地下室嵌固端的理解.讲课讲稿
嵌固端相关问题个人认知.pdf
一、结构设计如何合理判断复杂情况下结构底部嵌固部位? 1、概述嵌固端作用和意义 任何结构在进行结构计算分析之前,必须首先合理确定结构 嵌固端所在的位置。
嵌固部位的合理正确选择是结构设计安 全与否的一个重要假定,它将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,影响到杆件内力及结构侧移等 计算结果的准确性. 所谓“嵌固”部位,物理意义就是此处的水平位移及转角均 为零,实际工程没有绝对的嵌固,只有相对的嵌固;由力学 角度看嵌固端是一个面,从工程抗震概念看应是一个区域, 也就是结构依据概念设计预期塑性铰出现的部位;确定嵌固 但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。
如图6.7.1所示计算参数注意事项嵌固部位(戴国莹)基础埋深、钢筋锚固长度的确定,应 与嵌固部位一致。
▲嵌固部位是地震动输入的位置,反应谱法、时程法、 推覆法计算的模型嵌固部位需一致。
▲一般应采取措施满足地下室顶板嵌固, 刚度比可按有效数字控制。
▲可在不影响停车位处设置地下墙体, ▲应利用地下室的隔墙减少地下的偏心。
▲上部结构设计应只取地上模型; 地下室和基础设计可取上下联合模型, 相当于按GB50011-5.2.7条考虑共同工作。
计算参数注意事项嵌固部位例▲ 某工程(裙房4层并略有偏置),当按上下联合模型计算时,结构平动振型含有明显的次方向分量振型 周期X: Y: T1 2.70s ( 0.88:0.10:0.02 )2 2.66s ( 0.09:0.90:0.01 )3 1.69s ( 0.04:0.04:0.92 )仅取地上模型计算时, 平动振型的次方向分量减小 1 2.55s ( 0.98:0.00:0.02 ) 2 2.50s ( 0.00:1.00:0.00 ) 3 1.64s ( 0.04:0.03:0.93 )为了实际工程计算方便,避免地上与地下整体计算的复 杂性,规范要求地下室顶板作为上部结构的嵌固部位的条件 是:《抗规》6.1.14 -2 地下室顶板作为上部结构的嵌固部位 时,应符合下列要求: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《高规》5.3.7 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.《抗规》和《高规》都有明确的规定,其中一条是: 结构 地上一 层的侧向刚度不宜大于地下一层相关范围侧向刚度 的0. 5 倍。
地下室顶板作为嵌固端相关设计问题
地下室顶板作为嵌固端相关设计问题浅析摘要:地下室顶板能否作为嵌固端,作为嵌固端时有哪些要求,对于高层建筑结构设计有重要的意义。
本文介绍了嵌固端的概念,地下室顶板作为嵌固端的条件以及地下室顶板作为嵌固端时的相关调整。
关键词:地下室顶板嵌固侧向中图分类号: s611文献标识码:a 文章编号:在高层建筑结构设计的过程中,嵌固端是一个重要的概念。
它对结构的内力调整、配筋、构造等都有影响。
正确理解嵌固端的概念,明确地下室顶板作为嵌固端的条件对于工程设计具有重要的意义。
1嵌固端的概念建筑结构设计中所说的嵌固端就是力学概念中的固定端,即不允许构件在此部位有任何位移,包括平面x、y两个方向的位移和围绕此支座的转角。
在地震的时候,所有的嵌固端都是有可能产生塑性铰,发生屈服的部位,因此对于嵌固端规范都有严格的内力调整和构造要求。
在水平力的作用下,高层建筑就像一根大的悬臂杆件,它的嵌固端就更加关系到整个建筑的安全。
这里必须指出的是,嵌固端和回填土的约束其实是两个概念,回填土的约束能力与地下室顶板是否作为高层建筑的嵌固端没有任何联系,嵌固端的选取对于结构的整体水平位移并不会有任何影响,个别设计人员在认为地下室顶板作为高层建筑的嵌固端的前提下,对于pkpm的土层水平抗力系数的比例系数m填成负值,完全限制了地下室的水平位移,这其实是不合适的,目前satwe软件在m填负值的情况下,采用的是充大刚度法,在某些情况下,会导致刚度矩阵奇异,使嵌固端附近楼层的剪力出现异常,必须引起结构设计人员的足够重视。
正确的做法是m值参照《建筑桩基技术规范jgj94-2008》中表5.7.5的灌注桩项来进行取值。
真实的填写回填土约束,才能真实的反应结构的真实受力。
2地下室顶板作为嵌固端的条件《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》对于地下室顶能否作为嵌固端做了明确的规定:《建筑抗震设计规范》第6.1.14条: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%。
