龙口市住房保障和房产管理办公室 265701
摘要：目前，随着高层建筑工程项目的不断增多，在设计过程中选择安全稳定的嵌固部位时，由于嵌固部位直接影响着建筑结构的受力，因此要一定要确保所选嵌固位置可以满足结构的稳定性与安全性要求。基于此，现对建筑地下室顶板嵌固的设计方法进行了探讨。
关键词：建筑；地下室；顶板嵌固；设计方法
在整个建筑结构设计工作中，嵌固端也就是固定端，主要是保证结构部件固定端部偏移。当建造高层建筑时，为了防震减震通常情况下会建造地下室，地下室还有提高地基承载力、加强结构设计的倾覆力等作用。对于高层建筑进行计算是，务必正确选择建筑结构中的固定端，这直接影响结构部件中的承载力的分配、结构中侧应力的大小、结构布局的合理性。一般在高层建筑设计中，应用地下室顶板作为建筑结构的固定端是非常普遍的，因此合理选择地下室的固定端是非常有必要的。
1 地下室顶板作为建筑上部结构嵌固端的条件
将地下室顶板用作上部分结构嵌固端务必要做到以下几点：（1）地下室顶板的高度和室外地坪高度一致，通常情况下大于其地下一层层高的1/3；（2）地下室柱子的截面保证为纵向钢筋面积，不仅只是单一的满足与计算需求，还要保证地上那层对应的柱子侧纵向钢筋面积保持在1.1倍以上（地下室柱子所多处的纵向钢筋不能往上延伸，而是要固定与地下室顶板的框架之中），地下室剪力墙的配筋数量要多于地上一层剪力墙的配筋数量。（3）地下室顶板不能设计一个大洞，而是要采用现浇板结构，现浇板的厚度要大于180mm，混泥土强度等级要大于c30，这种形式要使用双层双向配筋，每层的配筋率要大于0.25%。（4）结构边柱和角柱之间只有一个梁，为此要多加一个梁截面，或者只是增加一个配筋梁。这样以来就能实现梁端界面弯矩承载力大于柱下端的承载力，（5）由于地下一层的下端柱面会出现塑性铰，并不是梁的节点两侧出现塑性铰。一般情况下是提升地下室顶板梁的承载能力以及提升地下室柱顶承载力来进行柱底的嵌固。（6）《抗规》中明确指出地下室顶板的梁柱节点两侧两端截面抗弯承载力要大于上柱底端的承载力。这就需要在整个计算过程中，这层框架梁不能随便调整。
2 建筑地下室顶板嵌固的设计方法
2.1 制定抗震级别
建筑结构设计务必要以国家的要求为标准来进行，在选择地下建筑结构时要依据当地的地震等级。当遇到一些特殊情况时要进行及时的变动，例如：当遇到地下室的一侧或者两侧没有墙面时，在考虑嵌固端结构时，要保证其刚度要求及构造要求。由于土在这种情况之下其约束能力会变下，在选择地下各层抗震等级时要和上面结构保持一致。当遇到地下室只有一半时，半地下室的覆土深度再地下一层，其深度位于层高的一半处。若是地下室顶板满足其刚度及结构要求时，地下一层的抗震级别和上层结构一致，地下室第二层的抗震等级与地下一层抗震级别降低一个级别。
2.2 建筑基础埋深设计
在对建筑结构嵌固端进行分析时，首先要对基础深埋问题进行讨论研究，建筑基础要具有埋置深度。第一步要建筑物结构的稳定性，第二点要保证建筑物有一定的抗震性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于建筑基础进行深埋时要有一定的可行性标准，在对自然地基或者是复合式地基进行深埋时，可以去其H/15，柱子基础可以取其H/18，这一标准只和建筑物的总高度有一定的联系。可是据有关资料表明建筑物地基的深埋不仅仅与建筑物的总高度有关，其影响因素还有建筑物的外形的高宽比。比如说两栋建筑物的高度一致，可是它们的高宽比值H/B依次是5.0及2.5，这样以来H/B值相对小的整体性会更好，如果使用同一种基础形式，那么其B值高的基础埋深值要高。也就是说建筑物的基础埋深对H/B相对较高的其更为严格，相反H/B相对较低则会宽松。要根据不同的H/B值来确定埋深度，不能对其统一处理，这样就不能达到建筑基础的标准。对于定埋深原则的理解不仅仅是以高宽比来衡量，建筑物的基础埋深还和建筑物的裙房底座宽度及地下室底盘宽度有一定的关系，地下室的面积只是为了塔楼投影面积者相对严格，而没有裙房或者是地下室面积比塔楼投影面积大的可以稍微宽松。
