移,下移之后的嵌固端位置一般为地下室底板.实际工程中也由于各种特殊的情况,比如错层、夹层、坡地建筑、大底盘多塔结构等导致嵌固部位不太好确定,当然嵌固部位的确定也与是否有地下室、地下室层数的多少及基础形式都均有关系.不同的嵌固端位置会影响结构梁柱构件内力的调整、底部加强区的高度、梁柱构件配筋放大的处理等,对于经济性会产生一定的影响.本文结合规范嵌固端相关要求,对当前设计中存在的一些问题进一步分析,加深设计师对于结构嵌固相关问题的理解及对提高设计师对实际工程问题的处理能力.1对规范嵌固端的理解嵌固端包含两个层次的含义:1)计算嵌固端(计算模型的嵌固端或力学嵌固端,可理解为刚度嵌固端,简单理解被固定的位置);2)设计嵌固端(预期塑性铰出现的部位或者强度嵌固端).实际结构设计中,若不存在地下室,结构的嵌固端就是结构最底部,该部位是属于计算嵌固端,构件最底部不发生任何的平动和转动变形;若存在地下室,结构的计算嵌固端应该属于地下室的底板,但从规范精神出发,由于地下室土体约束作用的不确定性及线性地震加速度反应谱曲线属于地面反应谱等原因,为了在计算中得到明确的计算模型,规范认为地下室顶板构造满足一定的条件、地下一层相关范围构件剪切刚度与地上一层剪切刚度比大于2时,上部结构剪力可以可靠传递给地下室,地下室由于刚度大,且有土体约束,将产生较小的变形,仍应将地下室顶板作为上部结构设计的嵌固端,此时的嵌固端可以理解为设计嵌固端,该位置也是在结构设计中预期出现塑性铰的部位.不带地下室的结构,地震作用下结构塑性铰一般出现在结构最底部;对于带地下室的结构,由于地下室土体的约束作用,导致地下室顶板下层产生刚度突变,地震作用下可能使高层建筑的塑性铰由基础顶部转移到地下室顶板部以上.震害表明,在地震作用下,一般塑性铰出现在结构正负0处,但塑性铰也有向地下一层延伸的情况,基本未发现地下室底板出现塑性铰的情况.规范中为满足地下室顶板嵌固,保证塑性铰更加可靠的出现在地下室顶板以上部位,且保证塑性铰不要下移,对地下室结构的刚度和承载力提出了适当的加强措施,通过这样的调整,迫使塑性铰在预期的部位出现.规范中的嵌固端,涉及到结构设计中的强度、刚度及延性,其重点是得到较为准确的计算模型及保证抗震作用下的延性.通过确定嵌固端,得到清晰准确的计算模型,进行内力分析、配筋设计及规范指标判定.2设计中嵌固端位置的确定2.1不带地下室结构嵌固端位置的确定按照上述分析,对不带地下室的结构,结构嵌固端位置是结构最底部,在进行内力分析与配筋设计时,结构最底部既是力学意义的嵌固端也是设计意义的嵌固端,底部节点既不发生平动也不发生转动变形.2.2带地下室结构嵌固端位置的确定对于带地下室的结构,按照规范要求,应将上部结构与地下室“相关部位”(地上结构外扩不超过三跨的地下室范围)构件一起进行整体分析,按照高规附录E.0.1进行剪切刚度比的计算,如果地下一层“相关部位”构件剪切刚度与上层剪切刚度比大于2,地下室顶板可以作为上部结构的嵌固端.如果地下一层“相关部位”构件剪切刚度与上层剪切刚度比不大于2时,地下室顶板无法作为上部结构嵌固部位,嵌固端下移,移动的嵌固端位置应该为地下室底板,此时规范设计嵌固端也就是计算嵌固端,不应将中间某层设置为嵌固端所在的楼层.是否能在地下室中间某楼层嵌固,规范并没有给出相关的计算条件,不能直接按照下层比上层剪切刚度比大于2去判定嵌固,还需要考虑下层为地下室这一容易被设计师所忽略的隐含重要信息,正如上部结构计算中不能认为某一层与上层刚度比大于2,就将该层位置作为嵌固一个道理.规范没有表明在地下室中间楼层位置嵌固的条件,不能盲目扩大剪切刚度2倍的使用范围.因此,如果地下室顶板不能作为上部结构的嵌固端时,应将嵌固端移至结构的最底部,即地下室底板.3带地下室结构顶板嵌固相关问题分析3.1上部结构的配筋及指标控制由于土体约束的不确定性,应尽量通过调整结构布置,满足地下室顶板嵌固的剪切刚度比要求,保证地下室顶板作为上部结构的嵌固端.当地下室顶板为上部结构的嵌固部位时,应按取消掉地下室进行上部结构的内力分析、配筋设计及规范相关控制指标的判定.地下室部分不进行地震作用的分析,上部结构计算的剪力即基底剪力通过地下室的顶板直接传递给地下室,在地下土体约束作用下,上部地震作用仅仅传给地下一层,不再向下传递.诸如,刚度比、刚重比、剪重比、周期比、位移比及层间位移角指标,也应该是在取消掉地下室的模型上计算得到的,并与规范限值进行比较.3.2地下室地震作用分析按照高规3.9.5条的相关要求,地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,规范要求地震作用下结构的屈服部位发生在地上楼层,同时将影响地下一层,地面以下结构的地震响应由于土体作用逐渐减小,规定地下一层抗震等级不降低,地下一层以下不要求计算地震作用,其抗震构造措施抗震等级逐层降低.规范认为当地下室顶板嵌固以后,按正负0以上结构计算的地震剪力,通过满足加强措施的地下室顶板传递给全部地下室,并主要由地下一层构件承担.3.3地下室土体约束的考虑用于判断地下室顶板是否嵌固的剪切刚度与土体约束无关,但土体约束影响结构整体计算的刚度及内力,进而影响配筋.地下室层土体约束大小规范并没有给出具体值,当前设计一般都按照弹簧方式模拟土体作用,在SATWE软件中可以通过填写定义地下室,并填写“X、Y方向土层水平抗力系数的比例系数m值”来反映土体的这种约束作用.m值按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008(以下简称“桩基规范”)中表5.7.5的灌注桩对应的地基土类型去确定,m值越大,对应的土体对结构整体的约束作用越强.