地下室嵌固端的理解
地下室嵌固端的理解地下室嵌固端的理解一、引言地下室嵌固端是指地下室结构的固定连接部分,负责将地下室结构安全牢固地连接到周围土体或基础上,以提供支撑和稳定性。
本文将会对地下室嵌固端的理解进行详细的介绍和分析。
二、地下室嵌固端的类型1. 土钉地下室中常用的一种嵌固端类型是土钉,它是通过在地下室侧墙上预先钻孔并插入钢筋混凝土土钉来实现。
土钉与土体之间的相互作用可以增加地下室的稳定性和承载能力。
2. 锚杆锚杆也是常见的地下室嵌固端类型之一。
通过在地下室墙体内安装钢筋,并将其固定在周围的土体或基础上,以提供额外的支撑和稳定性。
这种方法适用于地下室结构较大或承受重压的情况。
3. 基础地下室的基础也可以视为一种嵌固端类型。
一个可靠的地下室嵌固端必须能够将地下室结构与基础牢固地连接起来,以确保地下室的整体稳定性。
三、地下室嵌固端的设计原则1. 强度地下室嵌固端的设计必须保证足够的强度,能够承受地下水压力、土压力、挤压力等外部载荷,保证地下室结构的稳定性和安全性。
2. 稳定性地下室嵌固端设计时必须考虑地下室与嵌固端之间的相互作用,以及与周围土体或基础之间的相互作用。
稳定性分析需要考虑地下室结构和嵌固端的几何形状、材料特性、荷载作用等因素。
3. 可操作性地下室嵌固端的设计应当尽可能简单易行,施工过程中能够实现高效、安全的操作。
四、地下室嵌固端施工要点1. 前期准备在进行地下室嵌固端施工之前,需要进行必要的勘察和设计工作,确定土工参数、嵌固端形式和尺寸,并制定相应的施工方案。
2. 施工工艺地下室嵌固端的施工可分为钻孔、钢筋安装、灌浆等工艺。
钻孔需要控制钻孔深度和直径,确保与设计要求一致。
钢筋安装应严格按照设计要求进行,确保梁柱节点的连接牢固可靠。
灌浆应采用符合规范要求的材料,确保充实度和均匀度。
3. 施工质量控制地下室嵌固端的施工质量控制包括施工工艺控制和质量检验。
施工工艺控制涉及施工过程中的各个环节,质量检验应按照规范要求进行,确保地下室嵌固端的质量与设计要求相符。
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高层建筑结构设计中地下室嵌固作用的思考一:引言地下室在高层建筑结构设计中扮演着重要的角色,它不仅能提供额外的使用空间,还能充当建筑的支撑系统之一。
地下室的设计中,嵌固作用是一个关键的考虑因素。
本文将探讨高层建筑结构设计中地下室嵌固作用的思考。
二:地下室的嵌固作用1. 地下室的定义和作用地下室是指建筑物地下部分,通常位于地面以下一定深度的区域。
地下室的主要作用是提供额外的使用空间,如停车场、办公室、商店等。
同时,地下室还能够为高层建筑提供嵌固支撑,增强整体结构的稳定性。
2. 地下室的设计原则地下室设计需要遵循一些基本原则,以确保其嵌固作用的有效性:- 地下室结构应与上部建筑物相互协调,形成整体稳定的结构系统。
- 地下室的设计要充分考虑地质条件和地下水位等因素,避免地基沉降和渗水等问题。
- 地下室的结构应采用适当的材料和工艺,以提高其抗震、抗风等能力。
三:地下室嵌固作用的影响因素1. 地下室周围土体的性质地下室嵌固作用的有效性与地下室周围土体的性质密切相关。
土体的密实程度、黏性和强度等特性将直接影响地下室的嵌固效果。
2. 预埋件的设计与布置在地下室的结构设计中,预埋件的设计与布置起着至关重要的作用。
合理配置预埋件能够增加地下室与周围土体的相互作用,并有效增加地下室的嵌固作用。
3. 地下室结构的刚度和稳定性地下室结构的刚度和稳定性对嵌固作用的大小和效果也有着重要的影响。
较高的刚度和稳定性将有利于地下室与周围土体之间的相互作用达到更好的效果。
四:地下室嵌固作用的计算与分析方法1. 解析计算方法解析计算方法是一种常用的地下室嵌固作用计算方法。
该方法基于土体力学和结构力学的原理,通过解析计算地下室和周围土体之间的应力和变形,评估地下室嵌固作用的大小和效果。
2. 数值模拟方法数值模拟方法是一种较为精确的地下室嵌固作用计算方法。
通过建立地下室和周围土体的三维模型,采用有限元或边界元等数值方法计算地下室的应力和变形,进而评估地下室的嵌固作用。
嵌固端 计算 定义
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。
嵌固端与“嵌固部位”
嵌固端与“嵌固部位”[本文为原创,转载请注明]摘要:参阅相关规范及文章,本文认为嵌固端为力学概念,即约束所有自由度,对于建筑结构只能取在地下室底板处。
嵌固部位是强度概念,“嵌固部位是预期塑性铰出现的部位”【1】,其水平位移为零。
