高层结构嵌固端的选取
带地下室高层建筑嵌固端的选择与分析
带地下室高层建筑嵌固端的选择与分析带地下室高层建筑嵌固端的选择与分析作者：王海强摘要：相同条件下的高层建筑，有地下室的震害相对小，地下室层数多的比层数少的震害轻，而高层建筑嵌固在地下室顶板最经济合理；对于某些工程，因建筑空间要求及一些客观原因，造成地下室顶板刚度等不满足嵌固规定，无法作为上部结构的嵌固部位，只能将嵌固部位下移，由此提高工程的造价。
关键词：嵌固，地下室顶板，侧向刚度一．地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时：《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中对地下室定义为房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高一半者。
而在张维斌的《多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例》中，其认为带地下室的高层建筑，宜将上部结构的嵌固端部位设在地下室顶板，此时地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大，一般应小于地下一层层高的1/3。
《高规》对嵌固端的要求是嵌固层与首层的侧向刚度比不宜小于2。
《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6-2011(以下简称《箱筏规范》)规定对采用筏形基础的单层或多层地下室以及采用箱形基础的多层地下室，地下一层的侧向刚度大于或等于首层侧向刚度的1.5倍时，地下一层顶板可作为结构的嵌固层。
按照嵌固要求的解释，地下室顶板是否满足嵌固条件的主要在于能否保证上部结构在地上一层墙、柱下端形成有效的塑性铰，以保证上部结构的地震作用或者风荷载能够通过基础或者地下室传递到地基中去。
因此，笔者认为地下室顶板作为上部结构的嵌固部位应满足下列要求：1)地下室周围均有土的良好约束。
2)地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大，一般应小于地下一层层高的1/3。
3) 地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。
注：按照《箱筏规范》筏形和箱形基础的嵌固要求是地下一层与首层的侧向刚度比≥1.5（部分单位不认可，按此要求时应与施工图审查单位沟通）。
《抗规》中又对地下室顶板作为上部结构的嵌固部位做出如下要求：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（一般可从地上结构{主楼、有裙房时含裙房}周边外延不大于20m）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%。
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（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
高层建筑结构嵌固端的选取一、嵌固部位的概念嵌固部位就是预期塑性铰出现的部位，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角位移，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的整体刚度和承载力应加以控制，并通过对结构刚度和承载力的调整，使塑性铰出现在预定的部位。
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1.1设多层地下室的情况设有多层地下室的高层建筑最好把嵌固端放在地下室顶板位置，前提是满足或创造以下条件：(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，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)地下室要有良好的侧限，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。
(4)地下室楼板厚度不宜小于18Omm，混凝土强度等级不宜低于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O．25％。
(5)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，地下室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；地下室中超出上部主楼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。
9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。
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。
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。
关于高层建筑嵌固端选取的讨论
关于高层建筑嵌固端选取的讨论一、引言高层建筑在进行结构分析之前必须首先确定嵌固端的所在位置。
而嵌固端位置的正确假定不仅影响结构产生侧移的真实性，还关系到某些结构构件内力分配的准确性，以及结构局部的经济性。
由于高层建筑的多样性和复杂性，嵌固端的选取也面临着各种不同的情况。
