摘要：高层建筑在计算结构分析之前必须先确定结构嵌固端所在的位置，而嵌固端的选取却包括多种情况，如不设地下室但有较大的基础埋深，没有地下室但层数或多或少并且存在不同的基础形式等，根据这些情况合理的选择结构嵌固端，是高层建筑结构计算模式的重要假定，它不仅和结构中某些构件内力分配的准确性有直接关系，还对结构发生侧移的真实性和结构局部的经济性有重要影响，所以需要进一步探讨结构嵌固端的选取及其相关的技术问题。
关键词：高层建筑；结构嵌固端；选取；技术问题
1.结构嵌固端的条件
高层建筑通常会在地面标高处选择结构嵌固端，但是要想把该位置作为真正的嵌固端，在对首层计算高度进行输入时，必须符合一定的条件。
1.1设有地下室的条件
（1）应控制地下室顶板的标高不能和室外地坪有较大的高差。通常情况下，可选择地下室的顶板作为结构的嵌固端。
（2）地下室的顶板结构一般是梁板体系，并且不得在该层楼面留有大的孔洞，在这种情况下应该保证一定程度的楼面框架梁抗弯刚度，还应该合理的控制楼板的厚度。
（3）应该保障地下室的侧壁的侧限良好，即应该保证和“地球”实现接壤良好，也正是因为这些条件不相符，所以在选择结构嵌固端时上述提到的半地下室顶板不能拿来使用。另外，上文提到如果框架梁首层楼面，对于相关规范中，
“在地下室梁柱的左右节点的梁端截面实际承受的受弯力之和不应该比实际上下柱端承载的受弯力之和小”的相关要求相符合时，由于建筑的首层柱截面积和架梁截面积相比高出许多，而高层建筑也会选择地下室顶板为嵌固端。
1.2不设置地下室的条件
不设置地下室的高层建筑一般情况是对于小高层，或具有较浅的基础持力层来讲的，但根据其抗震的功能进行分析，这种做法不值得提倡。
（1）这种结构嵌固端不管是桩基础亦或天然地基基础，都会以基础面为支撑，并且必须在纵横标高处的方位设置具有较大刚度的基础梁进行连接，所以首层层高应该从基础面开始计算。
（2）如果基础面标高和首层标高有一定的距离而不设基础梁连接或刚度较小，则地面标高处应设刚性地面作为结构嵌固端，首层层高便可以从地面层算起。对于上部结构来说，想要形成嵌固端则离不开刚性地面的设置，也无法使计算简图成立，并且在设计中也不符合相关要求。
2.与结构嵌固端相关的技术问题
结构嵌固端除了其形成和上部结构的基本要求之外，还可以在工程设计中延伸出相关设计方法和技术问题，具体表现为：
2.1单层地下室
如果高层建筑只有单层地下室设置，而且底板选用的是桩——筏或天然地基筏板基础，其结构嵌固端通常会选取基础底板，使“无限”基础刚度得到充分的利用，为了灵活的选择首层楼面结构的类型创造了便利条件，即使首层楼面出现大的孔洞，或其结构选用无梁楼盖，都不会计算的结构的精确性造成影响。此外，根据对国家相关规定内容的了解，严格规定应将建筑地下结构与地上结构在抗震等级上保持同一等级，若运用基础底板作为嵌固端的支撑条件，除了浪费对地下室建设的成本投入外，且不利于项目整体经济效益的获得。因此，即便单层地下室是普通的以桩为基础梁板的底板结构，仍然会在结构嵌固端中选择底板处，但需要注意的是，如果地下室作为具有较高抗爆级别的防空地下室的情况下，其顶板的刚度一般和相应的结构嵌固端的要求相符时，选择上部结构嵌固端时可以参考。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3 地下室的外墙设计
部分地下室外墙同时承载着平面及平面外部的荷载，即地下室外墙作为抗震剪力墙和挡土墙，并且这种地下室外墙高度和宽度比例不合理，因此需要采取合理的防止措施。因为地下室不能开设洞口，加上避免发生“矮墙效应”，所以就需要利用外墙开竖缝的方式进行解决，还应同时做好地下室的防水防洪措施。另外，墙板的支座只有条形地基梁，如果地下室的顶板没有浇筑达到一定的强度之前，不得回填墙侧面土；如果完成顶板并回填土后，墙侧向出现较大的弯矩时应增加墙的厚度，并允许在外排放置地下部分的纵向分布筋，而在计算主要部分所承载的竖向荷载和地震作用时，也不用考虑土压力。