但是规范和众多文章中对与嵌固端和嵌固部位的用词不做区分,本文认为是不恰当的。
并且给初入结构设计的本文作者造成了很大困惑。
有地下室的建筑结构与是由上部结构和地下室组成的完整的承力体系,具有相同的位移场,相互协调变形。
此外地下室的回填土对结构具有一定的约束作用,这种约束仅约束水平位移,不约束竖向位移和竖向转动。
有地下室模型的简化,核心问题有两点:1,如何合理考虑地下室的刚度;2,如何正确反映回填土的约束作用。
合理考虑地下室刚度的实现:真实的将地下室部分与上部结构一起建模,建立一个包括上部结构和地下室所有构件在内的综合模型,并将结构的嵌固端取在基础底板处。
注意基础底板处是嵌固端,即约束所有方向自由度。
合理反映回填土的约束作用:1)嵌固水平位移法。
依据抗规6.1.14和高规5.3.7的基本思想,将上部结构和地下室作为整体考虑,嵌固端取基础底板处,并根据地下室结构和相邻上部结构楼层侧向剪切刚度比的大小确定合适位置限定其水平位移为零(即确定嵌固部位)。
2)弹簧刚度法。
将上部结构和地下室作为整体考虑,嵌固端取基础底板处,并在每层的地下室楼板处引入水平土弹簧刚度,反映回填土对地下室的约束作用。
【2】嵌固部位的确定:依据抗规6.1.14和高规5.3.7的基本思想。
“地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。
”并应满足其他要求来达到嵌固部位的要求。
众多文章的分析表明,当满足刚度比大于2时,将地下室作为嵌固部位和不作为嵌固部位结果基本形似,因此“此条规定能够在一定程度上控制假定地下室顶板为嵌固部位的误差不至过大”【3】。
当地下室顶板达不到嵌固部位的要求时。
张维斌一书的说法是“1,对于层数大于等于3层的地下室,可将结构嵌固部位置于地下一层底板,这是应满足:1)地下一层剪切刚度相应大于地上一层剪切刚度;2)地下二层剪切刚度相应大于地下一层剪切刚度,并应大于地上一层剪切刚度的2.0倍。
浅谈嵌固部位
浅谈嵌固部位
嵌固部位
嵌固部位是剪切型多质点单竖杆葫芦串的根,房屋建筑以嵌固部位为界面
在这个界面以下的部分(基础、地下室)在地震时,随大地一起运动,与大地没有相对运动,或者说与大地的相对运动不会造成该界面以下的基础或地下室产生地震震害;
在这个界面以上的部分房屋在地震时,地震时受大地运动影响,与大地产生剧烈的摇曳,有足以造成地面建筑物震害的相对运动。
正是从这个意义上讲,一个建筑物(或一个变形单元)只有一处这样的界面。
道歉
由于小编自己的私事,小编今天没有来得及给大家准备学习资料,小编在这里个大家道歉了。
对地下室嵌固端的认定
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。
关于嵌固端的理解共4页
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。
嵌固端(嵌固端在基础顶和地下室顶板的区别)
嵌固端(嵌固端在基础顶和地下室顶板的区别)【范本一】嵌固端(嵌固端在基础顶和地下室顶板的区别)一:基础顶的嵌固端1.1 说明:基础顶的嵌固端是指在建筑物基础顶部进行嵌固操作的一种结构处理方式。
1.2 操作流程:1.2.1 测量基础顶板与墙体之间的高度差。
1.2.2 使用适当的建筑材料填充高度差,以保证顶部表面平整。
1.2.3 进行嵌固处理,将嵌固端与基础顶固定,确保其牢固可靠。
1.3 主要材料:1.3.1 基础顶板1.3.2 嵌固端1.3.3 填充材料1.4 注意事项:1.4.1 嵌固端与基础顶板之间需要有一定的缝隙,以便在建筑物受到地震等外力时能够有一定的位移空间,以减轻建筑物结构的受力。
1.4.2 使用的填充材料需要具备一定的抗水、抗压和耐久性能,以确保嵌固端的稳固性。
二:地下室顶板的嵌固端2.1 说明:地下室顶板的嵌固端是指在地下室顶部进行嵌固操作的一种结构处理方式。
2.2 操作流程:2.2.1 测量地下室顶板与墙体之间的高度差。
2.2.2 使用适当的建筑材料填充高度差,以保证顶部表面平整。
2.2.3 进行嵌固处理,将嵌固端与地下室顶板固定,确保其牢固可靠。
2.3 主要材料:2.3.1 地下室顶板2.3.2 嵌固端2.3.3 填充材料2.4.1 嵌固端与地下室顶板之间需要有一定的缝隙,以便在建筑物受到地震等外力时能够有一定的位移空间,以减轻建筑物结构的受力。
2.4.2 使用的填充材料需要具备一定的抗水、抗压和耐久性能,以确保嵌固端的稳固性。
【范本二】嵌固端(嵌固端在基础顶和地下室顶板的区别)一:基础顶的嵌固端1.1 介绍基础顶的嵌固端是建筑工程中常用的一种处理方式,用于加固和稳定建筑物的基础顶部结构。