如果m值填写为负值,比如三层地下室填写m=-3,代表地下两层在X、Y两个水平方向实现完全的嵌固,地下室不产生水平位移,但土体不会约束转动方向位移,地下室会产生转动方向的转角变形.3.4地下室构件配筋的加强措施对地下室顶板嵌固的结构,为保证塑性铰不要出现在地下室,而出现在地上楼层,规范要求地下室结构的刚度和承载力做适当加强.地下室顶板满足梁板体系、最小板厚180、混凝土标号大于C30、最小配筋率0.25%等构造要求;地下一层梁、柱、墙等构件抗弯承载力做了提高,要求嵌固端下一层柱构件配筋单侧配筋是上层柱单侧配筋的1.1倍,梁构件支座部位按组合弯矩乘以1.3进行配筋,墙体边缘构件要求本来可设置构造边缘构件的,但要求纵筋面积不小于上层约束边缘构件纵筋面积.同时地下室构件配筋还要满足计算要求.4带地下室结构顶板不嵌固相关问题分析4.1地下室顶板不嵌固的内力分析与配筋设计抗规6.1.10.3强调了当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时,底部加强部位宜向下延伸到计算嵌固端.当地下室顶板无法作为上部结构的嵌固端时,规范要求嵌固端下移,此时一般设计师会直接将地下室和上部结构一起建模计算,按照桩基规范填写X、Y方向土层水平抗力系数的比例系数m值,完成上部与地下室的配筋.在配筋设计阶段嵌固端所在的层号对配筋处理有较大影响.如果是一层地下室,嵌固端填写1与2计算内力及配筋结果完全一样,导致很多设计师不用为了满足顶板嵌固而加大地下室墙柱构件的截面,直接将嵌固端放在地下室底板.对一层地下室结构,嵌固端位置不同,虽然计算结果完全一致,但不符合规范精神,应尽量通过加大地下室相关范围构件截面尺寸,做到在地下室顶板嵌固.带多层地下室结构,假如有4层,顶板若不嵌固,设计师会将嵌固端下移到地下一层底板作为嵌固端,此时,地下一层底板能否作为嵌固端,需要根据剪切刚度比去判断,部分设计师以地下二层剪切刚度与地下一层剪切刚度比是否大于2来判断是否嵌固,也有部分设计师以地下二层与地上一层剪切刚度比是否大于2判断是否嵌固.这样就有“嵌固端所在层号”为地下室中间某层,2或3或4等多种情况,按照规范若顶板不嵌固,应该只有嵌固端所在层号为1这种情况.在SATWE计算中如果将地下室与上部结构一起计算,填写嵌固端所在层号为3,内力分析与嵌固端所在层号填写无关,配筋设计时,考虑底部加强区下延,约束边缘构件延伸到嵌固端层,相应楼板、梁及柱对应的构造及配筋均做加强处理,柱单侧配筋1.1放大一直延伸到嵌固端,梁支座弯矩1.3放大不仅放大地下一层位置的,也放大嵌固端所在层号下一层的.当然对于地上结构配筋很多设计师由于把握不准确土约束大小,而采取了按照带地下室模型整体计算与不带地下室模型计算,对上部配筋包络设计.4.2地下室顶板不嵌固的结构指标控制由于土体约束的不确定性,虽然可以按照桩基规范表5.7.5去填写,但这是一个范围,在进行结构内力分析时,设计师对相同的土体约束情况可能赋予不同的m值,这样会导致计算模型由于不同的刚度而引起各项指标可能有差别.设计中关注的结构整体指标位移角、基底剪力、刚重比与结构楼层指标层刚度比、位移比、剪重比等这些指标就很难把握.部分设计师可能认为考虑地下室土体约束情况,计算的各项指标更准确,但由于土体约束的不准确,此结果与规范限值控制需要的计算模型结果是不对等的.因此,即使地下室顶板不嵌固,在进行这类结构指标控制的时候,建议还是按照取消掉地下室的模型进行控制.5与嵌固端相关细部问题及SATWE软件处理5.1底部加强区的确定及软件处理抗规6.1.10、高规7.1.4及对应条文说明对结构底部加强区的确定综合可概括如下.如果是地下室顶板嵌固,底部加强区为:max(H/10,顶板算起底部两层,有裙房层数时裙房层数加1,有转换层层数时转换层层数加2);如果是地下室顶板不嵌固,嵌固端下移,底部加强区下延,此时的H始终从地下室顶板算起.软件在处理规范这条时不完全与规范一致,对于H的取值,如果顶板嵌固,从正负0算起,如果嵌固端下移,H高度跟着下延.同时由于规范要求嵌固端下一层构造边缘构件纵筋大于上层约束边缘构件纵筋,软件对于底部加强区按照上述方式确定以后还下延一层.当然对于底部加强区高度也允许设计师进行任意楼层指定干预,如图1所示.图1底部加强区人工干预图5.2地下室顶板嵌固刚度比的判断及软件处理地下室顶板是否嵌固时,需判断地下一层“相关范围”内楼层剪切刚度与上层的剪切刚度比,按照抗规6.1.14.2、高规5.3.7及高规附录E.0.1可知,该剪切刚度比仅与层高、竖向构件截面尺寸有关,与土体约束无关.在使用SATWE软件进行该项判断时,需要带地下室模型做整体分析,m 值默认即可,因为此值不影响剪切刚度比的计算.程序在计算剪切刚度比的时候采用的是本层刚度与下一层的刚度比,因此,如果查看地下室顶板能否嵌固,带着地下室计算,查看正负0层剪切刚度比RATX与RATY两值是否小于0.5来判定.5.3嵌固端抗震等级确定及软件处理按照抗规6.1.3及高规3.9.5,地下室顶板嵌固以后,地下一层相关范围内抗震等级同上部结构.地下一层及以下抗震构造措施抗震等级逐层降低,但不应低于四级,地下室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;顶板嵌固以后,地震剪力从上部仅传给地下一层,不再向下传递,实际上是抗震构造措施抗震等级为三级或四级.