韓事成　朱立冬

摘 要：地下室現(xiàn)今越來越多的出現(xiàn)在高層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，對(duì)于地下室而言，嵌固端位置的選取至關(guān)重要。因此，對(duì)于嵌固端相關(guān)性研究被日益重視起來。本文將從經(jīng)濟(jì)性角度去進(jìn)行相關(guān)研究，并且分析改變地下室層高與混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)嵌固端的影響結(jié)果。

關(guān)鍵詞：高層建筑；嵌固端；地下室；層高

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.079

1 高層建筑結(jié)構(gòu)嵌固端的選取

高層建筑結(jié)構(gòu)中，所謂的嵌固端就是平常說的固定端，不允許構(gòu)件在此部位有任何位移。這里的位移在結(jié)構(gòu)力學(xué)中是指平面x、y兩個(gè)方向的位移和圍繞此支座的轉(zhuǎn)角；而對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)支端（邊）則允許有轉(zhuǎn)角，但是不能有x、y方向的位移。因此對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的嵌固端，合理選取其位置是至關(guān)重要的。圍繞國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)于嵌固端相關(guān)性的研究成果，本文將從一個(gè)新的角度即經(jīng)濟(jì)性的方向去研究分析，并且從改變地下室層高與混凝土強(qiáng)度等級(jí)的方向去研究對(duì)于嵌固端的影響。

國(guó)家現(xiàn)行各種規(guī)范對(duì)于地下室嵌固端進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)定與要求，這對(duì)高層建筑的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到了規(guī)范與指導(dǎo)作用。國(guó)家規(guī)范的規(guī)定如下：

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3-2010）中第5.3.7條高層結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛榍豆潭说臅r(shí)候，地下一層與上一層的側(cè)向剛度之比不宜小于2。

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010）中第6.1.14條：

地下室頂板應(yīng)避免開設(shè)大的洞口；地下室在地上結(jié)構(gòu)相關(guān)范圍的頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，相關(guān)范圍以外的地下室頂板宜采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)；樓板厚度不宜小于180mm，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜小于C30，應(yīng)該采用雙層雙向配筋，而且每層的每個(gè)方向的配筋率不宜小于0.25%。

2 地下室嵌固端相關(guān)經(jīng)濟(jì)性分析

當(dāng)采取多塔結(jié)構(gòu)，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)中的單層地下室，若改變地下室嵌固端位置則相對(duì)于頂板而言則會(huì)產(chǎn)生不同的影響。根據(jù)第一章相關(guān)規(guī)范介紹就是嵌固端選取為地下室頂板處時(shí)的構(gòu)造要求。當(dāng)嵌固端選取在地下室地板時(shí)，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3-2010）中第10.6.2條規(guī)定多塔結(jié)構(gòu)以及體型收進(jìn)、懸挑結(jié)構(gòu)，豎向體型突變部位的樓板宜加強(qiáng)，樓板厚度不宜小于150mm，宜雙層雙向配筋，每層每方向鋼筋網(wǎng)的配筋率不宜小于0.25%。體型突變部位上、下層結(jié)構(gòu)的樓板也應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造措施。并借鑒《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010）第14.3.2條。

從上述構(gòu)造要求來看，改變嵌固端位置后，頂板處的構(gòu)造發(fā)生改變。當(dāng)嵌固端選取在底板時(shí)，頂板處的構(gòu)造相對(duì)于嵌固端在頂板處時(shí)要適當(dāng)降低。其中，頂板板厚相對(duì)降低，同時(shí)為了不用滿足側(cè)向剛度這個(gè)指標(biāo)，我們就可以不用調(diào)整地下室部分的相關(guān)混凝土構(gòu)件去滿足要求。因此，就頂板處所受到的荷載情況與配筋情況分析，我們可以得到當(dāng)?shù)叵率仪豆潭诉x取在地下室底板時(shí)較與設(shè)置在地下室頂板處比較為經(jīng)濟(jì)合理。

3 地下室層高改變后對(duì)于嵌固端的相關(guān)影響

在現(xiàn)今的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)置地下室頂板為地下嵌固端位置時(shí)，為了滿足國(guó)家規(guī)范對(duì)于嵌固端的相關(guān)要求，特別是我們必須滿足側(cè)向剛度這個(gè)十分重要的指標(biāo)。為了達(dá)到側(cè)向剛度的相關(guān)要求，設(shè)計(jì)人員都會(huì)在地下室設(shè)計(jì)時(shí)采用各種措施去調(diào)整模型（加大鋼筋混凝土構(gòu)件的尺寸、厚度，或者加大剪力墻數(shù)量、厚度）。因此，從這些情況出發(fā)，本章將考慮在地下室嵌固端選取為地下室頂板時(shí)的前提之下，分析改變地下室層高對(duì)于側(cè)向剛度的相關(guān)影響結(jié)果，從較經(jīng)濟(jì)、方便的角度去考慮可以很好改變側(cè)向剛度的影響因素。

本章希望通過建立模型去分析效果，模型大致為建立PKPM模型，通過設(shè)置地下室層高為5.000m與4.500m這兩種不同情況去計(jì)算分析。通過相關(guān)研究分析，模型建立計(jì)算之后，我們得知改變地下室層高后對(duì)于側(cè)向剛度的影響較大。地下室層高減小后，地下室與地下室以上一層的側(cè)向剛度比值增大。

4 地下室混凝土強(qiáng)度等級(jí)改變后對(duì)于嵌固端的相關(guān)影響

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)嵌固端有關(guān)側(cè)向剛度的問題時(shí)，設(shè)計(jì)人員有時(shí)可能會(huì)覺得加大混凝土強(qiáng)度等級(jí)會(huì)造成地下室所在層的剛度增大。因此，就認(rèn)為可以滿足國(guó)家規(guī)范對(duì)于側(cè)向剛度比的相關(guān)要求。本章將從加強(qiáng)地下室所在層混凝土強(qiáng)度等級(jí)是否對(duì)嵌固端的側(cè)向剛度產(chǎn)生影響的角度出發(fā)，通過設(shè)計(jì)與建立模型，利用軟件PKPM去計(jì)算分析改變了混凝強(qiáng)度等級(jí)后對(duì)于側(cè)向剛度的相關(guān)影響。

我們利用起軟件PKPM建立起一個(gè)單層地下室模型，變化就在改變了計(jì)算時(shí)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。本章的模型中，地下室所在層塔樓部分的各種構(gòu)件所采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，模型建立時(shí)改變混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45。

結(jié)合本節(jié)對(duì)于側(cè)向剛度比的相關(guān)計(jì)算結(jié)果對(duì)比，我們可以觀察到改變地下室所在層混凝土強(qiáng)度等級(jí)改變后對(duì)于側(cè)向剛度這個(gè)指標(biāo)的影響，相對(duì)來說影響甚微。

5 結(jié)語(yǔ)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須注意嵌固端的選取，這樣才可以更真實(shí)、準(zhǔn)確的得出工程的計(jì)算結(jié)果。同時(shí)，我們也必須從嵌固端相關(guān)影響因素與經(jīng)濟(jì)性出發(fā)來更好的選取嵌固端位置。我們也同樣得知了通過改變地下室層高與地下室混凝土強(qiáng)度等級(jí)的作用和效果。因此，對(duì)于以后嵌固端的側(cè)向剛度問題，我們有了其他的有效措施去調(diào)整。

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