1.2 流程1.2.1 测量基础顶板与墙体之间的高度差。
1.2.2 使用适当的填充材料填充高度差,使其表面平整。
1.2.3 将嵌固端固定在基础顶板上,确保其稳固可靠。
1.3 材料主要使用的材料包括基础顶板、嵌固端和填充材料。
关于嵌固端你应该知道的
关于嵌固端你应该知道的来源:结构狗说本⽂已获授权什么是嵌固端嵌固端是上部结构计算的固接⽀座,地震来袭时,嵌固端界⾯以下部分⼟体、基础及地下室随地⾯⼀起运动,界⾯以上上部结构产⽣相对运动。
刚度要求:嵌固端⽀座三个⽅向的平动及转动均为0。
⽆地下室嵌固端以下的基础及⼟体应有⼀定的刚度,有地下室嵌固端以下的地下室、基础及⼟体应有⼀定的刚度。
强度要求:地震作⽤时,嵌固端上部的竖向构件底部应先于嵌固端以下构件屈服,嵌固端要能紧紧的抱住柱脚。
普天之下,没有绝对意义上的嵌固端。
⽐如基础有差异沉降,那么Z向的约束就不可能是0。
嵌固端可以认为是上部结构实际地震的输⼊点,⽬前采⽤反应谱和时程法时地震是通过加速度从上部结构输⼊的。
⽤于确定上部结构抗震等级的建筑⾼度,规范字⾯意思为室外地⾯,实际宜从嵌固端开始算,当超过规范⾼度不多时可酌情处理。
剪⼒墙结构确定底部加强区时,同样应从嵌固端开始计算。
⽆地下室嵌固端要求(1)嵌固端应位于地⾯以下。
若需要露出地⾯应采取相应的构造措施。
(2)计算的底层层⾼应取⾄嵌固端。
(3)地梁顶标⾼应在嵌固端处,且应该有⼀定的抗弯及抗剪能⼒。
部分设计⼈员构造设置地梁且不设置加密区的做法不妥。
(4)地梁应双向设置。
若柱脚铰接,地梁的作⽤可仅考虑控制差异沉降,仅单向设置,⽐如门刚。
对于设置吊车的固接柱脚,若单向设置地梁时,⽆地梁⼀侧的弯矩应全部由独⽴基础或桩基础承担。
(5)基础短柱应有⼀定的刚度,设置地梁的情况下,没有必要过度强调短柱与上部框架柱的抗弯刚度⽐。
(6)基础四周回填⼟应提出压实要求。
地下室顶板嵌固端要求(1)地下室四周应全埋。
局部外露时,露出部分不宜⼤于地下室层⾼的1/4,不应⼤于层⾼的1/3。
(2)地下室顶板应有⾜够的平⾯内刚度,不宜开⼤洞(要求应严于上部结构),顶板⾼差不应⼤于1m。
洞⼝及⾼差处应加强刚度及强度。
(3)地下室顶板厚度不⼩于180,双层双向配筋0.25%,混凝⼟不低于C30。
嵌固端
地下室顶板大开洞作为嵌固端嵌固端:在建筑结构设计中嵌固端:就是平常说的固定端,不允许构件在此部位有任何位移。
这里的位移在结构力学中是指平面x、y两个方向的位移和围绕此支座的转角;而对应的简支端(边)则允许有转角,但是不能有x、y方向的位移;1.±0.00有大开口或高差较大导致水平传力不连续时,嵌固端应伸至地下室,且对大开口周边梁、板的配筋应进行加强周边梁宜按照偏心受拉构件的相关要求进行设计。
----2010版超限设计指南2.±0.00层有较大高差时,在高差处设置垂直向剪力墙,且采取存在高差处的柱子箍筋加密,水平传力方向的梁加腋等措施,以确保水平力的传递。
3.开洞后由于刚度削弱,导致地震作用下洞口周边的平面内变形略有变化,有必要对开洞周边楼板进行加强。
设计中,针对楼板开洞考虑以下措施:增加洞口周边楼板板厚至230mm;地下室顶板楼盖的受力分析考虑采用包括地下室的多塔模型的分析结果;同时对塔楼在洞口两侧的落地剪力墙,在地下室部分通过取消墙肢之间的洞口以增加其侧向刚度3.有关嵌固端计算的要求1)保证地下室的刚度与±0.00的刚度比≧2.0(上海地区为1.5)2)楼板厚度大于180.3)计算地下室刚度比时,离主楼较远处的外墙刚度不应计入地下室的刚度.4)±0.00有大开口或高差较大导致水平传力不连续时,嵌固端应伸至地下室,且对大开口周边梁、板的配筋应进行加强.周边梁宜按照偏心受拉构件的相关要求进行设计5)地下室外墙离主楼较远时,可在主楼周边或附近设置剪力墙,控制同层剪切刚度较上部结构剪切刚度大于2~3倍以上,直接将水平力传至底板.6)±0.00层有较大高差时,在高差处设置垂直向剪力墙,且采取存在高差处的柱子箍筋加密,水平传力方向的梁加腋等措施,以确保水平力的传递。
7)±0.00与室外地面高差相差较多时,嵌固端应下伸一层。
8)嵌固端设在地面层时,地面宜设置刚性地坪,以保证传力的可靠。
关于地下室顶板作为嵌固端的探讨
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。
浅谈结构设计——关于结构嵌固端