二、作为上部结构的嵌固端需要满足的条件规范规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固端是，应符合下列要求：1、地下室一层的侧向刚度宜大于结构地上一层侧向刚度的2倍，地下室周边宜有与顶板相连的抗震墙。
2、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%。
3、地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点应满足下列规定之一：1）地下一层柱结构面每侧的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，同时两端顶面和地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。
三、关于嵌固端位置选取的讨论1、当地下室顶作为上部结构的嵌固端时1）地下室顶板必须具有足够的平面内刚度，以有效传递地震基底剪力，其厚度不宜小于180mm。
地下室顶板及裙房地下室与主楼相关范围内的地下室顶板应采用梁板。
现在较多工程在地下室顶面采用无梁楼盖结构，由于一般无梁楼盖的平面外刚度较普通梁板结构小许多，在竖向荷载作用下无梁楼盖将产生较大的面外变形，地震作用时，地下室顶作为上部结构的嵌固端将承受很大的水平地震剪力，加剧了无梁楼盖的面外变形，对传递水平地震剪力和协调变形不利。
浅谈高层建筑结构嵌固端部位的选取
性和准 确性 。因此 正确选 取嵌 固部位 并对 其结 构布置 和配 筋构 刚度 的 ０ ５倍。 地下室嵌 固部 位结 构应 能承受 上部结 构屈 服超 ． ” 造以及其他构造措施 等方 面给予一定 的必 要保障 ， 是结构 设计 的 强引起 的内力及 地下 室本身 的地 震作用 。规 范提 供 了三种楼 层
浅 谈 高 层 建 筑 结 构 嵌 固 端 部 位 的 选 取
陈 炜 琴
摘 要 ： 绍 了嵌 固部位 的概 念 ， 介 分别 阐述 了高层建 筑结构不 同情 况下嵌 固部位 选取 的条件及 刚度 比要 求 ， 并针对 由此
引 申 出的 若 干 相 关 技 术 问题 进 行 了探 讨 ， 保 障 高层 建 筑 结 构 布 置 及 配 筋构 造 的合 理 性 。 以
式 、 面高差 等因素设置 了沉 降缝 而将结构 分成 了相 对独立 的三 小于 ０ ２ ％。３ 地下一层 柱截面 每侧纵 向钢筋不应 小 于地 上一 立 ．５ ） 个单元 ， 内外高差 ６ ０ 室 ０ 。综合考 虑选 取地下 室顶 板作 为上部 结 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
第３ ７卷 第 １ ９期 ２０ １ １年 ７ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ Leabharlann Ｖｏ． ７ Ｎｏ ９ １３ ．１
Ｊ１ ２ １ ｕ． ０ １
・３１ ・
文 章编 号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ １ １ —０ １０ １０ —８ ５ ２ １ ） ９０ ３ —２
高层建筑嵌固部位在设计中的选取分析
高层建筑嵌固部位在设计中的选取分析摘要：本文首先介绍了高层建筑嵌固部位在设计中的选取，然后有探讨了在具体的设计过程中需要注意的一些要点。
关键词：高层建筑；嵌固部位；设计；选取高层建筑随着我国经济的发展几乎成为城市中的主流建筑了，因此，高层建筑的施工建设也逐渐得到了人们的重视，在高层建筑中嵌固部位的设计也是相当重要的一部分，尤其是在选取嵌固部位时极为需要我们注意，然后在后期的设计中也应该多加注意一些要点保证工程的质量。
1高层建筑嵌固部位的选取1.1当有地下室时地下室侧壁要有很好的侧限，也就是与“地球”有很好的接壤。
半地下室顶板处不能作为嵌固部位就是这个原因。
实际工程中由于地形的影响，出现了错层，错层部位的基础部分水平构件和竖向构件应连成整体从而不考虑侧限问题。
3)地下室顶板结构应设计成梁板结构体系(不能设计为无梁楼盖)。
1.2当高层建筑无地下室时1)当基础埋置较浅时，无论采用天然地基基础还是桩基础，都是以基础(承台)顶面作为嵌固部位，而且在此标高处纵横两个方向应设刚度较大的梁连接，此时首层层高计算高度取至基础(承台)顶面。
2)当基础埋置较深时，通常在地面标高处设刚性地面作为结构嵌固部位，首层的计算高度取至刚性地面。
基础(承台)顶面与地面之间高差较大时，如果首层计算高度还是取至基础(承台)顶面，这样层高过大，墙、柱截面相应也比较大，容易形成薄弱层，这样做既不经济也给结构带来了不利。
1.3嵌固部位的刚度比要求《建筑设计抗震规范》6．1．14条和《高层建筑混凝土结构技术规程》5．3．7条均规定:“地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，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。
”地下室嵌固部位结构应能承受上部结构屈服超强引起的内力及地下室本身的地震作用。
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、地震力与相应层间位移比，建议在确定嵌固部位计算时，采用剪切刚度比的计算方法。
浅谈高层结构嵌固端的选取及探讨
浅谈高层结构嵌固端的选取及探讨
文 < 周增伟
摘要高层结构嵌固端的设置是结构计算分析中的一个前提 假定! 现行规范只针对普通地下室的普遍设置"论述了顶板作为 嵌固端的参数及构造等要求"并没有对地下室其他设置情况作出 说明! 这类工程随处可见"但是嵌固在哪里"怎么算满足嵌固条 件"大家莫衷一是"侧面也反应实际工程的复杂性!
外延不大于 (#$! 通过 -.-$ 软件算例"对以下两个工程进行计算与分析!
