PKPM教学资料04-讲义

1.2。水平荷载作用及变形特征
风荷载计算均扣除地下室的高度。地下室是否约束、约束的 程度与风荷载（外力）计算无关。
程序自动考虑：1。地下室部分的基本风压为零；2。在地上 部分的风荷载计算中，自动扣除地下室部分的高度，地下室 顶板作为风压高度变化系数的起算点。
结构在地震作用下的反应（周期、振型、位移、内力）受地 下室外的回填土约束程度的影响。
地下室侧向约束程度的变化
简化分析模型
1、高规5.3.7条，地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，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2倍。
2、地下室某一层顶板作为上部结构嵌固端。用的很少。
3、半地下室应从严处理，即不考虑有回填土一边的侧向约 束作用。
满足层刚度要求的简化 单边有回填土的简化
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PKPM教学资料04
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1。地下室结构的特点 2。分析模型 3。风、地震、恒活荷载作用计算 4。地下室抗震控制 5。地下室外墙平面外设计
1。有地下室结构的特点和变形特征
❖ 上部结构与地下室组成一个承力体系，具有共同的位移场， 相互协调变形。
❖ 地下室外的回填土对结构侧向有一定的约束作用。 ❖ 地下室楼层侧移刚度通常较大。
相对刚度比：反映约束与层刚度的比值，如认为约束产生的 等效刚度是层刚度的2倍，该系数则填2。
当需要无限约束，即侧向完全嵌固不动。可以按负值填入。 程序将按一个超大数来放大约束的等效刚度，以达到无限约 束、嵌固不动的目的。
一般小于10以下的约束均为有限约束，地下室将会产生很小 的侧向位移。
协同工作模型 加约束
在水平力作用下地下室约束的变形特征
1.3。竖向荷载作用及变形特征
对于一般结构而言，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用
几乎没有影响。
当地下室出现悬挑结构，则地下室外的回填土约束对竖向荷 载作用有一定影响。所以，地下室不应有悬挑结构。
地下室与上部结构整体分析，是首选。因为竖向变形的协调 是非常重要的。
满足层刚度要求的简化 嵌固端上移
单边有回填土的简化 不考虑土的侧向约束 作用
地下室层刚度的计算 第2层（地下1层）的结构平面
第3层的结构平面
采用第3种层刚度的计算方法时，应先不设地下室层数
查看所计算的层刚度及层刚度比值
第2层层刚度（5.6、5.9）大于第3层层刚度（1.7、2.5） 的2倍，满足规范要求，所以可以把第3层底作为嵌固端。
当地下室体量、面积很大时，与上部结构所占面积差异太大 ，如超大地下室、底盘等，此时可以根据上部结构的底面积 取外伸2～3跨作为地下室，并与上部结构共同分析。
定义地下室
定义侧向约束
竖向位移协调
传基础力更合理
上部结构与地下室共同分析，对超大地下室采用局部地下室 与上部结构共同分析，对于传基础荷载也是可行的。 分开计算，将导致竖向荷载局部的不协调性，与整体分析将 产生差异。
❖ 《高规》的“宣贯培训材料”（P5-12）建议：当刚度比 不满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定时，有条件可增加 地下室楼层的侧向刚度，或者将主体结构的嵌固部位下移 至符合要求的部位。
地下室侧向刚度比计算：确定嵌固部位
❖ 《高规》的“宣贯培训材料”（P5-12）建议： ➢ 方法1：按《抗震规范》的楼层剪力与层间位移比计算。 ➢ 方法2：按《高规》附录E的剪切刚度比计算。
由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土吸收。
在控制结构剪重比时，不考虑地下室质量。即不考虑地下室 楼层的剪重比。
地下室的剪重比可以不予考虑 越向下约束程度越大，地震反应越小
程序仍然给出调整，但影响不大 地下室也可以不调整
水平位移的影响——有限约束 越向下约束程度越大，位移趋于0
竖向位移没有影响 竖向位移不受侧向约束的影响，所以仍然较大
规范有关规定：嵌固部位如何定？
❖ 何为嵌固部位————能约束结构所有位移和转角（Dx、 Dy、Dz、θx、 θy、 θz ）的部位，称为嵌固部位。
❖ 何为侧向约束————只约束结构的水平位移和整体扭转 （Dx、Dy、 θz ）的部位，称为侧向约束。当这种侧向约 束很大时，也可以称之为侧向嵌固。
❖ 《抗震规范》第6.1.14条、《高规》第5.3.7条都规定，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2倍。
协同工作分析模型
通过对地下室部分施加侧向弹簧约束，考虑地下室外的回
填土对结构有一定的约束作用。
回填土的约束与土的压缩模量有关。 程序采用简化方式模拟地下室的侧向约束。
地下室层数定义
地下室约束刚度定义
回填土对地下室约束相对刚度比：这个参数反映了侧向土对 结构侧向的约束作用。
约束：可以用一种刚度表示，当刚度越大，反映在结构上就 是变形越小，当刚度很大时，变形将趋于零。反过来约束加 在结构上也是这个现象。所以，约束可以用刚度来模拟。
❖ 《抗震规范》第6.1.14条文说明中建议： ➢ 当进行方案设计时，侧向刚度比可采用剪切刚度比估算。
1.1。地下室的特点和约束模型
上部结构与地下室共同组成一个承载力体系，具有共同的位
移场，相互协调变形。
地下室外回填土对结构有一定的约束作用。且回填土的约束 作用从上倒下越来越强。 回填土只对结构的侧向变形有约束，对竖向变形没有约束。
嵌固端上移的工程实例——满Baidu Nhomakorabea层刚度的要求
分析模型的选择
❖ 虽然满足层刚度比的要求， 但仍然选择按共同分析 ➢ 通过对地下室部分施加侧 向约束，考虑地下室外的 回填土对结构有一定的约 束作用。 ➢ -K型：1-K层侧向嵌固。 ➢ K型：地下室外加K倍主元 刚度，侧向约束。
弹簧侧移约束的图示
选择K型约束，先定义地下室层数
2。分析模型
❖ 简化的分离模型（有条件的）： ➢ 将上部结构与地下室分开，分别设计计算。 ➢ 按规范确定嵌固层作为二者分界。
❖ 共同工作分析（无条件的）： ➢ 将上部结构与地下室作为一个整体，考虑共同作用，采 用如下两种方式之一来考虑地下室外回填土对结构的约 束作用。 ➢ 方法1：地下室水平位移的侧向嵌固（-K法）。 ➢ 方法2：地下室水平位移的有限（弹簧）约束（K法）。