浅谈结构设计——关于结构嵌固端在一个结构技术交流群里,提出了如下问题:当地下室顶板无法作为设计嵌固端,嵌固端下移,顶板和B1分别作为嵌固端包络设计.如何操作?这个问题的背景是:虽然顶板无法完全满足嵌固条件,但事实还是具有一定的嵌固作用,应该考虑嵌固作用对结构的影响,这就是包络设计的原因.记得以前,超限会上,也有专家提过这一点.两种办法分别如下:1)包络设计的两个模型,如果顶板嵌固,要删掉全部地下室,按顶板嵌固,进行上部结构配筋设计;然后B1层嵌固,模型保留一层地下室,B1楼板作为计算嵌固端,再设计上部结构,最后两个模型包络配筋.2)两个模型均带全部地下室,计算嵌固端永远在基础底板.比如共有3层地下室,取B3楼板作为计算嵌固.然后将顶板和B1分别设置为设计嵌固端(通过设置嵌固端所在层号),然后进行包络配筋.(注意:采用第二种方法,要同时修改地下室层数和设计嵌固端对应层号,同时改变m值高度范围.)刘孝国等人写过一篇文章,曾提到:“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转移到地下室顶板以上.”为了保证塑性铰出现在地下室顶板,规范对地下室刚度和承载力提出了一定的加强措施.从这点来说,对半嵌固位置加强,是有必要的,目的是为了保证塑性铰确实出现在预估的位置.与此相关的一个相似问题是,“对带地下室的高层建筑,假如嵌固端选在地下室顶板,上部结构配筋时,是否需要按带地下室与不带地下室两个模型进行包络配筋?”针对此问题,上篇文章给出的解答是,“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.”仅按上部结构来配筋的做法,不少人可能觉得不放心,因为毕竟带地下室的模型才更“真实”,一些工程师倾向于按包络配筋.让我们思考这样一个问题,“带地下室的模型,柱底、墙底约束其实是更弱的,因为少了转动约束,所以底部弯矩应该更小,配筋也应该更小(如果是按计算配筋控制的话),如果采用嵌固模型,相当于人为放大了配筋,岂不是不利于塑性铰出现在柱底?”然后,我们再来说回“真实”.如果带地下室的模型更真实,那为何指标分析又采用不带地下室的模型呢?中震及大震分析,通常又采用不带地下室的模型呢?楼板和梁为何不在模型中通过偏移做到顶平呢?还有,计算倾覆弯矩的时候,采用轴力方式和抗规方式,究竟哪个更真实?我们整个规范体系都是建立在一些假定条件基础之上的,过度“真实”是否有意义,是否能与规范要求匹配?与其追求“真实”,不如考究现实条件与计算假定是否在可接受的误差范围之内,说到底,这才是工程师的价值.有些项目,嵌固端做在基础顶,结构计算时,很自然地按简单嵌固模型来计算.但对应地,是不是应该保证基础顶满足嵌固条件呢?恐怕有些工程师就疏忽了这一点,忘记了复核.福建省住房和城乡建设厅文件出了一个《福建省建筑结构设计若干规定》,其中提到,“采用预应力混凝土管桩或空心方桩基础,当地梁线刚度不能达到底层结构柱线刚度2倍以上时,不应采用单柱单桩和单柱梁桩”.这个规定,就是为了保证柱底的嵌固假定,当然,是否需要这么严格,值得讨论.嵌固端是结构设计很重要的一个边界条件,这是应该做实的地方.但是否要做得绝对“刚”呢?也未必,其中的辩证关系,可参考之前写过的一篇文章《说说结构设计中的“相对性”》.对应地,有些地方,是应该做虚的,比如预设塑性铰的地方.遗憾的是,更多时候,我们是按照规范来设计,很多工程师(包括本人)对结构性能掌握得比较浅,容易误用规范,盲目加大.我记得有一次超限审查,有位专家提问说,“这个结构在Y向没有连梁,你们的耗能机制如何实现?大震作用下,耗能构件耗散了多少能量?”结构设计本身是要在不确定性中寻求一个确定性,荷载是怎样的?我们不是完全搞得清楚,但我们要搞清楚,地震来了,哪些构件需要它们先破坏,做出点牺牲.整个结构破坏是否能按照我们预想的方式出现?结构不怕破坏,怕的是始料不及,出乎意外地破坏.林同炎大师设计的美洲银行就是这方面的一个经典案例,完美地利用连梁损坏拯救了整个大楼.结构设计,是一门讲究虚实的艺术,该虚的地方虚,该实的地方才能实,盲目地追求高冗余度,将所有的地方都做实,即如《孙子兵法》所言,“无所不备,则无所不寡”.以上仅为个人观点,欢迎讨论.。
地下室嵌固端的理解
在有地下室的结构设计时,地下室的顶板是否做为上部结构的嵌固是很重要的。
这不仅仅是关系到计算结构的内力的大小,而且在某些工程中会整体结构成为一个超限建筑。
如底框等结构型式。
结合论坛上的讨论和自己的认识,我提出以下几点,请同行们一同讨论。
1、对地下室埋臵深度较浅时,是否做为嵌固。
在常规概念中,地下室的顶板应与室外地坪基本平,高差多在600以下。
但有些地下室为半地下室,有时露出地面的部分多于埋臵于土中的部分,当这种情况下是否能做为嵌固,其比例应控制在多少为宜?2、当地下室顶板的标高不一致时,是否做为嵌固。
在多数结构中,板面的高差一般不大,即便时有较大高差时,也仅时地下室顶板中的一小部分。