工程 /$塔楼往外扩三跨刚好是地下室外墙! 工程 0$相同塔楼外扩四跨为地下室外墙"其他条件与工程 / 一 致! 平面布置情况如上图所示$ 工程 /$
符合&抗规'和&高规'对相关范围条文的规定$不大于 (#$ 且 不大于三跨的要求"考虑考虑地下室外墙的刚度!
关键词结构嵌固端#地下室顶板#ห้องสมุดไป่ตู้刚度比# 抗震等级
高层建筑的嵌固端一般包含两个方面$ 一方面是计算嵌固 端"也就是力学嵌固端"表示嵌固端以下刚度无限大"无位移#另 一方面就是抗震嵌固端或强度嵌固端"指地下室结构以及室外回 填土的刚度达到限制结构水平移动的能力"预期塑性铰出现的部 分! 结构嵌固端的设置问题"它不仅关系到整个结构的自振周期% 抗震等级%地震作用分配和内力控制载面的变化"而且还影响结 构侧向位移的可靠性"以及整体结构的经济性! 根据实际情况"通 过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现"对结构计算分 析的真实性和准确性显得尤为重要"本文主要阐述与结构嵌固端 相关的一些探讨!
一地下室顶板作为嵌固端的条件 普通埋入式地下室" 因其埋入土体中" 地下室以下无需考虑 地震作用"且地面以下没有风荷载"为此地下室顶板作为嵌固端 成了最经济最合理的选择! 从现行的规范"不难看出"规范规定了 一系列关于顶板最为嵌固端的条件" 而对于其他位置的嵌固要 求"并没有相关规定"从侧面也反映出专家对以顶板为结构计算 的嵌固端的认可! 对大地库上的塔楼而言"通过顶板传递水平力" 既直接又合理"也更接近结构真实的受力状态! &抗规'规定$平面 布置上"顶板应避免开设大洞口"保证楼板连续性且在地上相关 范 围 的 顶 板 采 用 现 浇 梁 板 结 构 #其 板 厚 不 宜 小 于 !"#$$"混 凝 土 强度等级不宜小 于 %&#"配 筋 率 不 宜 小 于 #'()# 侧 向 刚 度 方 面 " 地下一层比地上一层不小于 (# 为加强其构造措施" 地下室顶板 对应于地上框架柱及框架梁还有相应承载力与配筋的规定#地下 一层抗震墙墙肢端部边缘构件配筋也提了相应要求! 此外&高规' 对于首层高大于 ( 层高度 !') 倍时" 有侧向刚度比不宜 小 于 !') 的要求! 二结构嵌固端的选取 !(对 于 半 埋 式 的 地 下 室 "由 于 周 边 土 体 对 其 约 束 作 用 缺 乏 " 地下室顶板所在平面会发生水平位移" 所以无法作为嵌固端"只 能选择基础! 结构设计中"一般埋深三分之二的地库层高"四周均 有可靠土体"且满足规范对刚度比及构造的要求"可以认为满足 嵌固条件"顶板可作为嵌固端! 为保证顶板能够有效传递水平力" 一般在主楼周围一圈梁板加掖处理"加强其构造措施! ((全 埋 式 的 地 下 室 最 为 普 遍 "通 常 将 其 满 足 侧 向 刚 度 比 与 否 作为结构嵌固端的先决条件"但是这个说法存在商榷的地方! 根 据 现 行 &高 规 ')'&'* 条 文 的 解 释 $对 于 )相 关 部 位 *"一 般 指 地 上 结 构外扩不超过三跨的地下室范围! 以及现行&抗规'+'!'!, 条文解 释)相关范围*一般可从地上结构+主楼"有裙房的"含裙房(周边
建筑结构嵌固端的选取及值得注意的一些问题
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.。
关于带地下室的多高层建筑结构嵌固端选取若干问题阐述
关于带地下室的多高层建筑结构嵌固端选取若干问题阐述摘要：建筑结构设计的计算模型中，嵌固端是必须人为判断选取的，本文结合笔者从事多年在一线结构设计的工作经验，主要从嵌固端选取的若干问题进行阐述，供结构设计人员一些参考交流。
关键词：结构设计计算嵌固端选取前言结构模型计算是结构设计过程的一个重要环节，嵌固端的选取也是结构模型计算的前期内容。
