建筑结构嵌固端的选取及相关技术有什么问题？ 结构,基础,地下室

1、引言 
　　高层建筑在进行结构剖析计算之前务必首先确定结构嵌固真个所在位置，而嵌固真个选取却面临着种种差别情况，如不设地下室但基础埋深较大；没有地下室但其层数或多或少，且基础形式差别等。凭据以上情况正确选取其结构嵌固端，是高层建筑结构计算模式中的一个重要假定，它不但关系到结构中某些构件内力分派的准确性，并且还影响结构孕育产生侧移的真实性，以及结构局部的经济性，因此有须要对结构嵌固真个选取作进一步探讨，并由此引伸出若干相关的技术问题。 
　　2、结构嵌固真个条件 
　　高层建筑的结构嵌固端通常是选择在地面标高处，但地面标高处要真正成为结构嵌固端是有条件的，并且在输入首层计算高度时还有许多讲究。 
　　2.1设有地下室时的条件 
　　（1）地下室顶板标高与室外地坪的高差不克太大，极真个情况如半地下室则首层楼面一般不克成为结构嵌固端，除非其高差仅为1—3级台阶高度时才可能考虑； 
　　（2）地下室顶板结构应为梁板体系（即不可设计成无梁楼盖），且该层楼面不得留有大孔洞，楼面框架梁的抗弯刚度要足够大，楼板也要有相当厚度； 
　　（3）地下室侧壁要有良好的侧限，即务必与“地球”有良好的接壤，上述半地下室顶板不克成为结构嵌固真个原因就是不悦足此条件。 
　　对付上述条件中对首层楼面框架梁的要求，假设满足《抗震规范》第6.1.14条“位于地下室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下柱端实际受弯承载力之和”的要求，对付高层建筑来说，由于首层处的柱截面往往远大于框架梁截面，故即使有意增大框架梁截面并增加抗弯钢筋用量，上述要求仍很难满足。就此要求而言，则只有多层或小高层建筑才有可能以首层顶板作为结构的嵌固端，而真正意义的高层建筑则完全排除了这种可能性。 
　　2.2不设地下室时的条件 
高层建筑不设地下室通常是针对层数有限的小高层，或其基础持力层较浅的情况，但从抗震角度考虑是不宜提倡的。 
　　（1）不管是接纳天然地基基础或桩基础，都是以基础（承台）面作为结构嵌固端，且务必在该标高处的纵横偏向设置刚度较大的基础梁加以连结，故首层层高应从基础面算起； 
　　（2）若基础（承台）面标高与首层标高有一定距离而不设基础梁连结或其刚度过小，则地面标高处应设有刚性地面来作为结构嵌固端，首层层高可从地面层算起。若不设刚性地面，则上部结构无从形成嵌固端，也即结构计算简图不可立，设计上显然是不允许的。 
　　以上列举的条件无非是说明要成为上部结构的嵌固端，其下部结构务必具有足够的刚度以包管柱根之间不孕育产生相对位移，且能蒙受或平衡柱根弯矩。规范中规定“本地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度不该小于相邻上部结构楼层侧向刚度的二倍”正是基于这一考虑。 
　　3、与嵌固审察关的技术问题 
　　结构嵌固真个形成或者说上部结构对嵌固真个要求，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要领，以下将分别探讨。 
　　（1）单层地下室 
当高层建筑仅设单层地下室且底板接纳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，这有利于富裕利用其基础的“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性。别的，规范规定地下室负一层的抗震品级与上部结构务必一致，以基础底板作为嵌固端不会造成地下室结结构价的提高，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，一般情况下仍然取底板处为结构嵌固端，唯一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真个刚度，因此可取其作为上部结构的嵌固端，如图1所示。 
　　（2）投影面积比例 
高层塔楼在地下室顶板上的投影面积比例巨细对首层作为嵌固真个结构有着差别的影响。图2中当该比例*1时，若首层楼面相符作为嵌固真个其它条件，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，塔楼产生的侧向位移将波及首层楼面并使其产生变形，即使变形量很小，但严格说来首层作为嵌固真个刚度一定小于前一种情况，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孕育产生附加内力。作为有经验的结构工程师，在实际设计中都市凭据工程实际情况予以鉴别并作出相应的结构处理。 
　　（3）大底盘多塔楼大底盘 
多塔楼大多为商住楼，并且由于商用及居住性质差别，对柱网的要求也差别，故通常需设置结构转换层。当大底盘的商用局部层数未几（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，至少在塔楼初算时可以如此假定，如图3所示。 
这一考虑基于以下两点： 
　　①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； 
　　②转换层之上通常为剪力墙、局部短肢剪力墙或异形柱一短肢剪力墙结构，为使转换层上下部的侧向刚度相近，大底盘局部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局部具有足够的侧向刚度。目前高层建筑结构计算软件的效用已较为完善，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。 
　　（4）高层建筑的基础埋深 
在研究探讨高层建筑的结构嵌固端时，一定牵涉到其基础埋深问题，高层建筑基础要具有一定的埋置深度，首先是为了包管结构的整体稳定（包括抗滑），其次有利于减弱地动反响。规范对高层建筑的基础埋深有一量化规定，即“天然地基或复合地基基础，可取H/15，桩基础可取H/18”，但这一规定仅与建筑物的总高H有关，而与其它因素无关。 
　　但我们在认真思考后发觉基础埋深除了与建筑物总高H有关外，还应与控制高层建筑体型重要指标的高宽比风心有关。如两栋建筑物的高器量相同，但其高宽比H/B分别为5.0和2.5，显然H/B值较小者整体稳定性更高，若接纳相同的基础形式，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较小者则可略为松开，不宜作相同处理甚至反其道而行之，不然就违背了基础需一定埋深的原则。除了高宽比H／B外，基础埋深还应与高层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，相抗议没有裙房或地下室面积大于塔楼投影面积者则可略为松开。 
　　（5）首层楼面的活载 
作为结构嵌固真个首层楼面（地下室顶板），其正常使用时的活载一般不太大，即使作为商业用途，其活载也仅为3.5kN／m2，但设计中要考虑施工过程中可能孕育产生的施工荷载，对付首层梁板构件取活载8.0—10.0kN／m2则往往是须要的。来源：考试大的美女编辑们
　　当高层建筑主体结构建至2层楼面时，首层地面自然而然就成为理想的施工厂合，或用于堆放质料（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，其楼面活载也就有须要取较高值（该活载值仅作用于该层梁板，并不需传给竖向构件的墙柱）。 
　　别的，该层楼板配置通长面筋，不但是出于增大刚度的考虑，并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），为了防备或减少由于暴晒或袒露时间过长而孕育产生的裂缝，配置足够的楼板面筋尤为须要。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。