多、高層建筑嵌固部位選取的探討

1、多、高層建筑嵌固部位選取的探討 論文導(dǎo)讀：多層、特別是高層鋼筋混凝土建筑，在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，必須明確嵌固端的位置。確定嵌固端就是通過剛度和承載力調(diào)整，迫使塑性鉸在預(yù)期部位出現(xiàn)，并能承當(dāng)上部結(jié)構(gòu)在該處屈服超強(qiáng)引起的極限彎矩和出現(xiàn)塑性鉸時(shí)的最大剪力以及相應(yīng)的最大最小軸力。關(guān)鍵詞：嵌固端，概念設(shè)計(jì)，剛度多層、特別是高層鋼筋混凝土建筑，在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，必須明確嵌固端的位置。嵌固端是人為的對多、高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算模型中的一個(gè)重要假定，它直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)計(jì)算模型與結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài)的符合程度，以及構(gòu)件內(nèi)力、結(jié)構(gòu)側(cè)移等計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。嵌固端的定義，指除能承受軸力、彎矩、剪力之外；X向水平位

2、移，Y向水平位移，豎向位移，位移角均為零的部位。按在地震作用下的屈服機(jī)制而言，就是預(yù)期塑性鉸出現(xiàn)的部位。確定嵌固端就是通過剛度和承載力調(diào)整，迫使塑性鉸在預(yù)期部位出現(xiàn)，并能承當(dāng)上部結(jié)構(gòu)在該處屈服超強(qiáng)引起的極限彎矩和出現(xiàn)塑性鉸時(shí)的最大剪力以及相應(yīng)的最大最小軸力。故嵌固端的選取和處理直接影響結(jié)構(gòu)體系的受力和變形狀態(tài)；恰當(dāng)和正確對待嵌固端的選擇和處理對保證結(jié)構(gòu)體系的可靠性有重要意義。如進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的高層建筑，當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，地下一層的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用，地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/8和

3、底部兩層二者的較大值。此"底部兩層"理解為從嵌固端向上的二層，而不是從根底向上的二層。墻厚和配筋，底部加強(qiáng)部位的墻厚，一、二級不宜小于200，且不宜小于層高的1/16；三、四級不應(yīng)小于160，且不應(yīng)小于層高的1/20。一、二、三級抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋最小配筋率均不應(yīng)小于0.25%，四級抗震墻不應(yīng)小于0.2%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，嵌固端的正確選取，直接影響工程的墻厚及配筋，影響工程造價(jià)。所以，設(shè)計(jì)人應(yīng)高度重視?？萍颊撐?。多層建筑的嵌固端一般在根底位置；因?yàn)槎鄬咏ㄖ话悴缓叵率?，其根底埋深較淺；實(shí)際工程中，特別是城市繁華地段，多層商業(yè)公建也存在聯(lián)體的大底盤地下室?？萍颊?/p>

4、文。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定"高層建筑宜設(shè)地下室"，但實(shí)際工程中，高層建筑也存在不含地下室的情況；所以，應(yīng)根據(jù)建筑物的使用功能，根底埋深，有無地下室，地質(zhì)情況等具體對待。1有地下室的建筑有地下室的建筑宜將上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位設(shè)在地下室頂板，此時(shí)應(yīng)滿足以下條件：1.1地下室頂板與室外地坪的高差不能太大，一般宜小于本層層高的1/3。1.2地下室頂板結(jié)構(gòu)應(yīng)為梁板體系即強(qiáng)梁弱柱，且該層樓板不得留有大洞，樓板框架梁應(yīng)有足夠的抗彎剛度，地下室頂板部位的梁柱節(jié)點(diǎn)的左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于柱端實(shí)際承載力之和。1.3地下室結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)保證地下室頂板及地下室各層樓板有足夠的平面內(nèi)整體剛度和承載力，

5、能將上部結(jié)構(gòu)的地震作用傳遞到所有的地下室抗側(cè)力構(gòu)件上；為此，地下室頂板的厚度不宜小于180mm，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30，并應(yīng)采用雙層雙向配筋，每個(gè)方向每層配筋率不小于0.25%。1.4地下室結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受上部結(jié)構(gòu)屈服超強(qiáng)及地下室本身的地震作用，即地下室的樓層剪切剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層剪切剛度的2倍；一般情況下，地下室外墻可參與地下室樓層剪切剛度的計(jì)算，但當(dāng)?shù)叵率彝鈮εc上部結(jié)構(gòu)相距較遠(yuǎn)，如地下室一端附帶多跨地下車庫的情況，那么在確定結(jié)構(gòu)底部嵌固部位時(shí)，地下室外墻不參與地下室樓層剪切剛度的計(jì)算。1.5上部為多塔結(jié)構(gòu)地下室為大底盤時(shí)，應(yīng)滿足以下條件：大底盤地下室的整體剛度與上部所有塔樓的總體

6、剛度比不小于2.0。每棟塔樓范圍內(nèi)的地下室剪切剛度與相鄰上部塔樓的剪切剛度比不應(yīng)小于1.5，塔樓范圍可取塔樓周邊向外擴(kuò)出與地下室高度相等的水平長度。1.6地下室柱截面每側(cè)縱向鋼筋面積，處應(yīng)滿足計(jì)算要求外，不應(yīng)少于地上1層對應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍。假設(shè)由于地下室大局部頂板標(biāo)高降低較多、開大洞口、地下室頂板標(biāo)高與地下室地坪的高差大于本層層高的1/3或地下一層混凝土剪力墻墻體較少等原因，不能滿足地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的要求時(shí)，一般宜將嵌固部位設(shè)在根底頂面。除非地下室不是一層，當(dāng)為兩層甚至多層地下室時(shí)，地下1層剪切剛度應(yīng)大于地上1層樓層的剪切剛度，且地下2層樓層剪切剛度應(yīng)大于地下1層樓

7、層剪切剛度，并應(yīng)大于地上1層樓層剪切剛度的2倍。2.1假設(shè)根底埋深較淺，可取根底頂面作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。2.2假設(shè)根底埋深較深，多層剪力墻或砌體結(jié)構(gòu)，當(dāng)建筑地面設(shè)有200300mm厚混凝土剛性地面時(shí)，可取室外地面以下500mm處作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。上部結(jié)構(gòu)為剛度較柔的框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立根底，根底埋深較深時(shí)，將拉梁作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位是不妥的。拉梁改變了柱子的計(jì)算長度，使柱子的配筋較為經(jīng)濟(jì)合理，但拉梁本身剛度比擬小，再加上回填土的密實(shí)度不好控制，行不成嵌固端。如果按?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?設(shè)計(jì)為高杯口根底，滿足高杯口根底的壁厚要求，可將高杯口根底的頂面作為嵌固端。總之，嵌固端是個(gè)人為假定的概念，當(dāng)?shù)叵率一蚋讉?cè)向剛度足夠大，可以成為上部結(jié)構(gòu)嵌固端的時(shí)候，也只能說明其只能成為上部結(jié)構(gòu)