那么当高差大于多少时,不应当认为是在同一平面内,当其面积超过整层面积的多少比例时不能做为嵌固?以上两种情况,我想只要是视做嵌固的,其地下室顶板所做的加强应当高于规范中的要求,这一点是肯定的。
但这只是个概念性的问题,对度的衡量应该如何把握呢,请各位说说看法。
我的几点思考,请同行们一同讨论。
1 嵌固的概念,这里我们所说的嵌固应该是强度嵌固而非力学嵌固;力学嵌固--完全刚性的固定,嵌固点以下刚度无穷大,嵌固点无平动、转动,实现了完全的约束。
强度嵌固--柱的塑性铰出现在地上一层的下端,而不是出现在梁柱节点两侧的梁上,即强梁弱柱.实现的方法:(1)增大梁的抗弯能力;(2)增大地下室柱顶的抗弯能力;(3)满足规范的各项要求.2 对于第一个问题,地下室埋臵深度较浅时的情况一般出现在多层建筑,这时的地下室周边一般不会有伸到地下室顶的钢砼墙,规范要求的2倍刚度很难满足,嵌固点不会取在地下室顶.3 对于第二个问题,基于1的理解,只要楼板是连续的,在满足规范的各项要求的前提下,是可以认为是嵌固点的.但有2点应注意:一是保证剪力的传递;二是注意错平处梁的受扭问题.对于梁受扭的问题,如果可以考虑错平处只传递平行于建筑外边线的剪力(横向外墙错平处只考虑传递横向剪力,纵向外墙错平处只考虑传递纵向剪力),则此问题不存在.4 同意"地下室顶板所做的加强应当高于规范中的要求"的观点,只是要如何加强?愿听各位高见主体结构计算模型的底部嵌固部位,理论上应能限制构件在两个水平方向的平动位移和绕竖轴的转角位移,并将上部结构的剪力全部传送给地下室结构。
地下室顶板做嵌固端与基础顶面做嵌固端
1.所谓嵌固实质上是指接近固定的计算基面,从广义的角度来说,嵌固面以下的结构,可视为“基础”范畴。
2.作为抗震设计的重要原则,基础和地下室结构应具有足够的刚度和承载力,保证上部结构进入非弹性阶段时,基础和地下室结构能承受上部荷载并传递到地基上。
简单说,嵌固面就是上部竖向抗侧力构件在地震下出现预定塑性铰的基面位置。
3.地震实测记录表明,四周与土壤接触的具有外墙的地下室变形与刚体变形基本一致,抗震设计中可假设其为刚体,上部结构嵌固在地下室顶板上。
规范上的刚度比、板厚等要求是构造保证。
4.啰嗦了半天,无非是想说明,对于给定的一个结构,其嵌固面是由建筑的客观条件决定的,而不是设计人为指定的。
举个例子,对于一个地下室顶板可以作为嵌固面的结构,如果设计计算模型将其嵌固面定为基础顶面,即预定的塑性铰在基础面;而按照3中所示,该计算模型对于嵌固面的取法是不合理的。
也许没弄清楼主问题的本意,只是作为楼主后续提问的回复。
嵌固端的解释
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。
地下室嵌固端的理解
在有地下室的结构设计时,地下室的顶板是否做为上部结构的嵌固是很重要的。
这不仅仅是关系到计算结构的内力的大小,而且在某些工程中会整体结构成为一个超限建筑。
如底框等结构型式。
结合论坛上的讨论和自己的认识,我提出以下几点,请同行们一同讨论。
1、对地下室埋臵深度较浅时,是否做为嵌固。
在常规概念中,地下室的顶板应与室外地坪基本平,高差多在600以下。
但有些地下室为半地下室,有时露出地面的部分多于埋臵于土中的部分,当这种情况下是否能做为嵌固,其比例应控制在多少为宜?2、当地下室顶板的标高不一致时,是否做为嵌固。
在多数结构中,板面的高差一般不大,即便时有较大高差时,也仅时地下室顶板中的一小部分。
那么当高差大于多少时,不应当认为是在同一平面内,当其面积超过整层面积的多少比例时不能做为嵌固?以上两种情况,我想只要是视做嵌固的,其地下室顶板所做的加强应当高于规范中的要求,这一点是肯定的。
但这只是个概念性的问题,对度的衡量应该如何把握呢,请各位说说看法。
我的几点思考,请同行们一同讨论。
1 嵌固的概念,这里我们所说的嵌固应该是强度嵌固而非力学嵌固;力学嵌固--完全刚性的固定,嵌固点以下刚度无穷大,嵌固点无平动、转动,实现了完全的约束。
强度嵌固--柱的塑性铰出现在地上一层的下端,而不是出现在梁柱节点两侧的梁上,即强梁弱柱.实现的方法:(1)增大梁的抗弯能力;(2)增大地下室柱顶的抗弯能力;(3)满足规范的各项要求.2 对于第一个问题,地下室埋臵深度较浅时的情况一般出现在多层建筑,这时的地下室周边一般不会有伸到地下室顶的钢砼墙,规范要求的2倍刚度很难满足,嵌固点不会取在地下室顶.3 对于第二个问题,基于1的理解,只要楼板是连续的,在满足规范的各项要求的前提下,是可以认为是嵌固点的.但有2点应注意:一是保证剪力的传递;二是注意错平处梁的受扭问题.对于梁受扭的问题,如果可以考虑错平处只传递平行于建筑外边线的剪力(横向外墙错平处只考虑传递横向剪力,纵向外墙错平处只考虑传递纵向剪力),则此问题不存在.4 同意"地下室顶板所做的加强应当高于规范中的要求"的观点,只是要如何加强?愿听各位高见主体结构计算模型的底部嵌固部位,理论上应能限制构件在两个水平方向的平动位移和绕竖轴的转角位移,并将上部结构的剪力全部传送给地下室结构。