在现有建筑方案及地质勘察报告的条件下，设计人员就现有条件对建筑结构的嵌固端作出合适的选取。
若是单层地下室，嵌固端在地下室顶板或基础顶；若是两层以上地下室，则嵌固端顶板或负一层或负二层直到基础顶板。
本文就单层地下室情况作如下阐述。
1 嵌固端的定义理想的嵌固端就像悬臂杆端部刚度无限大，X，Y方向没有位移，同时不能转动。
笔者认为现实情况下很难有这种情况，嵌固端在基础顶可能会比较接近。
往往我们做工程设计时很多情况都嵌固端为地下室顶板。
地下室顶板相对于地上二层以及以上各层具有足够大刚度，则模型计算会把嵌固端放置地下室顶板，即预设塑性铰出现在一层的柱底部。
2 嵌固端的条件（1）地下室平面必须大于等于上部结构竖向构件外轮过线，如此避免部分有地下室与部分无地下室的情况；（2）地下室埋置深度必须满足规范《建筑地基基础设计规范》GB 5007-2011规定的埋置深度，即桩基础时为不宜小于建筑物高度的1/18，其它情况不宜小于建筑物高度的1/15；同时，对于地下室顶板与室外地坪的高差的处理，需要引起特别的关注。
根据相关研究，这个高差不宜大于本层层高的1/3。
这个比例的限制主要是出于对地下室的受力特性的考虑。
如果高差过大，可能会影响到地下室的抗侧力性能，从而对整个建筑结构的稳定性产生不利影响。
（3）《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010（2016年版）规定当嵌固端为地下室顶板时，楼板不能开设大洞口；地下室在地上相关范围内应采用现浇梁板结构。
这样的设计有助于提高顶板的抗弯刚度，从而在力学上提供更好的支撑。
谈对高层建筑结构嵌固端的选取.
随着交通、能源、城市建设日益向地下空间纵深发展,地下水渗漏问题及其危害性愈来愈引起建设者的注意,特别是一地下铁道、隧道、水电厂房等。
因为这类工程与一般房屋建筑物的地下室渗漏不同,它们深埋地下,绝大多数承受一定的的水头压力,甚至整个建筑物全部在地下水位以下。
其渗漏情况不仅与地下工程本身的质量有关,而且与地下水特征密切相关,如水压水位、水源(地表水、河流、生产、生活上下水管道、周边土质的透水性等。
因此长时间大量的渗水、漏水、不仅影响结构自身的安全稳定,甚至会造成周边其它建筑物的不均匀沉降。
一、产生渗漏的状况及其原因根据渗漏情况,按其部位来分,有如下几种:1、变形缝的渗漏。
表现为止水带或嵌缝胶与两侧混凝土粘结不牢固,或因两侧混凝土振捣不密实,施工后水从该处渗漏。
2、施工缝渗漏,表现为浇筑混凝土面未按规定进行凿毛冲洗,存在浮浆、泥垢,或振捣不够和浇筑过程中产生离析而渗漏水。
止水带施工安装不当亦是施工缝漏水的普遍原因。
3、裂缝渗漏。
表现为因结构受力、温度应力或混凝土收缩所致的建筑物墙体、板出现裂缝、引起渗漏。
这类裂缝的产生与广州的气候条件有关,高温、日晒、骤雨、温差变化大,对大体积混凝土浇筑很不利。
4、混凝土自身缺陷部位渗漏。
(1底板、墙面大面积湿渍。
表现为板、墙面平整,无积水,无流淌水,产生原因是浇筑混凝土抗渗标号过低;(2局部漏水,表现为成股涌出或滴水成线,产生原因是在渗水或下雨情况下,浇筑混凝土振捣不密实,产生蜂窝、砂眼。
主要为施工缝或浇筑混凝土时的边角位。
5、穿墙管路和预埋部件位置渗漏。
主要原因是管路与预埋部件与混凝土接触面存在微细缝隙。
按其渗漏的程度可分为如下几种情况:(1微渗:混凝土面潮湿、有湿渍,手触摸有水,灯光照射下无反光水迹。
(2慢渗:混凝土面潮湿、有水印,手触摸有水,擦干渗水部位,经一段时间可见流水反光印迹。
(3漏水:擦干漏水面,可见渗漏处上立即有水渗出,在顶板下滴水或滴水成线,墙面淌水,底板上形成积水。
高层建筑的嵌固端部位的选取方法