2.3 上部结构固定端的楼层侧向刚度比的设计
对于建筑结构的刚度的测定，当前可以使用下面几种手段：（1）等效剪切刚度比值法：也就是主要检测建筑结构抗侧力部件的截面和楼宇层高之间的联系，这是一种近似计算法，通常情况下只适合剪切变形的结构或者其部件，例如框架结构、结构固定端、转换层处于一二层的转换层上层和转换层的等效剪切刚度。（2）楼层剪力和层间位移的比值法：根据楼层标高处所具有的横向位移，以此确定建筑物侧向的刚度，这种方式其效果明显。从理论角度来讲它可以适应任何建筑结构。可是当楼层侧向刚度过大时，这种方法就不可取了。（3）建筑物层高修正的楼层侧向刚度比值：其时根据建筑结构的弯曲变形或者说弯剪变形结构来进行计算，例如建筑框架、抗震墙体、板柱、抗震墙结构、核心筒结构等。（4）等效侧向刚度比值法：主要是对建筑结构某一部分的侧向变形角之间进行对比，主要参考点是建筑物结构侧向的刚度，例如转换层在第二层之上的转换层上部和转换层之间等效侧向比值。计算方式不一样，则侧向刚度比的计算结构也将会不一样，因为它们之间还是有一定的差别。在对建筑结构进行计算时，要按照工程的实际情况和所要计算的部分选择正确的刚度计算法。（1）在整个建筑方案计划之前或者在其计划中，可以使用等效剪切刚度比值法，其主要目的就是检测抗侧力部分的截面与层高之间的关系。（2）在整个施工图设计过程中，使用结构计算软件进行计算时，一般使用楼层剪力和层间位移之间的比值来检测建筑结构侧向刚度的主要影响因素。
2.4 地下室顶板转换层设计
在建筑结构设计中，通常情况下将会在楼层地下室修建停车场，这就需要在地下室顶板上设计一个转换层。按照对地震及风力载荷的研究，总结出了下面几点：（1）由于建筑物结构时非理想固接式，因此在其剪力墙结构底部设置一个以顶板上二层和墙肢总高度1/8的数值，墙肢总高度是从地下室底板出进行计算，如果整个地下室四周都是覆土，应该从覆土下面第二层楼板的标高计算，地下室覆土下面的第二层下的剪力墙应该按照三级或者是四级结构进行配筋。（2）如果地下室的一面墙没有覆土，这样就需要把固定端安放在顶板或者别的楼层。（3）当顶板上有大开洞时，目前在楼层建设规范中还没有对大开洞有一个合理的标准。由于整个洞口会降低楼层刚度，因此要通过系统性的计算来判断开洞部分能不能允许其设置固定端，同时做出相关的修整。
3 结束语
总的来说，地下主要用做作车库、购物中心、机房设备、人防工程等。为满足使用要求，一般会使用梁板式作为主要的建筑结构。地下室顶板是一种上部结构的固定部位，它所具有的固定结构部分非常明了，可以地下室结构的加强有一定的局限性，整个结构设计从成本角度来讲非常科学，在地下室底板是整个上部分的固定端，这种设计非常节约成本。因为嵌固部位设置的越低，其加强的范围会增大，这样以来所需的资金就会增多。
参考文献
[1]钱光亮.高层建筑嵌固端合理选取的判定条件与研究分析[D].合肥工业大学，2012：14.
[2]马泽峰.地下室顶板开大洞嵌固能力的影响[J].上海：结构工程师，2012，（04）：65-67.
[3]吴采平，缪小春，鲍伟，李永彩.地下室顶板开洞对上部建筑嵌固端的影响浅析[J].江苏建筑，2014，（04）：62-65.
论文作者:刘国强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/10/12
标签：地下室论文; 顶板论文; 结构论文; 刚度论文; 建筑结构论文; 建筑物论文; 建筑论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;