在SATWE软件中默认地下室构件抗震等级同上部结构的抗震等级,对嵌固端以下抗震构造措施抗震等级可逐层降低,如图2所示.在实际设计中对于地下一层及以下需要手工修改抗震等级及抗震构造措施的抗震等级,如图3所示.5.4嵌固端相关结构底部薄弱层判断及软件处理高规3.5.2对底部嵌固层是否是薄弱层提出了较高的要求,由于底部嵌固层层间位移角结果较小,规范对其与上一层侧向刚度比做了150%的要求.此处侧向刚度比指的是层剪力与层间位移的比值,如果有土体作用,该比值与土体约束有关.设计中需正确的处理结构模型,正确进行首层刚度比的计算,并进行首层是否是薄弱层的判定.SATWE软件中为了正确的去判断首层是否是薄弱层,需要取消掉地下室去计算首层与上层的刚度比.程序对于高规3.5.2的执行仅仅针对结构建模计算的首层执行刚度比150%的较高要求.需要注意的是,如果带地下室计算,程序仅对结构地下室最底部按照150%控制刚度比,对正负0这一层并不会执行规范的这条要求.直接查看3.1.6版本软件输出的首层的RATX2与RATY2,查看这两个值是否大于1.5进行薄弱层的判断(注意:2.2及以前版本这个刚度比已经考虑1.5的值,直接与1比较即可).5.5嵌固端相关底层剪力及倾覆力矩计算及软件处理高规4.3.12与抗规5.2.5对结构的底部最小剪力均提出了要求,要进行规范这项最小剪重比的判断,需要准确计算结构底部剪力.抗规和高规中要求通过计算的框架柱所占的倾覆力矩的比例确定相应的框剪结构的设计方法,倾覆力矩的计算是指嵌固端所在层即正负0处的计算结果.SATWE软件为了准确的考虑上部结构的剪力及倾覆力矩,在上部结构和地下室一起共同计算时,考虑地下室回填土的刚度贡献,但是有效质量系数的计算程序是不考虑地下室的,仅仅按照上部结构去统计有效质量系数.按照满足上部有效质量系数90%下计算的地下室顶板处的基底剪力进行最小剪重比调整及倾覆力矩的计算,底层倾覆力矩是嵌固端所在层的倾覆力矩.5.6嵌固端相关转换柱的弯矩放大高规10.2.11中要求对于一、二级转换柱的顶上端和下端弯矩组合值分部乘以放大系数1.5,1.3.设计师需要注意,按照规范体系,转换柱这条的放大需要正确理解嵌固端情况下执行,正确定义转换柱.在SATWE程序中需要正确定义转换柱,程序才可以按照规范要求正确放大其顶部和底部,需要设计师注意的是,如果带地下室计算,转换柱底部定义到正负0层即可,不要延伸到地下室,否则规范要求的放大没有正确执行.如果不带地下室,就应该定义转换柱从正负0到转换柱顶.5.7嵌固端相关剪力墙轴压比、边缘构件判断及软件处理设计师在设计中发现不带地下室计算的剪力墙轴压比基本符合从底到顶轴压比逐渐减小,但是带地下室以后,导致剪力墙轴压比分布与概念判断不太相符,这主要是由于地下室土体约束引起的,土体约束导致地下首层刚度突变,剪力墙分担的恒活荷载也变化,进而引起轴压比在正负0处也会发生突变.对于剪力墙轴压比计算是采用重力荷载代表值作用下的轴力,恒活作用下的轴力与结构刚度有关,与土体约束有关.SATWE软件中,程序仅判断嵌固端所在楼层的剪力墙轴压比是否满足可设置构造边缘构件的条件.如果带地下室计算,即使嵌固端以上楼层轴压比大于表7.2.14的限值,嵌固层轴压比小于表7.2.14要求,程序仍然会一律设置构造边缘构件.在软件中参数设置如图4所示.5.8嵌固端相关强柱根调整及软件处理为了提高结构安全度,高规6.2.2要求对于底层柱弯矩进行放大(强柱根调整),以加强底层柱下端的实际受弯承载力,推迟塑性铰的出现.此处底层柱弯矩方法系数应该仅仅对结构正负0的底层柱进行放大即可.SATWE软件对地上一层、嵌固端和地下室底层的柱底弯矩都做了调整.如果建模计算中地下室参与结构整体分析,不论地下室顶板是否达到嵌固要求与否,地上一层天然存在一个或强或弱的被嵌固效果.地震灾害分析报告中绝大多数工程的地上一层都属于结构的最薄弱部位,极少见到地下室结构发生严重破坏的.为确保工程安全,软件按此进行控制虽然是保守的,但是必要的.5.9嵌固端相关部位梁、柱、墙配筋放大及软件处理按照抗规6.1.14及高规12.2.1可知,对于地下室顶板作为上部结构嵌固端时,嵌固端下层的梁端实配抗震受弯承载力大于地上柱下端实配抗震受弯承载力的1.3倍;柱嵌固端下层柱单侧配筋不小于地上一层柱的1.1倍;墙嵌固端下层边缘构件纵筋面积不小于地下一层对应墙肢边缘构件的纵筋面积.SATWE软件对地下一层即嵌固端下一层柱构件配筋单侧配筋取上层柱单侧配筋的1.1倍与自身计算的大值,柱上下截面形式不一致时,程序不会自动做这个1.1放大.地下一层梁支座部位程序按组合后的弯矩乘以1.3进行配筋,未完全按照规范要求进行处理,同时这个放大也是有条件的,需要梁的两端均有竖向构件相连,并且梁端上部也需要有柱,同时还要满足地震作用组合,同时满足这三个条件,才执行端部1.3放大.地下一层墙体边缘构件要求本来可设置构造边缘构件的,但程序判断该层为底部加强区,认为属于约束边缘构件,在满足自身计算配筋的同时,取纵筋面积不小于上层约束边缘构件纵筋面积,两者取大.如果嵌固端不在地下室顶板,则嵌固端下移,如果嵌固端移到结构最底部,比如有四层地下室,则地下四层柱配筋均取地上一层柱单侧配筋1.1倍与计算的大值.对于梁端配筋,不仅地下室顶板梁支座部位按组合后的弯矩乘以1.3进行配筋,嵌固端所在层梁端支座也按照组合弯矩乘以1.3进行配筋.由于嵌固端下延,地下室均设置约束边缘构件,且配筋均取首层约束边缘构件配筋与自身计算配筋的大值.放大处理的理由是,与柱底设计内力的放大原则设计理念相同,一句话概括为:“地下室顶板处总是按照嵌固端设计”.6结束语高层建筑结构设计中,由于土体的不确定性,结合规范要求,分析了关于内力、配筋及指标等各方面的问题,建议结构的嵌固端尽量设置在地下室顶板,如果无法在顶板满足下层与上层剪切刚度比不大于2,嵌固端下移至地下室底板.对于土体的约束如果输入m值,程序可以按照输入的值,体现土对结构的约束作用.实际设计中,无论选择地下室顶板还是结构最底部作为结构嵌固端,程序都通过相应的措施对梁、柱、墙及板配筋做了有针对性的加强,确保塑性铰尽可能出现在结构正负0,避免塑性铰向下延伸.本文同时结合设计师常用的SATWE设计软件对于嵌固端相关问题的处理及理解进行了详细的分析,供设计师在设计中参考.。
