关于地下室顶板作为嵌固端的探讨

20108建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置，所谓嵌固部位也就是预期塑性铰出现的部位，确定嵌固部位可通过刚度和承载力调整迫使塑性铰在预期部位出现。而嵌固端的选取却面临着各种不同情况，如不设地下室但基础埋深较大；设有地下室但其层数或多或少，且基础形式不同等。根据以上情况正确选取其结构嵌固端，是建筑结构计算模式中的一个重要假定，它不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性，而且还影响结构产生侧移的真实性，以及结构局部的经济性，本文主要是针对综合管理办公大楼工程的一层地下室不作为嵌固端的确定进行讨论，并由此引伸出若干相关的技术问题。

1工程概况

本工程位于深圳宝安沙井的安托山综合管理办公大楼，本文主要是讨论该工程的一层地下室不作为嵌固端的问题，根据使用功能，一层板面高出地面1.5米，是半地下室，层高限制部分选用无梁楼盖。

下图是安托山酒店的整体效果图和一层总平面图

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图１

安托山酒店效果图

图２酒店一层地下室平面图

2结构嵌固端的条件

2.1单层地下室建筑

单层地下室建筑宜将基础底板作为结构嵌固部位，这样可以充分利用基础的“无限刚”的假定，也为首层楼面的灵活选型创造条件：即使是首层楼面留有大洞口。或选用无梁楼盖结构，都不会影响结构计算的准确性，本文所引用的工程，计算时地下室外墙按梁输入，回填土对地下室约束相对刚度比为3，半刚，使程序将结构在基础底板处嵌固。

2.2地下室顶板作为建筑上部结构嵌固端的条件及技术措施根据《高规》第5.

3.7条规定：建筑结构计算中，当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室的楼层侧向刚度不应小于相邻结构楼层

侧向刚度的2倍。

规范要求，地下室的侧向刚度不应小于相应塔楼侧向刚度的2倍，但实际上地下室的侧向刚度与塔楼的侧向刚度是不连续的，至少很大部分是不连续的，这主要体现在以下几个方面：a 地下室往往有较厚的侧壁和地下水池、人防墙体等混凝土墙，从而大大增加了地下室的侧向刚度，但这些构件与上部结构是不连续的，分布也是不均匀的。当然如果地下室与基础设计成箱形基础时，刚度的均匀性要好得多；b 地下室往往比塔楼平面大，抗侧力构件数量增多。

因此，地下室作为上部结构的嵌固往往是有条件的或者说是一种弹性的。这个条件就是地下室与上部结构之间必须有良好的侧向力传递。基于这个条件，地下室的嵌固作用就与带转换层的结构非常类似了。1）楼板的作用，如加厚板厚，加大楼板混凝土强度等级，以及加大楼板的配筋率。理论上嵌固端应能限制构件在两个水平方向的平动位移和绕竖轴的转角位移，并将上部结构的剪力全部传送给地下室结构。2）结构竖向构件的连续性，上部的框架柱、抗震墙都尽量能落在地下室，在有必要的情况下能尽量的加强；因此，最重要的是加强作为主体结构嵌固部位地下室楼层的侧向刚度和整体承载能力。

为了保证地下室顶板作为上部结构嵌固部位须满足以下要求：1）地下室顶板标高与室外地坪高差不能太大，一般应不小于地下一层层高的1/3。

2）地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除满足计算要求以外，不应小于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍（地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，应锚固于地下室顶板的框架梁内），地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。

3）地下室顶板应避免开设大洞，并应采用现浇梁板结构，其楼板

厚度不宜小于180mm ，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25％。

4）对于边柱及角柱，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面实际弯矩承载力不易小于柱下端实际承载力的要求，可采用增加梁截面，或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。

5）考虑柱在地下一层的下端柱出现塑性铰而不是梁柱节点两侧的梁出现塑性铰。通常采用提高地下室顶板梁受弯承载力且增大地下室柱顶的承载力的方法来考虑柱底的嵌固。

6）《抗规》6.1.14条规定位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上柱下端实际受弯承载力。这就要求在计算时，本层框架梁不能调幅。