2.3大底盘的多塔楼
通常大底盘的多塔楼都为商住楼，并且因为受不同的居住和商住性质的影响，针对柱网也有不同的要求，所以一般需要设置相应的转换结构的层面。若大底盘商用部门仅为1至2层时，在此过程中应该注意：（1）通常情况大底盘的楼层面积相比较于塔楼的投影面积而言都会相对较大，再受大底盘的屋顶设置的转换层的影响，因此就楼层平面强度而言，塔楼的楼层刚度比大底盘的相对较小；（2）转换层上一般是剪力墙、部分短肢剪力墙或异形柱——短肢剪力墙结构，为了实现上下部转换层具有相近的侧向刚度，大底盘部位肯定需要增加新的或原位剪力墙部分，为塔楼下的大底盘部分提供侧向刚度保障。当前高层建筑结构计算软件已经具备相对完善的功能，所以大底盘多塔楼建筑都以整体结构计算。
2.4高层建筑的基础埋深
高层建筑结构嵌固端还会涉及到基础埋深问题。高层建筑为了保障整体结构的稳定性和减弱地震反应，应该具有一定的埋深。相应的规范要求中规定了高层建筑的基础埋深，规定指出，复合的或天然的地基基础可以选择15取阶，桩基础可以选择18取阶，但是相关的规定也只是针对建筑物的总高月来讲的，和其他因素则没有太大的关系。另外，高层建筑地下室的裙房底座以及地下室的宽度，在某种程度上与建筑基础埋深存在密切联系，因此地下室面积中只为塔楼的投影面积需相对严格，反之，对于大于地下室面积塔楼投影面积的或不设裙房的则可以稍微放松。
2.5基层楼面的活载
由于地下室顶板的首层楼面为为结构嵌固端在合理使用的情况下，通常活载会较小，即使用来当成商业用途，也只有3.5kN/m2的活载，但在实际设计过程中应该综合考虑可能会有相应的施工荷载，因此通常针对首层的梁板构件会取活载8.0—10.0kN/m2。如果高层建筑施工主体建到楼面2层时，这时候基础地面必然会成为施工的重要场所，可以用来堆放砌块、水泥、脚手架等材料或进行钢筋加工，甚至可以作为行驶、停放载重汽车的场地等。而即使是临时荷载，其楼面活载也应该取较高值，在此过程中需注意，该活载值只对该层梁板发生作用，并不需要向竖向构件的墙柱传输。
另外，该层楼板对于通长面筋的配置，不只是为了增大其刚度，还为了满足抵抗混凝土收缩和温度应力的需求，尤其是因为开发商等的原因可能会导致完成地下室顶板施工后需要裸露一定的时间（几个月甚至几年不定），为了避免或减少因暴露或暴晒时间较长而产生裂缝，必须要配置一定量的楼板面筋。首层楼面需要考虑较大的施工荷载，也需要设置较大的梁板截面，有利于满足把首层楼面作为结构嵌固端应具有较大刚度的要求。
3结语
总之，在高层建筑结构设计中，任何部位作为结构嵌固端，都可以通过结构计算程序得到反映结构的实际情况的准确的计算结果，所以结构嵌固端的确定对结构计算结果有较大的影响，设计人员应该引起充分的重视，还应研究和分析在确定嵌固端后的设计中如何使其成为真正的嵌固端，促使高层建筑结构嵌固端的选取中更加合理。
参考文献
[1]韩事成.朱立冬.高层建筑结构嵌固端设计相关问题的研究[J].山东工业技术，2016（09）：92.
[2]邱丽颖.高层建筑结构嵌固端的选取及相关技术问题[J].民营科技，2016，27（02）：142.
论文作者:陈凯亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/25
标签：地下室论文; 结构论文; 顶板论文; 楼面论文; 刚度论文; 基础论文; 塔楼论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;