结构计算嵌固的合理部位
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2012.10.19关于嵌固端的问题:嵌固端的概念:传统意义上嵌固端是指能完全嵌固上部结构,使其完全没有水平位移以及转角。
而《抗规》6.1.14条中所说的嵌固端并不是指的完全嵌固,因为实际工程中即使地下室侧向刚度是一层的2倍,且有土的约束作用(对仅一层地下室的),也难以形成真正的嵌固。
所以规范6.1.14中的嵌固端概念的引进是为了更准确的进行内力调整和控制塑性铰的出现部位以及加强部位的高度确定,并不是传统意义上的完全嵌固上部结构。
刚度比:本文中的刚度比是指不计入土的约束作用,地下室与一层的剪切刚度比。
要达到嵌固要求,刚度比需大于2,如果考虑土的约束作用,刚度比需要达到5。
一、单层地下室:A剪力墙、框剪、框支结构时:即使刚度比满足要求,一般也把嵌固端设在基础顶,因为:1、因为目前最新做法是用PKPM中的m值(土的水平抗力系数的比例系数)来模拟土的约束作用对刚度的贡献,进而对地下室的地震作用进行了精确计算,不管嵌固端在哪里,地震作用不变。
2、剪力墙结构的内力调整都是对底部加强部位进行的,即要求塑性铰出现在底部加强部位,不管嵌固端在哪(根据《抗规》6.1.10条规定底部加强部位的高度从地下室顶板算起,)。
内力调整部位不变。
3、满足刚度比,不按嵌固端与按嵌固端相比,正负零层楼板造价降低了,而约束边缘构件的箍筋多了(《抗规》6.1.14-4)。
根据上述三条可以看出,不管是否满足刚度比要求,都把嵌固端设在基础顶,是偏于安全的,且成本并不明显增加。
B 框架结构:当满足刚度比要求时,就必须把嵌固端设在地下室顶板处,否则:虽然地震作用不变,但是《抗规》6.2.3条的强柱根调整(仅对框架结构,保证塑性铰不过早出现在柱根)是对地下一层调整的,由于地下室的刚度是地上一层的2倍,导致结构薄弱层很可能出现在地上一层,而地上一层不论是从计算还是构造上都没有加强,有安全隐患。
所以对框架结构:当满足刚度比要求即应该把嵌固端设在地下室顶板。
嵌固端的解释
![嵌固端的解释](https://img.taocdn.com/s3/m/b8daf18e8762caaedd33d45e.png)
导读:多层、特别是高层钢筋混凝土建筑,在进行概念设计、结构计算时,必须明确嵌固端的位置。
确定嵌固端就是通过刚度和承载力调整,迫使塑性铰在预期部位出现,并能承担上部结构在该处屈服超强引起的极限弯矩和出现塑性铰时的最大剪力以及相应的最大最小轴力。
关键词:嵌固端,概念设计,刚度多层、特别是高层钢筋混凝土建筑,在进行概念设计、结构计算时,必须明确嵌固端的位置。
嵌固端是人为的对多、高层建筑结构计算模型中的一个重要假定,它直接关系到结构计算模型与结构实际受力状态的符合程度,以及构件内力、结构侧移等计算结果的准确性。
嵌固端的定义,指除能承受轴力、弯矩、剪力之外;X向水平位移,Y向水平位移,竖向位移,位移角均为零的部位。
按在地震作用下的屈服机制而言,就是预期塑性铰出现的部位。
确定嵌固端就是通过刚度和承载力调整,迫使塑性铰在预期部位出现,并能承担上部结构在该处屈服超强引起的极限弯矩和出现塑性铰时的最大剪力以及相应的最大最小轴力。
故嵌固端的选取和处理直接影响结构体系的受力和变形状态;恰当和正确对待嵌固端的选择和处理对保证结构体系的可靠性有重要意义。
如进行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。
抗震设计时,一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值。
此“底部两层”理解为从嵌固端向上的二层,而不是从基础向上的二层。
墙厚和配筋,底部加强部位的墙厚,一、二级不宜小于200,且不宜小于层高的1/16;三、四级不应小于160,且不应小于层高的1/20。
一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%,四级抗震墙不应小于0.2%。
从以上数据可以看出,嵌固端的正确选取,直接影响工程的墙厚及配筋,影响工程造价。
所以,设计人应高度重视。
多层建筑的嵌固端一般在基础位置;因为多层建筑一般不含地下室,其基础埋深较浅;实际工程中,特别是城市繁华地段,多层商业公建也存在联体的大底盘地下室。
建筑结构嵌固端的确定
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甘
肃 科
技
() 1 单层地下室
第 2 卷 4
①地下一层楼层剪切刚度应大于地上一层楼层
剪切刚度。 ②地下二层楼层 剪切 刚度应 大于地下一层楼 层剪切刚度 , 并大于地上一层楼层剪切刚度 的 2 0 .