本文所引用的工程，因未将嵌固端设在地下室顶板，从而本工程设计避开了这些条款，使设计变得简单易操作，而且经济。

3与嵌固端相关的话题

结构嵌固端的形成或者说上部结构对嵌固端的要求，在工程设计中还可引伸出若干相关的技术问题及其正确的设计方法，以下将分别探讨。

3.1单层地下室

当建筑仅设单层地下室且底板采用天然地基筏板基础或桩一筏基础时，通常选择基础底板而非首层作为结构嵌固端，这有利于充分利用其基础的“无限”刚度，为首层楼面的灵活结构选型创造条件，即使是首层楼面留有大孔洞，或选用无梁楼盖结构，都不影响结构计算的准确

关于地下室顶板作为嵌固端的探讨

林建斌

（深圳市中建西南院设计顾问有限公司，广东深圳518000）

[摘要]本文主要是探讨了建筑的地下室顶板作为建筑上部结构嵌固端的条件及技术措施，还有嵌固端的正确选取是建筑结构结算模型中

的一个重要假定，对结构计算结果的真实性和准确性有很大的影响，因此正确选取结构嵌固端并对其在结构设计上采取必要措施。并探讨了与嵌固端相关的技术性问题。

[关键词]嵌固端；建筑；地下室顶板

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TECHNOLOGY TREND

（上接第180页）

进度、投资控制作用。要求监理单位做好工程进度款审核，避免投资失控。

3）从技术措施上展开工程造价的有效控制。在对主要施工技术方案做好论证的基础上，广泛应用新材料、新工艺、新办法等，在技术上实施项目投资的有效控制。技术措施是实施项目投资的必要保证。据统计，材料费一般占直接工程费的70%左右。同时，直接费的高低影响到间接费的高低，因此，选用新工艺、新材料是提高劳动生产率和缩短工期的有力保证。

4）从经济措施上展开工程造价的有效控制。鼓励施工单位、监理单位在施工中提出合理化建议，对于合理化建议产生的经济效益及社会效益予以适当奖励。加强对施工单位的安全文明施工费、临时设施费、施工措施费的监管，要求施工单位必须按合同金额足额投入使用，否则将予以扣除。对大宗材料或大型设备可以采用甲供方式，以降低成本。

5竣工决算阶段的造价控制

竣工决算阶段是整个工程造价控制中非常重要的一环，及时办理

完竣工移交及竣工决算手续是代建单位管理能力的重要表现。代建单位应督促施工单位按合同规定时间提交竣工决算资料，并充分挥监理单位的投资控制作用，要求监理单位进行初步审核。根据合同、招标文件、投标文件、竣工资料等文件，认真审核工程款，对送审的竣工决算核实工程量，检查现场签证、设计变更与施工现场是否吻合。为了约束施工单位出现高估冒算、漫天要价现象，可以采取审核核减率超过一定比例由施工单位支付审核费的做法。总之，严格审查竣工资料是否也现场吻合、工程计量是否准确、取费标准是否符合规定，使审核后的结算真正体现工程实际造价。

6结语

代建单位作为建设项目的代理业主，对项目的造价管理贯穿于项目的全过程，需要有关部门各负其责、密切配合、共同完成，实现建设项目经济效益、环境效益、社会效益的协调发展。[参考文献]

[1]朱小乡.工程造价管理中预算方法浅析[J].建材与装饰:中旬刊,2008.[2]刘伟.科学管理在工程造价中的作用[J].内蒙古科技与经济,2006.

性。此外，规范规定地下室负—层的抗震等级与上部结构必须—致，以基础底板作为嵌固端不会造成地下室结构造价的提高，反而可能取得较好的经济效益。即使单层地下室底板是以桩为基础的普通梁板结构，—般情况下仍然取底板处为结构嵌固端，唯—例外的是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时，其顶板通常具有作为结构嵌固端的刚度，因此可取其作为上部结构的嵌固端。

3.2大底盘多塔楼大底盘

多塔楼大多为商住楼。而且由于商用及居住性质不同，对柱网的要求也不同，故通常需设置结构转换层。当大底盘的商用部分层数不多（如仅1~2层），且结构转换层设于大底盘的屋顶标高处时，塔楼的嵌固端就可考虑取在大底盘的屋顶处，至少在塔偻初算时可以如此假定。这—考虑基于以下两点：a.既然属大底盘，其楼层面积肯定大于塔楼的投影面积，加上大底盘屋顶设置转换层，故大底盘的楼层平面刚度远大于塔楼的楼层刚度；b.转换层之间通常为剪力墙、部分短肢剪力墙或异形柱—短肢剪力墙结构，为使转换层上下部的侧向刚度相近。大底盘部分肯定要将原位剪力墙增厚或增加新的剪力墙，从而使塔楼下的大底盘部分具有足够的侧向刚度。目前建筑结构计算软件的功能已较为完善，因此大底盘多塔楼建筑均以整体结构进行计算，其嵌固端也不像结构初算阶段选择在大底盘屋顶标高处。