高层建筑的嵌固端部位的选取方法摘要：目前，随着经济的发展市场上高层建筑的增多，高层建筑在地面的嵌固也显得越来越重要，由于嵌固部位的选取直接影响着建筑结构的安全性和经济性指标，因此在设计过程中选择嵌固部位时，务必要按照一定的原则和方法来确保所选的嵌固位置可以满足结构的稳定性与安全性要求。
关键词：高层建筑；地下室；嵌固端在建筑结构设计工作中，嵌固端也就是整个建筑在地面的固定端，主要作用是保证结构构件在外力，例如风荷载效应、地震效应等的作用下围绕固定端部不发生偏移。
当然，不发生偏移的情况只存在于理论上，在实际工程中嵌固端只有相对的嵌固，并没有绝对的固定，建筑物只要偏移量在一定范围内我们即可以认为嵌固端满足要求。
在高层建筑进行计算时，设计者要正确选择建筑结构中的嵌固端，使计算时的模型里假定的嵌固端与实际建筑物的嵌固部位尽量吻合，这将直接影响结构部件中的承载力的分配的准确性、结构布局的合理性。
因此合理选择高层建筑的固定端是非常有必要的。
一般在高层建筑设计中，无论是从结构受力分析来说还是从建筑经济的角度来说应用地下室顶板作为建筑结构的固定端都是非常合适而普遍的，但工程中也有很多例外，以下就从地下室顶板作为建筑上部结构的嵌固端与否两种情况各自需要满足的条件分别试作论述。
1 地下室顶板作为建筑上部结构的嵌固端将地下室顶板用作上部结构的嵌固端需注意以下几个条件：1.1 地下室顶板的高度和室外地坪高度应尽量一致，通常情况下地下室的埋置深度应大于其地下一层层高的1/3。
1.2 地下室柱子的纵向钢筋截面面积不应仅是单一的满足计算需求，还要保证柱子截面每一侧的钢筋面积与地上一层对应的柱子相应侧面纵向钢筋面积之比保持在1.1倍以上，这个1.1倍的规定便是为了保证地下室顶板的嵌固作用，通过人为限制，让框架柱在嵌固端屈服时首先是地上一层部分先于地下部分屈服，类似的对于抗震墙也有相关的要求。
并且在地下室顶板的梁柱节点处设计时应注意与其他楼层的梁柱节点设计时的区别。
关于高层建筑上部结构嵌固部位的选取
关于高层建筑上部结构嵌固部位的选取上部结构理想的嵌固部位的选取应综合考虑地下室周边土壤侧向约束、地下室的侧向刚度、地下室顶板大开洞的影响、地下室平面面积和深度对地面加速度的影响等，做到满足理想嵌固部位要求，还需要较长时间的研究和探索。
标签：嵌固部位；上部结构；地下室；侧向刚度任何建筑的结构计算模型都有其嵌固部位，上个世纪我国的一般多层建筑，往往是无地下室的建筑，普遍的嵌固部位自然应该选择为基础与基础梁所在的位置，首层计算层高为基础梁面至二层楼面的高度。
随着我国的经济发展，对于民用建筑的需求发生了巨大的变化，出现了越来越多带一层甚至多层地下室的建筑，这种情况下，建筑结构计算时嵌固部位的选取成为工程设计人员常常遇到的问题，如设有地下室而埋深浅不一；地下室层数或多或少；地下室面积大小各有区别；基础形式也愈趋复杂。
根据不同情况正确选取其结构嵌固部位，是合理建立建筑结构计算模型的一个重要前提，不仅关系到结构中相关构件内力分配是否合理，还关系到所计算结构产生的侧向位移与实际是否相符，以及结构布置方案的经济性。
因此有必要对结构嵌固部位的选取作比较系统的思考，并由此延伸出一些与之相关的工程技术问题。
1 结构嵌固部位的条件高层建筑的结构嵌固部位的选择原则是侧向刚度，要求该层具有足够大的侧向刚度才可以确定为结构计算模型的嵌固层。
1.1 不设地下室时1.1.1 无论是采用天然基础或桩基础，都是以基础（承台）面作为结构嵌固部位，且必须在标高处的纵横方向设置刚度较大的基础梁加以连结，此时首层层高从基础面算起。
1.1.2 一些总高度较高的建筑，因基础埋深要求导致首层计算层高太大，稳定性无法满足要求，便在地面处增设一道基础梁以减小首层层高，原计算首层被分隔为两层计算层，如地面标高处设刚性地面，具有一定嵌固作用，但其侧向刚度依然远远不足，该结构的嵌固层仍应认为是基础（承台）面。
1.2 设有地下室时1.2.1 地下室顶板标高不应高于室外地坪，如半地下室，则首层面不能成为结构嵌固部位。