倍。 不必要求验算地 下二层与地下 一层 的楼层侧 向刚度比是否满足 I2 0 > .。 当地下室层 数 少 于三层 时 , 将嵌 固部 位设 宜
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 。
关键词 : 高层建筑 ; 固端 ; 嵌 结构 ; 设计 ; 抗震等级
中图分 类号 :U 7 T 93
建筑物尤其是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。所谓嵌
大底盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总体刚度 比
应满足上述第④ 款的要求 , 每栋塔楼范 围内( 塔楼
周边 向外扩出与地下室高度相等的水平长度 ) 的地
固部位 即设计预期出现塑性铰的部位。正确选取其 结构嵌 固端 , 是高层建筑结构计算模 型中的一个重
第2 4卷
第 2 期 1
甘肃科技
G n u S in e a d T a s ce c n
r .4 o 2 f
Ⅳ0 21 .
20 0 8年 1 月 1
No . 2 o v 08
建 筑 结构 嵌 固端 的确 定
杨耀 辉 , 李冬彪
( 马店市建筑勘察设计 院有限公司 , 驻 河南 驻马店 430 ) 600 摘 要: 建筑结构的嵌 固端 , 是建筑结构计算模 型 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
嵌固端选取原则及经验
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嵌固端选取原则及经验高层建筑嵌固端的选取及相关问题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。
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。
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)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(即不可设计成无梁楼盖),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)地下室侧壁要有良好的侧限,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。
对于上述条件中对首层楼面框架梁的要求,假设满足《抗震规范》第6.1.14条“位于地下室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”的要求,对于高层建筑来说,由于首层处的柱截面往往远大于框架梁截面,故即使有意增大框架梁截面并增加抗弯钢筋用量,上述要求仍很难满足。
就此要求而言,则只有多层或小高层建筑才有可能以首层顶板作为结构的嵌固端,而真正意义的高层建筑则完全排除了这种可能性。
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。
如何确定结构设计嵌固端(值得收藏)
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如何确定结构设计嵌固端0前言建筑结构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,而嵌固端的选取按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010(以下简称“高规”)和《建筑抗震设计规范》GB5011-2010(以下简称“抗规”)都要满足一定的条件,比如在地下室顶板嵌固需要满足相关范围内地下一层构件剪切刚度与上层构件剪切刚度比大于2,同时地下室顶板还需满足一定的构造要求,如果地下室顶板达不到嵌固条件,嵌固端下移,下移之后的嵌固端位置一般为地下室底板.实际工程中也由于各种特殊的情况,比如错层、夹层、坡地建筑、大底盘多塔结构等导致嵌固部位不太好确定,当然嵌固部位的确定也与是否有地下室、地下室层数的多少及基础形式都均有关系.不同的嵌固端位置会影响结构梁柱构件内力的调整、底部加强区的高度、梁柱构件配筋放大的处理等,对于经济性会产生一定的影响.本文结合规范嵌固端相关要求,对当前设计中存在的一些问题进一步分析,加深设计师对于结构嵌固相关问题的理解及对提高设计师对实际工程问题的处理能力.1对规范嵌固端的理解嵌固端包含两个层次的含义:1)计算嵌固端(计算模型的嵌固端或力学嵌固端,可理解为刚度嵌固端,简单理解被固定的位置);2)设计嵌固端(预期塑性铰出现的部位或者强度嵌固端).实际结构设计中,若不存在地下室,结构的嵌固端就是结构最底部,该部位是属于计算嵌固端,构件最底部不发生任何的平动和转动变形;若存在地下室,结构的计算嵌固端应该属于地下室的底板,但从规范精神出发,由于地下室土体约束作用的不确定性及线性地震加速度反应谱曲线属于地面反应谱等原因,为了在计算中得到明确的计算模型,规范认为地下室顶板构造满足一定的条件、地下一层相关范围构件剪切刚度与地上一层剪切刚度比大于2时,上部结构剪力可以可靠传递给地下室,地下室由于刚度大,且有土体约束,将产生较小的变形,仍应将地下室顶板作为上部结构设计的嵌固端,此时的嵌固端可以理解为设计嵌固端,该位置也是在结构设计中预期出现塑性铰的部位.不带地下室的结构,地震作用下结构塑性铰一般出现在结构最底部;对于带地下室的结构,由于地下室土体的约束作用,导致地下室顶板下层产生刚度突变,地震作用下可能使高层建筑的塑性铰由基础顶部转移到地下室顶板部以上.