李富豪，班 敏

（吉林大學建設工程學院，長春130016）

0 引言

正確選取高層結構嵌固點，是高層建筑結構計算模式中的一個重要假定，它不僅關系到結構中某些構件內力分配的準確性，而且還影響結構產生側移的真實性，以及結構局部的經濟性。如果嵌固點可以選在地下室頂板處，不僅可以簡化計算模型，減少工作量，而且，可以影響結構的經濟性。嵌固點按在地震作用下的屈服機制而言，就是預期塑性鉸出現(xiàn)的部位。嵌固分力學嵌固和強度嵌固。其中，力學嵌固是指完全剛性的固定，嵌固點以下剛度無窮大，嵌固點無平動、轉動，實現(xiàn)了完全的約束，即所謂的固結。而強度嵌固是指地下室結構以及室外回填土的剛度達到限制結構水平移動的能力，且柱的塑性鉸出現(xiàn)在地上一層的下端，而不是出現(xiàn)在梁柱節(jié)點兩側的梁上，即強梁弱柱。而地下室是上部結構在地基內的延續(xù)，既可為上部結構提供可靠的嵌固，又將上部結構與地下室連接成有機的整體，有效地降低了建筑物的重心，增加了上部結構的穩(wěn)定性，增強了結構的抗震能力。嵌固點位置的選擇與“土的水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)”（m值）和樓層的剛度均有關系，本文將通過剪力墻模型來說明以下幾個問題：（1）不同m值，即m分別?。?，－2，0及正數(shù)時對嵌固點位置選取的影響；（2）m取值在正數(shù)范圍內，m值每增加“1”時，使高層地下室剛度提高的大小。（3）從層間側向位移角和層間側向位移兩個角度分別來說明嵌固點的位置。（4）從層間側向剛度和層間剪力的比較中進一步說明土所提供力的大小，和m值取為不同值時，計算結果所顯示出的不同的含義。

1 工程概況

本模型為長春地區(qū)工程實例，結構形式為剪力墻結構，如圖1所示，其中，虛線部分為梁布置情況，實線部分為剪力墻布置情況。長春地區(qū)地震設防為7度區(qū)，基本風壓為0.65kN／m2，基本雪壓為0.45kN／m2。樓面恒載取為4.5kN／m2，樓面活載取為2.0kN／m2，樓板厚為100mm，梁上均布荷載為6kN／m，本模型共44層（其中地下室2層，地上42層），層高均為2.9m。

圖1 剪力墻結構模型

2 計算結果

應用PKPM軟件在PMCAD中將對上面模型（剪力墻結構）進行分析，并在軟件SATWE中得出 如下計算結果（表1～表4）：

表1 X方向層間位移角

表2 Y方向層間位移角

表3 X方向側向剛度

3 結論

（1）通過表1、表2可知：對于剪力墻結構，當m值為任何值時，均無法將嵌固點選在地下室頂板處。m＝30與m＝－1情況相同。

（2）通過表3、表4可知：對于剪力墻結構，m值每增加“1”，對結構產生的附加側向剛度在同層情況下，得數(shù)基本相同，即所提高剛度與剪切剛度大小成正比，比值為1.39；不同層情況下，相同剪切剛度時，提高的比例非線性增加，與深度有關。因此可知，剛度的增加值大小與深度和結構剛度有關。

（3）我們也可通過計算層間位移的方法來說明嵌固點的位置，這里以x向為例，由軟件計算出的地震剪力與側向抗剪剛度之比可得表5，通過表5可知：當m＝－2時，層間位移在2、3層處（即地下1層頂板處）有位移突變，由此可知，我們應當在此做主要加固措施，同時，在相同條件下，此處也是最容易出剪力塑性鉸的地方；而在m取為其他值時，位移突變基本在1、2層處（即地下2層頂板處），從而在此最容易出剪力塑性鉸。因此，我們可以得出：在m值取為－2時，剪力墻結構嵌固點可以選在地下1層頂板處（與SATWE說明書中的假設相同）；在m值取為其他時，地下室頂板處不可以作為嵌固點。

表5 X向層間位移（Vx／Kx）

續(xù)表5

（4）從結果中分別提取結構剪力和側向剛度值制成表6和表7（這里仍以x向為例）。通過表6和表7的比較中我們可以看出：在m值取為正數(shù)，由m分別取為0和3時剪力之差，可知土所承受的力，由此可知，對剪力墻而言，當m值每增長單位“1”時，其實土所提供的力非常少，而其提供力的大小也可在表7中其所提供的剛度大小顯現(xiàn)出來。但在比較m取為－2和取為0時，我們可以發(fā)現(xiàn)：x向側向剪力相較于m取為0時減少得少，而x向側向剛度卻有很大的增加，不成比例。這里，筆者認為由于在m取為－2時，軟件中定義的為地下室2層可以看作為剛體，而結構層間位移角為0，因此，計算書中在這里所顯現(xiàn)出來的側向剪力應均為圖所提供的剪力，而結構本身所提供的剪力為0。這樣假設后，與剛度增加仍與正數(shù)部分相同，成正比。

表6 X向側向剪力

表7 X向側向剛度

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