高层建筑结构中关于上部结构嵌固部位的选取和设计建议
高层建筑结构 中关于上部结构 嵌固部位 的选 取和设计 建议
摘要 ： 本文阐述 了高层建筑结构嵌固部位的基本概念 ， 并以２ ０ １ ０ 版新规范《 抗规》 及《 高规》 的要求及基本思想为出发点， 介绍 了 在运用结构计算软件进行 电算分析时， 如何确定高层建筑上部结构嵌固部位的一些处理 办法 ， 尤其在地下室顶板作为上部结构嵌 固部 位 的 问题上 进行 深入 探 讨 ， 最 后对 与之 相 关 的主要 技术 措 施及 实 际工程 应 用作 出一些 设计 建议 。 关键 词 ： 高 层建 筑 结构 ； 上部 结构 嵌 固部位 ； 设 计建 议
讨。பைடு நூலகம்
响。
２ ． ２上 部 结构嵌 固部位 的 选取 方 法及要 点
１ ）当地 下一 层 与首 层 的侧 向刚 度 比按 剪切 刚 度算 法 和层 剪 力 比层 间位
移算法的结果均小于２ 时， 地下室顶板不应按嵌固部位进行设计 ， 其计算要求 及构造均按普通地下室顶板的做法即可。 １ 判 断嵌 固部 位 时刚 度 比的算 法 ２ ） 当地下一层与首层的侧向刚度 比按剪切刚度算法的结果小于２ ， 但按 时， 此时， 应 按 包 络设 计 ， 即取 不 同 的 根据２ ０ １ ０ 版新规范《 抗规 》 ６ ． １ ． １ ４ 条和《 高规》 ５ ． ３ ． ７ 条的要求及基本思想， 层剪 力 比层 间 位 移算 法 的结 果 不小 于 ２ 地下一层的地面和地下室顶板 ） 分别验算结构 的倾覆、 稳定、 变形 、 地 下室顶 板 作 为上 部结 构 的嵌 固部位 时 ， 地 下 一层 与 首层 的侧 向刚度 比不 宜 嵌固部位（ 舒适性及构件配筋， 按不利值进行设计 。值得注意的是 ， 实际工程设计时， 按 小于２ 。其中计算地下一层的侧 向刚度时， 《 抗规》 及《 高规》 均明确表示可以 过 程较 为 繁琐 ， 因此 ， 设计 中最 好通 过 增 加地 考 虑地 上 结构 以外 的地 下室 相 关 范 围 的结 构 ， “ 相 关 范 围 ”从 地 上结 构 （ 主 包络 设计 会 增加 不少 的工作 量 ， 尽 量让 上 部 结构 在 地 下 室顶 板 处 嵌 固 ， 这 样 设 计也 楼、 有裙 房 时含 裙 房 ） 周 边外 扩 三 跨 且 不大 于 ２ ０ 米 的地 下 室范 围。 关 于上 述 下 一层 侧 向 刚度 的方 法 ， 合理 。 侧 向刚度 比的算法 ， 在业界内却存在一些争议 ， 具体说法有 以下几种 ： １ ） 《 高 能 得 到简化 、 ３ ）当地下一层与首层 的侧向刚度 比按剪切刚度算法和层剪力比层间位 规》 ５ ． ３ ． ７ 条 文 说 明明 确 了可 以采 用 附 录Ｅ ． ０ ． １ 的剪 切刚 度 算法 ， 但 未 明确 是 否 移算法的结果均大于２ 时， 应把上部结构嵌固部位设在地下室顶板进行设计 ， 应 计 入 回填 土 的 约 束影 响 ； ２ ） ０ ８ 版ｓ Ａ ｒ ｗＥ 补 充用 户 手 册 中 说 明应 采 用 剪 切 抗规 》 ６ ． １ ． １ ４ 的要 求 。 刚度算法 ， 且不计入回填土的约束影响； ３ ） 朱炳寅写 的“ 对《 抗规》 第６ ． １ ． １ ４ 条 相 应 的构 造要 求亦 应 满足 《 ２ ． ３新规 范关 于嵌 固部 位 的特 别注 意事 项 规定的理解 和设计思考” 文 中建议 ， 电算分析时， 层 刚度 比采用《 抗规 》 ３ ． ４ ． ３
关于高层建筑结构嵌固端的选取及相关构造的探讨
Hale Waihona Puke 关于高层 建筑结构 嵌固端 的选 取及相 关构造 的探讨