震害表明,在地震作用下,一般塑性铰出现在结构正负0处,但塑性铰也有向地下一层延伸的情况,基本未发现地下室底板出现塑性铰的情况.规范中为满足地下室顶板嵌固,保证塑性铰更加可靠的出现在地下室顶板以上部位,且保证塑性铰不要下移,对地下室结构的刚度和承载力提出了适当的加强措施,通过这样的调整,迫使塑性铰在预期的部位出现.规范中的嵌固端,涉及到结构设计中的强度、刚度及延性,其重点是得到较为准确的计算模型及保证抗震作用下的延性.通过确定嵌固端,得到清晰准确的计算模型,进行内力分析、配筋设计及规范指标判定.2设计中嵌固端位置的确定2.1不带地下室结构嵌固端位置的确定按照上述分析,对不带地下室的结构,结构嵌固端位置是结构最底部,在进行内力分析与配筋设计时,结构最底部既是力学意义的嵌固端也是设计意义的嵌固端,底部节点既不发生平动也不发生转动变形.2.2带地下室结构嵌固端位置的确定对于带地下室的结构,按照规范要求,应将上部结构与地下室“相关部位”(地上结构外扩不超过三跨的地下室范围)构件一起进行整体分析,按照高规附录E.0.1进行剪切刚度比的计算,如果地下一层“相关部位”构件剪切刚度与上层剪切刚度比大于2,地下室顶板可以作为上部结构的嵌固端.如果地下一层“相关部位”构件剪切刚度与上层剪切刚度比不大于2时,地下室顶板无法作为上部结构嵌固部位,嵌固端下移,移动的嵌固端位置应该为地下室底板,此时规范设计嵌固端也就是计算嵌固端,不应将中间某层设置为嵌固端所在的楼层.是否能在地下室中间某楼层嵌固,规范并没有给出相关的计算条件,不能直接按照下层比上层剪切刚度比大于2去判定嵌固,还需要考虑下层为地下室这一容易被设计师所忽略的隐含重要信息,正如上部结构计算中不能认为某一层与上层刚度比大于2,就将该层位置作为嵌固一个道理.规范没有表明在地下室中间楼层位置嵌固的条件,不能盲目扩大剪切刚度2倍的使用范围.因此,如果地下室顶板不能作为上部结构的嵌固端时,应将嵌固端移至结构的最底部,即地下室底板.3带地下室结构顶板嵌固相关问题分析3.1上部结构的配筋及指标控制由于土体约束的不确定性,应尽量通过调整结构布置,满足地下室顶板嵌固的剪切刚度比要求,保证地下室顶板作为上部结构的嵌固端.当地下室顶板为上部结构的嵌固部位时,应按取消掉地下室进行上部结构的内力分析、配筋设计及规范相关控制指标的判定.地下室部分不进行地震作用的分析,上部结构计算的剪力即基底剪力通过地下室的顶板直接传递给地下室,在地下土体约束作用下,上部地震作用仅仅传给地下一层,不再向下传递.诸如,刚度比、刚重比、剪重比、周期比、位移比及层间位移角指标,也应该是在取消掉地下室的模型上计算得到的,并与规范限值进行比较.3.2地下室地震作用分析按照高规3.9.5条的相关要求,地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,规范要求地震作用下结构的屈服部位发生在地上楼层,同时将影响地下一层,地面以下结构的地震响应由于土体作用逐渐减小,规定地下一层抗震等级不降低,地下一层以下不要求计算地震作用,其抗震构造措施抗震等级逐层降低.规范认为当地下室顶板嵌固以后,按正负0以上结构计算的地震剪力,通过满足加强措施的地下室顶板传递给全部地下室,并主要由地下一层构件承担.3.3地下室土体约束的考虑用于判断地下室顶板是否嵌固的剪切刚度与土体约束无关,但土体约束影响结构整体计算的刚度及内力,进而影响配筋.地下室层土体约束大小规范并没有给出具体值,当前设计一般都按照弹簧方式模拟土体作用,在SATWE软件中可以通过填写定义地下室,并填写“X、Y方向土层水平抗力系数的比例系数m值”来反映土体的这种约束作用.m值按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008(以下简称“桩基规范”)中表5.7.5的灌注桩对应的地基土类型去确定,m值越大,对应的土体对结构整体的约束作用越强.如果m值填写为负值,比如三层地下室填写m=-3,代表地下两层在X、Y两个水平方向实现完全的嵌固,地下室不产生水平位移,但土体不会约束转动方向位移,地下室会产生转动方向的转角变形.3.4地下室构件配筋的加强措施对地下室顶板嵌固的结构,为保证塑性铰不要出现在地下室,而出现在地上楼层,规范要求地下室结构的刚度和承载力做适当加强.地下室顶板满足梁板体系、最小板厚180、混凝土标号大于C30、最小配筋率0.25%等构造要求;地下一层梁、柱、墙等构件抗弯承载力做了提高,要求嵌固端下一层柱构件配筋单侧配筋是上层柱单侧配筋的1.1倍,梁构件支座部位按组合弯矩乘以1.3进行配筋,墙体边缘构件要求本来可设置构造边缘构件的,但要求纵筋面积不小于上层约束边缘构件纵筋面积.同时地下室构件配筋还要满足计算要求.4带地下室结构顶板不嵌固相关问题分析4.1地下室顶板不嵌固的内力分析与配筋设计抗规6.1.10.3强调了当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时,底部加强部位宜向下延伸到计算嵌固端.当地下室顶板无法作为上部结构的嵌固端时,规范要求嵌固端下移,此时一般设计师会直接将地下室和上部结构一起建模计算,按照桩基规范填写X、Y方向土层水平抗力系数的比例系数m值,完成上部与地下室的配筋.在配筋设计阶段嵌固端所在的层号对配筋处理有较大影响.如果是一层地下室,嵌固端填写1与2计算内力及配筋结果完全一样,导致很多设计师不用为了满足顶板嵌固而加大地下室墙柱构件的截面,直接将嵌固端放在地下室底板.对一层地下室结构,嵌固端位置不同,虽然计算结果完全一致,但不符合规范精神,应尽量通过加大地下室相关范围构件截面尺寸,做到在地下室顶板嵌固.带多层地下室结构,假如有4层,顶板若不嵌固,设计师会将嵌固端下移到地下一层底板作为嵌固端,此时,地下一层底板能否作为嵌固端,需要根据剪切刚度比去判断,部分设计师以地下二层剪切刚度与地下一层剪切刚度比是否大于2来判断是否嵌固,也有部分设计师以地下二层与地上一层剪切刚度比是否大于2判断是否嵌固.