关于嵌固端的理解
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。
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在有地下室的结构设计时,地下室的顶板是否做为上部结构的嵌固是很重要的。
这不仅仅是关系到计算结构的内力的大小,而且在某些工程中会整体结构成为一个超限建筑。
如底框等结构型式。
结合论坛上的讨论和自己的认识,我提出以下几点,请同行们一同讨论。
1、对地下室埋置深度较浅时,是否做为嵌固。
在常规概念中,地下室的顶板应与室外地坪基本平,高差多在600以下。
但有些地下室为半地下室,有时露出地面的部分多于埋置于土中的部分,当这种情况下是否能做为嵌固,其比例应控制在多少为宜?2、当地下室顶板的标高不一致时,是否做为嵌固。
在多数结构中,板面的高差一般不大,即便时有较大高差时,也仅时地下室顶板中的一小部分。
那么当高差大于多少时,不应当认为是在同一平面内,当其面积超过整层面积的多少比例时不能做为嵌固?以上两种情况,我想只要是视做嵌固的,其地下室顶板所做的加强应当高于规范中的要求,这一点是肯定的。
但这只是个概念性的问题,对度的衡量应该如何把握呢,请各位说说看法。
我的几点思考,请同行们一同讨论。
1 嵌固的概念,这里我们所说的嵌固应该是强度嵌固而非力学嵌固;力学嵌固--完全刚性的固定,嵌固点以下刚度无穷大,嵌固点无平动、转动,实现了完全的约束。
强度嵌固--柱的塑性铰出现在地上一层的下端,而不是出现在梁柱节点两侧的梁上,即强梁弱柱.实现的方法:(1)增大梁的抗弯能力;(2)增大地下室柱顶的抗弯能力;(3)满足规范的各项要求.2 对于第一个问题,地下室埋置深度较浅时的情况一般出现在多层建筑,这时的地下室周边一般不会有伸到地下室顶的钢砼墙,规范要求的2倍刚度很难满足,嵌固点不会取在地下室顶.3 对于第二个问题,基于1的理解,只要楼板是连续的,在满足规范的各项要求的前提下,是可以认为是嵌固点的.但有2点应注意:一是保证剪力的传递;二是注意错平处梁的受扭问题.对于梁受扭的问题,如果可以考虑错平处只传递平行于建筑外边线的剪力(横向外墙错平处只考虑传递横向剪力,纵向外墙错平处只考虑传递纵向剪力),则此问题不存在.4 同意"地下室顶板所做的加强应当高于规范中的要求"的观点,只是要如何加强?愿听各位高见主体结构计算模型的底部嵌固部位,理论上应能限制构件在两个水平方向的平动位移和绕竖轴的转角位移,并将上部结构的剪力全部传送给地下室结构。
因此最重要的是加强作为主体结构嵌固部位地下室楼层的侧向刚度和整体承载能力。
对于地下室作为上部结构嵌固的问题,我也思考许久了,但正如大地说的,往往是停留在概念上,无法量化。
规范要求,地下室的车相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的传递。
基与这个条件,地下室的嵌固作用就与带转换层的结构非常类似了。
首先是结构竖向构件的连续性,上部的框架柱、抗震墙都尽量能落下地下室(这点在设计中一般都很容易满足),在有必要的情况下能尽量的加强;其次就是楼板的作用,一般我们设计时如果按人防设计时也好满足(如楼板厚度为200mm,已经可以满足转换层180mm的最小限值)。
如果上述的观点是成立的,大地的问题就好解决了,第一,不管半地下室突出室外地面多少,基础的埋置深度是要保证的,所以满足了侧向刚度的问题应该可以按嵌固来计算;第二,楼板的错层一般还是不超过梁高为宜,局部的错层应该不是问题;第三,楼板加强措施可以按照转换层的楼板来设计,即加大板厚,按计算拉通钢筋,在有错层部位加大梁的刚度或者加剪力墙。
还有就是剪力墙或者筒体周边的楼板设置加强筋等等。
以上是一些个人观点,希望大家批评指正!1 当地下室的首层埋深仅有该层层高的1/3时,即使侧向刚度大于上部结构的2倍以上,按竖向不规则结构处理,地下室的顶板不应做为上部结构的嵌固。
侧向刚度的比较不宜考虑地下室周侧土的作用,原因是不好定量、定性,仅作为一个有利因素吧。
同意大地不能仅考虑柱墙的剪切刚度的看法。
2 对于板面高差,我认为大一些也无妨(当然不可能无限大,我是控制在1.5米以下),关键要做到两点:1保证两层板间的剪力传递(不通过竖向构件);2保证强梁弱柱,使柱的塑性铰出现在地上一层的下端。
3 质点模型,本身就是一种简化,质量分布毕竟是连续的,所以“层高越高允许的高差也就可以越大”的提法我觉着不妥。