摘要： 随着经济和社会的快速发展 ， 我国的建筑行业进入了蓬勃发展的时期。在高层建筑结构设计 中设计人员需要做好高层建 筑结构嵌固端的选取以及相关构造的设计， 以保证结构设计方案的合理性和结构计算的准确性。本文将通过对高层建筑结构嵌固 端特 点的 阐述 来对 其选 取 和构造 进 行分 析 和探 讨 。
３ ． 高层建筑结构嵌固端的选取及相关构造
３ ． １高层 建 筑结 构嵌 固端科 学计 算
高层建筑结构嵌固部位 的抗震等级应与上部结构相同， 在多遇地震作用 下应进行抗震承载力验算。 分别取包括和不包括嵌固端部位以下结构体系两 种 计算 简 图 ， 取其 不 利者 控 制嵌 固端 处及 其 以 下部 分 梁 柱 配筋 ， 使 该 处框 架 梁在其下部柱柱顶端左右的弯矩设计值之和不小于嵌固端部位上层柱的下 端实际嵌固弯矩的设计值。侧向刚度按主体结构计算 ， 以楼层剪力与该楼层
３ ． ２高层建 筑 结构嵌 固端选 取 和构 造 宅， 四层至六层为多层住宅 ， 七层至九层为中高层住宅 ， 十层及十层以上为高 高层建筑结构嵌固端的选取， 应根据建筑物有无地下室 ， 以及地下室为 层住宅；建筑高度超过＂ ２ ８ ｍ的住宅或高度超过２ ４ ｍ的其它民用建筑为高层建 若高层建筑有地下室， 且为全地下室 ， 筑； 建 筑高 度 大 于 １ ０ ０ ｍ的 民用 建 筑 为超 高层 建 筑 。 当为坡 屋 面 时 ， 应 为 建筑 全地下室还是半地下室来选取嵌固端。 若地下一层为半地下室， 则 物室外设计地面到其檐口的高度。同一座建筑物有多种屋面形式时， 建筑高 则宜选择地下室顶板作为上部结构的嵌固部位 ； 则首层 度应按上述方法分别计算后取其中最大值。 局部突出屋顶的嘹望塔 、 冷却塔、 需选择地下 一层底板或基础为嵌固端。若选择地下一层为嵌 固部位 ， 水箱间、 电梯机房 、 排风和排烟机房以及楼梯出口小间等 ， 可不计人建筑高度 的侧 向刚度不宜大于相关范围地下一层侧 向刚度的Ｏ ． ５ 倍 ；地下室顶板应避 开洞率应小于３ ０ ％； 相关范围内的地下室顶板宜采用现浇梁 内。随着建筑物的高度越来越高 ， 设计人员需要做好结构嵌固端的选取和构 免开设大洞 口， 板结 构 ； 板厚 不 宜 小于 １ ￣ Ｏ ｒ ｆ ｍ； 混凝 土 强度 等 级不 宜 小 于Ｃ ３ ０ ； 应 采 用 双层 双 造以保证设计的准确性 ， 从而保证建筑物在以后的使用过程 中安全可靠。 向配 筋 ， 且 配筋 率 不宜 小 于０ ． ２ ５ ％ 。地下 室抗 震 等级 应 与上 部结 构 相 同 ， 地 下 ２ ． 嵌 固端 的概 念及作 用 层 以下 的抗 震 等级 可 逐层 降低 一 级 ， 但 不应 低 于 四级 。 当地 下室 顶 板作 为 尚应符合下列规定 ： 首先地下一层柱截面每侧纵 向 嵌 固端在 力学 概 念里 是指 此部 位无 任何 位 移 ， 这 里 的位 移 在 结构 力 学 中 上部结构的嵌固部位时 ， ． １ 倍 ，且 地下 一 层 柱上 端 和节 点 是指平面ｘ 、 ｙ 两个方向的位移和围绕此支座的转角， 完全刚性的固定， 嵌固点 钢筋 不 应 小于 地 上一 层 柱对 应 纵 向钢 筋 的 １
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。
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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。
嵌固层板厚180mm，其厚板范围取塔楼周边2跨且≥12m。
注：《高规》第4.5.5条指出：普通地下室顶板厚度不宜小于160mm（不一定是嵌固层）。
嵌固层确定在哪一层，则该层楼板不应设置缝。
防震缝宜在地面以上设置。
38.小区多栋塔楼下设置连通的地下室，则地下室顶板作为上部结构的嵌固的条件如何确定?