3.3投影面积比例

塔楼在地下室顶板上的投影面积比例大小对首层作为嵌固端的结构有着不同的影响。当该比例为1时，若首层楼面符合作为嵌固端的其它条件，则该首层作为结构嵌固端就毫无疑问了，但当上述投影面积比例“1”时，说明地下室侧限远离塔楼，塔楼发生的侧向位移将波及首层楼面并使其发生变形，即使变形量很小，但严格说来首层作为嵌固端的刚度必然小于前—种情况，且变形又增大了上部结构侧移的计算值，同时首层骨架构件也会由于自身的变形而产生附加内力。作为有经验的结构工程师，在实际设计中都会根据工程实际情况予以鉴别并作出相应的结构处理。

3.4地下室顶板的活载

作为结构嵌固端的地下室顶板（首层楼面），其正常使用时的活载—般不太大，即使作为商业用途，其活载也仅为3.5KN/m 2，但设计中要考虑施工过程中可能产生的施工荷载，对于首层粱板构件取活载5~10.0KN/m 2

往往是必要的。当建筑主体结构建至2层楼面时，首层

地面自然而然就成为理想的施工场所，或用于堆放材料（袋装水泥、砌块、搭架钢脚手架等），或用于钢筋加工，甚至作为载重汽车的行驶停放场等，即使是临时荷载，其楼面活载也就有必要取较高值（该活载值

仅作用于该层粱板，并不需传给竖向构件的墙柱）。此外，该层楼板配置通长面筋，不仅是出于增大刚度的考虑，而且是抵抗混凝土收缩和温度应力的需要，特别是由于开发商的原因可能导致地下室顶板完成后要裸露一段时间（从几个月到几年不等），为了防止或减少由于暴晒或暴露时间过长而产生的裂缝，配置足够的楼板面筋尤为必要。首层楼面考虑较大的施工荷载，其梁板截面就需较大，有利于满足首层楼面作为结构嵌固端刚度要较大的要求。

3.5建筑的基础埋深

在研究探讨建筑的结构嵌固端时，必然牵涉到其基础埋深问题，建筑基础要具有—定的埋置深度。首先是为了保证结构的整体稳定（包括抗滑），其次有利于减弱地震反应。规范对建筑的基础埋深有一量化规定。即“天然地基或复合地基，可取H/15，桩基础可取H/18，但这—规定仅与建筑物的总高H 有关，与其它因素无关。但我们查阅相关资料后发现基础埋深除了与建筑物总高H 有关外，还应与控制建筑体型重要指标的高宽比有关。如两栋建筑物的高度量相同，但其高宽比H/B 分别为5.0和25，显然H/B 值较小者整体稳定性更高，若采用相同的基础形式，则阶B 值较大者其基础埋深应更大。换言之，基础埋深对H/B 较大者应偏于严格，而对H/B 较小者则可略为放松，不宜作相同处理甚至反其道而行之，否则就违背了基础需—定埋深的原则。除了高宽比H/B 外，基础埋深还应与建筑的裙房底座宽度、地下室底盘宽度等因素有关，对地下室面积仅为塔楼投影面积者应偏于严格，相反对没有裙房或地下室面积大于塔楼投影面积者则可略为放松。

4全文小结

在建筑结构设计中，无论选择哪个部位作为结构嵌固端，都可以通过结构计算程序获得准确的计算结果，但我们期望的是计算结果较真实地反映结构的实际情况。为了达到这一目的，结构计算时输入正确的参数和数据固然相当重要，但结构嵌固端的确定对结构计算结果的影响也相当大，因此重视结构嵌固端的确定并非微不足道，且在嵌固端确定后设计中如何保证其成为真正的嵌固端，还有许多细节有待研究和完善，这是结构设计人员不能忽视的重要环节。

［参考文献］

[1]张维斌.多层及钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例[M].中国建筑工业出版社.

[2]徐建.建筑结构设计常见及疑难问题解析[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[3]JGJ 3-2002.建筑混凝土结构技术规范[S]．

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