这样就有“嵌固端所在层号”为地下室中间某层,2或3或4等多种情况,按照规范若顶板不嵌固,应该只有嵌固端所在层号为1这种情况.在SATWE计算中如果将地下室与上部结构一起计算,填写嵌固端所在层号为3,内力分析与嵌固端所在层号填写无关,配筋设计时,考虑底部加强区下延,约束边缘构件延伸到嵌固端层,相应楼板、梁及柱对应的构造及配筋均做加强处理,柱单侧配筋1.1放大一直延伸到嵌固端,梁支座弯矩1.3放大不仅放大地下一层位置的,也放大嵌固端所在层号下一层的.当然对于地上结构配筋很多设计师由于把握不准确土约束大小,而采取了按照带地下室模型整体计算与不带地下室模型计算,对上部配筋包络设计.4.2地下室顶板不嵌固的结构指标控制由于土体约束的不确定性,虽然可以按照桩基规范表5.7.5去填写,但这是一个范围,在进行结构内力分析时,设计师对相同的土体约束情况可能赋予不同的m值,这样会导致计算模型由于不同的刚度而引起各项指标可能有差别.设计中关注的结构整体指标位移角、基底剪力、刚重比与结构楼层指标层刚度比、位移比、剪重比等这些指标就很难把握.部分设计师可能认为考虑地下室土体约束情况,计算的各项指标更准确,但由于土体约束的不准确,此结果与规范限值控制需要的计算模型结果是不对等的.因此,即使地下室顶板不嵌固,在进行这类结构指标控制的时候,建议还是按照取消掉地下室的模型进行控制.5与嵌固端相关细部问题及SATWE软件处理5.1底部加强区的确定及软件处理抗规6.1.10、高规7.1.4及对应条文说明对结构底部加强区的确定综合可概括如下.如果是地下室顶板嵌固,底部加强区为:max(H/10,顶板算起底部两层,有裙房层数时裙房层数加1,有转换层层数时转换层层数加2);如果是地下室顶板不嵌固,嵌固端下移,底部加强区下延,此时的H始终从地下室顶板算起.软件在处理规范这条时不完全与规范一致,对于H的取值,如果顶板嵌固,从正负0算起,如果嵌固端下移,H高度跟着下延.同时由于规范要求嵌固端下一层构造边缘构件纵筋大于上层约束边缘构件纵筋,软件对于底部加强区按照上述方式确定以后还下延一层.当然对于底部加强区高度也允许设计师进行任意楼层指定干预,如图1所示.图1底部加强区人工干预图5.2地下室顶板嵌固刚度比的判断及软件处理地下室顶板是否嵌固时,需判断地下一层“相关范围”内楼层剪切刚度与上层的剪切刚度比,按照抗规6.1.14.2、高规5.3.7及高规附录E.0.1可知,该剪切刚度比仅与层高、竖向构件截面尺寸有关,与土体约束无关.在使用SATWE软件进行该项判断时,需要带地下室模型做整体分析,m 值默认即可,因为此值不影响剪切刚度比的计算.程序在计算剪切刚度比的时候采用的是本层刚度与下一层的刚度比,因此,如果查看地下室顶板能否嵌固,带着地下室计算,查看正负0层剪切刚度比RATX与RATY两值是否小于0.5来判定.5.3嵌固端抗震等级确定及软件处理按照抗规6.1.3及高规3.9.5,地下室顶板嵌固以后,地下一层相关范围内抗震等级同上部结构.地下一层及以下抗震构造措施抗震等级逐层降低,但不应低于四级,地下室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;顶板嵌固以后,地震剪力从上部仅传给地下一层,不再向下传递,实际上是抗震构造措施抗震等级为三级或四级.在SATWE软件中默认地下室构件抗震等级同上部结构的抗震等级,对嵌固端以下抗震构造措施抗震等级可逐层降低,如图2所示.在实际设计中对于地下一层及以下需要手工修改抗震等级及抗震构造措施的抗震等级,如图3所示.5.4嵌固端相关结构底部薄弱层判断及软件处理高规3.5.2对底部嵌固层是否是薄弱层提出了较高的要求,由于底部嵌固层层间位移角结果较小,规范对其与上一层侧向刚度比做了150%的要求.此处侧向刚度比指的是层剪力与层间位移的比值,如果有土体作用,该比值与土体约束有关.设计中需正确的处理结构模型,正确进行首层刚度比的计算,并进行首层是否是薄弱层的判定.SATWE软件中为了正确的去判断首层是否是薄弱层,需要取消掉地下室去计算首层与上层的刚度比.程序对于高规3.5.2的执行仅仅针对结构建模计算的首层执行刚度比150%的较高要求.需要注意的是,如果带地下室计算,程序仅对结构地下室最底部按照150%控制刚度比,对正负0这一层并不会执行规范的这条要求.直接查看3.1.6版本软件输出的首层的RATX2与RATY2,查看这两个值是否大于1.5进行薄弱层的判断(注意:2.2及以前版本这个刚度比已经考虑1.5的值,直接与1比较即可).5.5嵌固端相关底层剪力及倾覆力矩计算及软件处理高规4.3.12与抗规5.2.5对结构的底部最小剪力均提出了要求,要进行规范这项最小剪重比的判断,需要准确计算结构底部剪力.抗规和高规中要求通过计算的框架柱所占的倾覆力矩的比例确定相应的框剪结构的设计方法,倾覆力矩的计算是指嵌固端所在层即正负0处的计算结果.SATWE软件为了准确的考虑上部结构的剪力及倾覆力矩,在上部结构和地下室一起共同计算时,考虑地下室回填土的刚度贡献,但是有效质量系数的计算程序是不考虑地下室的,仅仅按照上部结构去统计有效质量系数.按照满足上部有效质量系数90%下计算的地下室顶板处的基底剪力进行最小剪重比调整及倾覆力矩的计算,底层倾覆力矩是嵌固端所在层的倾覆力矩.5.6嵌固端相关转换柱的弯矩放大高规10.2.11中要求对于一、二级转换柱的顶上端和下端弯矩组合值分部乘以放大系数1.5,1.3.设计师需要注意,按照规范体系,转换柱这条的放大需要正确理解嵌固端情况下执行,正确定义转换柱.在SATWE程序中需要正确定义转换柱,程序才可以按照规范要求正确放大其顶部和底部,需要设计师注意的是,如果带地下室计算,转换柱底部定义到正负0层即可,不要延伸到地下室,否则规范要求的放大没有正确执行.