解析: 地下室顶板作为上部结构构件的嵌固端时，应保证被嵌固构件在嵌固处不会发生位移及支承顶板的地下室稳固。
使嵌固处发生位移的作用力为构件底
M(弯矩)、 Q(水平剪力)、 N(竖向力)。
一般来说,板的平面内刚度大而平面外刚度较小,在M作用下, 刚度大而平面外刚度较小,在M作用下, 如板没有足够的平面外刚度约束被嵌固构件底端,被嵌固端就易发生转动;在水平力作用时,因板平内刚度大,可通过板与地下室其他构件(柱砼墙及地下室侧壁等)连结, 将水平力传递到抗侧力构件上而使嵌固处不致发生位移;在竖向力作用下,如基础不发
生变形，嵌固处不会发生变形的.因此,可以认为在多栋塔楼下设置连通的地下室, 则地下室顶板作为上部结构的的嵌固条件是：(1) 较高的高层建筑,地下室层数不宜小于2层；全部地下室宜有与地下室顶板相连接的封闭外,当开口外墙形成不了封闭外墙时地下室结构范围应布置足够的抗侧力构件；（2）地下室一层结构侧向刚度应不小于地上一层结构侧向刚度的2倍.结构的层侧向刚度可近似按等效剪切刚度计算; （3）非塔楼地下室顶板应采用刚性楼板使楼板有足够的平面内整体刚度和承载力能将上部结构的水平力传递到全部地下室结构范围的抗侧力构件；(4)不宜采用无梁楼板作嵌固板; (5) 主体结构范围内宜采用桩基,裙房与主体可采用不同基础形式,但应加强连接,保证在地震力作用下共同工作; （6）塔楼地下室结构范围内顶板应满足<<高规>>5.3.7条及<<抗规>>6.1.14条。
39. 关于嵌固端设于地下室顶板处，还是设于底板处的问题：
解析：当地下室与墙外地坪标高有关时，即与土的约束条件有关时，结构设计者无法调整。
建筑国规《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）第2.0.16条，关于“地下室”的定义为：房间地平线低于室外地平面的高度超过该房间净高的1/2者为地下室。
第2.0.17条，关于“地下室”的定义为：房间地平面的高度超过该房间净高的1/3且不超过1/2者为半地下室。
关于多层砌体和底部框架结构房屋半地下室嵌固条件，若半地下室层高较大，顶板距室外地面较高（＞1.5m）；周围的土体不能对多层砖房半地下室起约束作用，则此时半地下室应按第一层考虑，并计入房屋总高度。
当地下室顶板或地下某层楼板开大洞、局部不连续、错层等，不能起到嵌固层刚度作用时，这也是结构设计者不能控制的，但板厚及通长钢筋等可控制。
地下室结构的楼层侧向刚度与上部楼层的侧向刚度的比值≥2倍，柱截面每侧纵向钢筋面积与上一层对应柱每侧纵筋面积的比值≥1.1倍时，符合《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.14条规定时，此条可在设计中调控。
因此，对于设计者无法调控的嵌固条件，只能将嵌固层设于地下室底板处
35 地下室顶板处为现浇空心楼盖，是否可作为上部结构嵌固层，现浇空心楼盖结构中是否一定要设置剪力墙？
答：现浇空心楼盖分为有梁式和无梁式两种，一般情况下，梁板式现浇空心楼板中要满足《建筑抗震设计规范》（GB 500ll-2001）第6.1.4条的要求，可作为上部结构的嵌固层，详细解释请参阅《建筑抗震设计规范疑问解答》第7.9、7.10条。
现浇空心楼盖结构和剪力墙的设置是两个结构问题，剪力墙设置应根据房屋高度和侧移要求布置。
地下室顶板一般有侧墙，可不另设剪力墙。
抗震设计时，如现浇空心楼盖结构为无梁楼盖，则应另设剪力墙，构成“板柱-剪力墙结构”，且不宜作为上部结构的嵌固端。