4 大地所说的工程,地下室顶板不宜作为嵌固。
高层建筑结构嵌固端的选取及相关技术问题张元坤(广州客柏生建筑工程设计事务所广州510170)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1.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。
2.结构嵌固端的条件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。
2.1 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(即不可设计成元梁楼盖),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。
2.2 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。
(1)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;(2)若基础(承台)面标高与首层标高有一定距离而不设基础梁连结或其刚度过小,则地面标高处应设有刚性地面来作为结构嵌固端,首层层高可从地面层算起。
若不设刚性地面,则上部结构无从形成嵌固端,也即结构计算简图不成立,设计上显然是不允许的。
以上列举的条件无非是说明要成为上部结构的嵌固端,其下部结构必须具有足够的刚度以保证柱根之间不产生相对位移,且能承受或平衡柱根弯矩。
规范中规定“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二倍”正是基于这一考虑。
3 与嵌固端相关的技术问题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确的设计方法,以下将分别探讨。
(1)单层地下室当高层建筑仅设单层地下室且底板采用天然地基筏板基础或桩一筏基础时,通常选择基础底板而非首层作为结构嵌固端,这有利于充分利用其基础的“无限”刚度,为首层楼面的灵活结构选型创造条件,即使是首层楼面留有大孔洞,或选用无梁楼盖结构,都不影响结构计算的准确性。
此外,规范规定地下室负一层的抗震等级与上部结构必须一致,以基础底板作为嵌固端不会造成地下室结构造价的提高,反而可能取得较好的经济效益。
即使单层地下室底板是以桩为基础的普通梁板结构,一般情况下仍然取底板处为结构嵌固端,唯一例外的是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时,其顶板通常具有作为结构嵌固端的刚度,因此可取其作为上部结构的嵌固端,如图1所示。
(2)投影面积比例高层塔楼在地下室顶板上的投影面积比例大小对首层作为嵌固端的结构有着不同的影响。
图2中当该比例*1时,若首层楼面符合作为嵌固端的其它条件,则该首层作为结构嵌固端就毫无疑问了,但当上述投影面积比例<<1时,说明地下室侧限远离塔楼,塔楼发生的侧向位移将波及首层楼面并使其发生变形,即使变形量很小,但严格说来首层作为嵌固端的刚度必然小于前一种情况,且变形又增大了上部结构侧移的计算值,同时首层骨架构件也会由于自身的变形而产生附加内力。
作为有经验的结构工程师,在实际设计中都会根据工程实际情况予以鉴别并作出相应的结构处理。
(3)大底盘多塔楼大底盘多塔楼大多为商住楼,而且由于商用及居住性质不同,对柱网的要求也不同,故通常需设置结构转换层。
当大底盘的商用部分层数不多(如仅1—2层),且结构转换层设于大底盘的屋顶标高处时,塔楼的嵌固端就可考虑取在大底盘的屋顶处,至少在塔楼初算时可以如此假定,如图3所示。
这一考虑基于以下两点:①既然属大底盘,其楼层面积肯定大于塔楼的投影面积,加上大底盘屋顶设置转换层,故大底盘的楼层平面刚度远大于塔楼的楼层刚度;②转换层之上通常为剪力墙、部分短肢剪力墙或异形柱一短肢剪力墙结构,为使转换层上下部的侧向刚度相近,大底盘部分肯定要将原位剪力墙增厚或增加新的剪力墙,从而使塔楼下的大底盘部分具有足够的侧向刚度。
目前高层建筑结构计算软件的功能已较为完善,因此大底盘多塔楼建筑均以整体结构进行计算,其嵌固端也不像结构初算阶段选择在大底盘屋顶标高处。
(4)高层建筑的基础埋深在研究探讨高层建筑的结构嵌固端时,必然牵涉到其基础埋深问题,高层建筑基础要具有一定的埋置深度,首先是为了保证结构的整体稳定(包括抗滑),其次有利于减弱地震反应。
规范对高层建筑的基础埋深有一量化规定,即“天然地基或复合地基基础,可取阶15,桩基础可取阶18”,但这一规定仅与建筑物的总高月有关,而与其它因素无关。