如果不带地下室,就应该定义转换柱从正负0到转换柱顶.5.7嵌固端相关剪力墙轴压比、边缘构件判断及软件处理设计师在设计中发现不带地下室计算的剪力墙轴压比基本符合从底到顶轴压比逐渐减小,但是带地下室以后,导致剪力墙轴压比分布与概念判断不太相符,这主要是由于地下室土体约束引起的,土体约束导致地下首层刚度突变,剪力墙分担的恒活荷载也变化,进而引起轴压比在正负0处也会发生突变.对于剪力墙轴压比计算是采用重力荷载代表值作用下的轴力,恒活作用下的轴力与结构刚度有关,与土体约束有关.SATWE软件中,程序仅判断嵌固端所在楼层的剪力墙轴压比是否满足可设置构造边缘构件的条件.如果带地下室计算,即使嵌固端以上楼层轴压比大于表7.2.14的限值,嵌固层轴压比小于表7.2.14要求,程序仍然会一律设置构造边缘构件.在软件中参数设置如图4所示.5.8嵌固端相关强柱根调整及软件处理为了提高结构安全度,高规6.2.2要求对于底层柱弯矩进行放大(强柱根调整),以加强底层柱下端的实际受弯承载力,推迟塑性铰的出现.此处底层柱弯矩方法系数应该仅仅对结构正负0的底层柱进行放大即可.SATWE软件对地上一层、嵌固端和地下室底层的柱底弯矩都做了调整.如果建模计算中地下室参与结构整体分析,不论地下室顶板是否达到嵌固要求与否,地上一层天然存在一个或强或弱的被嵌固效果.地震灾害分析报告中绝大多数工程的地上一层都属于结构的最薄弱部位,极少见到地下室结构发生严重破坏的.为确保工程安全,软件按此进行控制虽然是保守的,但是必要的.5.9嵌固端相关部位梁、柱、墙配筋放大及软件处理按照抗规6.1.14及高规12.2.1可知,对于地下室顶板作为上部结构嵌固端时,嵌固端下层的梁端实配抗震受弯承载力大于地上柱下端实配抗震受弯承载力的1.3倍;柱嵌固端下层柱单侧配筋不小于地上一层柱的1.1倍;墙嵌固端下层边缘构件纵筋面积不小于地下一层对应墙肢边缘构件的纵筋面积.SATWE软件对地下一层即嵌固端下一层柱构件配筋单侧配筋取上层柱单侧配筋的1.1倍与自身计算的大值,柱上下截面形式不一致时,程序不会自动做这个1.1放大.地下一层梁支座部位程序按组合后的弯矩乘以1.3进行配筋,未完全按照规范要求进行处理,同时这个放大也是有条件的,需要梁的两端均有竖向构件相连,并且梁端上部也需要有柱,同时还要满足地震作用组合,同时满足这三个条件,才执行端部1.3放大.地下一层墙体边缘构件要求本来可设置构造边缘构件的,但程序判断该层为底部加强区,认为属于约束边缘构件,在满足自身计算配筋的同时,取纵筋面积不小于上层约束边缘构件纵筋面积,两者取大.如果嵌固端不在地下室顶板,则嵌固端下移,如果嵌固端移到结构最底部,比如有四层地下室,则地下四层柱配筋均取地上一层柱单侧配筋1.1倍与计算的大值.对于梁端配筋,不仅地下室顶板梁支座部位按组合后的弯矩乘以1.3进行配筋,嵌固端所在层梁端支座也按照组合弯矩乘以1.3进行配筋.由于嵌固端下延,地下室均设置约束边缘构件,且配筋均取首层约束边缘构件配筋与自身计算配筋的大值.放大处理的理由是,与柱底设计内力的放大原则设计理念相同,一句话概括为:“地下室顶板处总是按照嵌固端设计”.6结束语高层建筑结构设计中,由于土体的不确定性,结合规范要求,分析了关于内力、配筋及指标等各方面的问题,建议结构的嵌固端尽量设置在地下室顶板,如果无法在顶板满足下层与上层剪切刚度比不大于2,嵌固端下移至地下室底板.对于土体的约束如果输入m值,程序可以按照输入的值,体现土对结构的约束作用.实际设计中,无论选择地下室顶板还是结构最底部作为结构嵌固端,程序都通过相应的措施对梁、柱、墙及板配筋做了有针对性的加强,确保塑性铰尽可能出现在结构正负0,避免塑性铰向下延伸.本文同时结合设计师常用的SATWE设计软件对于嵌固端相关问题的处理及理解进行了详细的分析,供设计师在设计中参考.。
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嵌固端的确
嵌固端的确定----插图详尽版
嵌固端的确定----插图详尽版
嵌固端的直观了解:在建筑结构设计中镶嵌固端:就是平时说道的紧固端的,不容许
构件在此部位存有任何加速度。
这里的加速度在结构力学中就是指平面x、y两个方向的
加速度和紧紧围绕此支座的转角;而对应的简支端(边)则容许存有转角,但是无法存有x、y方向的加速度;通常现浇结构,板都就是已连续的,无板连接处都就是梁桥,飞檐处就是民主自由边,而楼板连接处都就是已连续的,也就是在排序每跨板的时候做为镶嵌固
端处置。
柱嵌固在建筑结构设计中,新版pkpm总信息里存有镶嵌固端所在层号输出一档。
镶嵌固端部位挑选出的原则
一、嵌固端部位必须在满足基础有效埋置深度或可靠埋置深度的前提下选取,其位置
可在基础顶面也可以高于基础顶面。
镶嵌固端部位挑选出低于基础顶面时,其挑选出的边线应当切割室内地沟布置和掩埋
浅情况不必高于室外地面。
若高于室外地面,其高差严禁大于所设边梁的梁高。
且必须使
嵌遏部位的下部和基础之间存有不少于一层的完备的框架结构体系,并在地震促进作用下
维持弹性工作状态。
三、嵌固部位下部和基础之间的框架结构体系应有足够的承载力和侧向刚度,能够抵
抗上部框架结构在嵌固部位产生的嵌固端弯矩、剪力和轴力的作用。
避免柱塑性铰向下转移。
楼层装配参数设置
satwe参数设置(此时若为新版pkpm(10)
地下层数为2镶嵌固层为3(热购地下室顶板为镶嵌固端)参见新版参数设置模型三)
此为05或08版pkpm对地下嵌固层的定义不一样按照新的pkpm(10)定义地下室层
数为2嵌固层为3若不考虑地下室底板(要充分考虑基础模型采用筏板基础是可合并到基
础中算,当为独立基础或是条形基础时应考虑地下室底板的影响)的模型如组装示意图2
楼层装配参数设置
satwe参数设置模型三
楼层装配参数设置
satwe参数设置。