杜賀龍

（江西省朝暉城市建設(shè)工程有限公司，江西 南昌 330000）

現(xiàn)階段越來越多的高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計時用到了嵌固部分，根據(jù)嵌固端的實際位置，針對不同結(jié)構(gòu)形式和體量對嵌固設(shè)計展開進一步分析。嵌固部位的選擇應(yīng)當(dāng)結(jié)合地下室高度和建筑層數(shù)幾方面考慮，在結(jié)構(gòu)計算模型中對嵌固端初始設(shè)定，以此影響力傳導(dǎo)關(guān)系，真實還原建筑的位移情況，保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性和建筑施工的經(jīng)濟性。

1 設(shè)計嵌固端時需要考慮的影響因素

當(dāng)前高層房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時多選用正負零嵌固端，但結(jié)構(gòu)計算模型是否可以將正負零作為理想的嵌固端，還應(yīng)考慮各種影響因素。具體如下：1）建筑存在地下室結(jié)構(gòu)時應(yīng)斟酌考慮嵌固端設(shè)計。地下室的外墻部分應(yīng)當(dāng)有著較好的側(cè)向剛度，保證外墻平面剛度足夠，使地下室整體結(jié)構(gòu)成為整體。當(dāng)?shù)叵率翼敯迮c外部地坪之間高差較大時，如結(jié)構(gòu)設(shè)計時發(fā)現(xiàn)有半地下室或者首層樓面標高高于1.0m以上時，相連部分車庫與大空間地下室不宜作為建筑結(jié)構(gòu)的嵌固端，主樓地下室頂板厚度不小于160mm。地下室頂板作為嵌固端時，應(yīng)考慮底層地震力傳遞路徑 （高差范圍）上各構(gòu)件受力特性的不同采用相應(yīng)的抗震措施。做為嵌固端時，主樓頂板與純地下室頂板高低差分界線上的梁應(yīng)具有足夠的側(cè)向（抗妞、剪、彎）剛度，目前一般的做法是樓板加腋措施，應(yīng)盡可能的避免此范圍開設(shè)大洞口。地下室頂板做為嵌固端時，應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，混凝土強度等級在C30及以上，應(yīng)采用雙層雙向配筋，配筋率不小于0.25%。2）在沒有地下室的情況下進行嵌固端設(shè)計。比如基礎(chǔ)持力層比較淺的小高層，房屋設(shè)計時沒有設(shè)置地下室，可以將基礎(chǔ)頂面作為固定端，但為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，應(yīng)采取增加構(gòu)造的措施，提升基礎(chǔ)整體的剛度，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計合理［1］。

2 嵌固部位在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

2.1 技術(shù)的實踐應(yīng)用

對房屋建筑項目設(shè)計時，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)形式和轉(zhuǎn)換層上下部分的開間變化情況，使相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用更加合理。關(guān)于技術(shù)的應(yīng)用，以下幾點建議可供參考：

1）采用大型底盤多塔形式。對于商住兩用的樓盤，其功能布局的變化使柱網(wǎng)布置也發(fā)生變化，為了保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，應(yīng)建立轉(zhuǎn)換層。如果商業(yè)部分只在建筑的1層或2層，建議在大底盤頂層處設(shè)計嵌固端。當(dāng)過渡層是剪力墻結(jié)構(gòu)的時候，為了讓轉(zhuǎn)換層側(cè)向剛度與剪力墻上下部位接近，大底盤部位會將該區(qū)域內(nèi)的剪力墻加強，或在電梯間增加墻體的厚度。

2）采用筏板基礎(chǔ)設(shè)計地下室較少的高層建筑。將基礎(chǔ)板頂作為嵌固端，假設(shè)基礎(chǔ)無限剛度，保持地下室負一層與上層部位抗震等級相一致，當(dāng)?shù)叵萝噹煊兄_洞布置時不會影響結(jié)構(gòu)模型計算。如果將基礎(chǔ)底板作為嵌固端，經(jīng)過計算后發(fā)現(xiàn)嵌固設(shè)計對用鋼量不會產(chǎn)生影響。

3）模型設(shè)計的有效處理。當(dāng)建筑地下室外墻面有開洞擋土墻時，模型設(shè)計會對計算的剛度產(chǎn)生影響，但模型主要用于開間功能上，所以計算時可以忽略這一部分，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)做單獨計算?？刂苹A(chǔ)埋置深度，保證嵌固結(jié)構(gòu)對抗滑移影響有著穩(wěn)定性作用，如果基礎(chǔ)形式相同，高寬大比的房屋基礎(chǔ)埋深更深，比如兩個房屋高度相同，H/B值越小，建筑的穩(wěn)定性就越好。所以選取高層建筑的嵌固端時，應(yīng)綜合考慮高寬比設(shè)計，以此降低地震了削弱影響。

2.2 嵌固部位在施工中的控制分析

在建筑施工時進行嵌固端的有效控制。從施工細節(jié)入手，對嵌固部位的實際情況做出調(diào)整，保證房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計達到最優(yōu)化。如果建筑首層樓面是嵌固端，荷載規(guī)范活載的取值在2.0-3.5kN/m2范圍內(nèi)，但施工時會有施工荷載產(chǎn)生，所以應(yīng)將首層樓板的活載取值范圍調(diào)整到5.0-7.0kN/m2。應(yīng)用剪切剛度法計算嵌固端，將抗側(cè)力構(gòu)件截面變化和層高影響考慮進去，計算公式如下：

公式當(dāng)中，G1和G2分別表示地下室和地下室地上一層的混凝土剪變模量；A1和A2分別表示地下室和地下室地上一層的折算受剪截面；Aw指的是抗震墻的有效面積；Ac為全部柱的截面面積；h1和h2分別是地下室和地下室地上一層的高度。

一般情況下，高層建筑都會帶有一層或者多層地下室，對結(jié)構(gòu)展開分析前應(yīng)做好結(jié)構(gòu)嵌固部位的確定，該環(huán)節(jié)將關(guān)系到結(jié)構(gòu)計算模型和結(jié)構(gòu)實際受力狀態(tài)的符合程度，需用到構(gòu)件內(nèi)力和位移計算。

施工時，要求設(shè)計人員實時勘察施工現(xiàn)場，對嵌固端設(shè)計加以改善，做好各部分的協(xié)調(diào)設(shè)計。設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)積極參與房屋建筑施工的前期規(guī)劃環(huán)節(jié)，了解不同材料與施工技術(shù)的應(yīng)用，找出影響嵌固端設(shè)計的因素，通過對施工材料和施工技術(shù)的全方位掌控完善設(shè)計全過程。強震作用下，四周和土層之間的接觸部位外墻地下室和剛體變形是一致的，為確保上部結(jié)構(gòu)在強震中能夠達到預(yù)期耗能效果，建議讓基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強度與剛度超過上部結(jié)構(gòu)，假設(shè)地下結(jié)構(gòu)屬于剛體，那么上部結(jié)構(gòu)的嵌固端就要設(shè)置在地下室頂板處。

3 結(jié)語

總而言之，現(xiàn)階段的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)兼顧安全性與經(jīng)濟性兩方面要求，人為定義的標高層可以作為嵌固端，并按照相關(guān)參數(shù)計算出模型，設(shè)計人員需要真實反映出建筑物在抗震中的實際情況，以保證建筑在地震中的穩(wěn)定完好。