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广东中山建筑设计院股份有限公司 528400
【摘 要】随着我国人口增长与住宅需求之间的矛盾日益加剧，迫使人们由以前的低层、多层住宅向高层住宅发展。众所周知，建造高层住宅需要耗费很大的人力、物力、财力等。如何去建造一座既安全又经济的建筑，已成为众多学者以及研究人员的难题。在高层结构设计中结构的选型、布置、嵌固端的选取是结构设计师需要考虑的问题，其中如何选取嵌固端才能有效地保证结构安全又能有效地降低经济成本，是每个结构设计人员所面临的主要问题之一。下面浅谈一下高层结构嵌固端的选取，希望对后来的学习者有所帮助。
【关键词】结构设计；高层结构；嵌固端
一、前言
在结构设计中，很多设计人员都比较关注荷载的产生极其大小，而往往忽视了结构方案的选择，如：结构的选型、结构的布置、结构嵌固端的选取等。所谓嵌固端也就是预期塑性铰出现部位，可以通过刚度和承载力调整迫使塑性铰出现在预期的部位。
二、高层建筑结构嵌固端有以下几中形式
不带地下室，嵌固端可以选取在基础顶面或首层±0.000mm，带地下室嵌固端可以选取在基础顶面或地下一层顶板
三、高层建筑方案比选
高层建筑有带地下方案与不带地下室方案。从建筑使用功能来看，不带地下室很难满足日常使用要求；从结构设计方面来看：可以通过模型计算对比进行选择，模型一：建一个不带地下室，嵌固端在首层±0.000的十三层框架剪力墙结构；模型二：建一个带地下室，嵌固端在地下一层顶板的十三层框架剪力墙结构，通过计算得到两组模型X、Y向地震作用下的弯矩图如下图所示：
不带地下室在X向地震作用下的彎矩图 不带地下室在Y向地震作用下的弯矩图
带地下室在X向地震作用下的弯矩图
带地下室在Y向地震作用下的弯矩图
通过计算分析得到不带地下室在X向与Y向地震作用下的首层±0.000的弯矩要比带地下室在X向与Y向地震作用下的地下一层顶板的弯矩要大的多。从位移角方面来看，不带地下所得到的最大位移角：X向地震作用下的楼层最大位移角为1/1436，Y向地震作用下的楼层最大位移角为1/1240；而同样条件下带入地下室所得到的最大位移角：X向地震作用下的楼层最大位移角为1/1232，Y向地震作用下的楼层最大位移角为1/1076。很显然不带地下室进行设计，所得到的位移角要比带地下室得到的位移角要小，结构刚度比实际刚度偏大，不利于安全设计。综合上述两个方面来看，高层建筑宜带地下室。
四、高层结构嵌固端的选取
通过上面阐述了再进行高层结构设计时，应该把地下室带入模型中进行计算，且为地下室三跨或20米两者较大值。当高层建筑地下室顶板作为上部结构的嵌固端时[1]，应符合下列规定：
1.地下室顶板应避免开设大洞口，作为上部结构嵌固端部位的地下室楼层应采用现浇梁板楼盖结构，楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度不低于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%。
2.地下一层与相邻上层的侧向刚度比不宜小于2。结构的层侧向刚度可近似按等效剪切刚度计算[2]，即：，式中：G0，G1分别为地下一层及地上一层的混凝土剪切模量；A0，A1分别为地下一层及地上一层竖向结构构件的总折算受剪面积；Aw为沿计算方向地上一层或地下室范围地下一层的抗震墙全部有效截面面积；Ac为地下一层或地上一层的全部柱截面面积；h0，h1分别为地下一层及地上一层的层高。
若不满足上述1、2条件之一，则要把计算嵌固端延伸到基础顶面，同时底部加强部位也宜延伸到计算嵌固端。
五、结束语
结构设计的前提是保证结构安全，同时又要满足建筑使用功能并达到经济合理。要达到这些目的，设计过程中嵌固端的选择恰是一个结构设计人员很好的体现。
参考文献：
[1]高层建筑混凝土结构技术规范（JGJ3—2010） [S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2]胡庆昌. 高层建筑地下室结构的抗震设计[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2006.
【摘 要】随着我国人口增长与住宅需求之间的矛盾日益加剧，迫使人们由以前的低层、多层住宅向高层住宅发展。众所周知，建造高层住宅需要耗费很大的人力、物力、财力等。如何去建造一座既安全又经济的建筑，已成为众多学者以及研究人员的难题。在高层结构设计中结构的选型、布置、嵌固端的选取是结构设计师需要考虑的问题，其中如何选取嵌固端才能有效地保证结构安全又能有效地降低经济成本，是每个结构设计人员所面临的主要问题之一。下面浅谈一下高层结构嵌固端的选取，希望对后来的学习者有所帮助。
【关键词】结构设计；高层结构；嵌固端
一、前言
在结构设计中，很多设计人员都比较关注荷载的产生极其大小，而往往忽视了结构方案的选择，如：结构的选型、结构的布置、结构嵌固端的选取等。所谓嵌固端也就是预期塑性铰出现部位，可以通过刚度和承载力调整迫使塑性铰出现在预期的部位。
二、高层建筑结构嵌固端有以下几中形式
不带地下室，嵌固端可以选取在基础顶面或首层±0.000mm，带地下室嵌固端可以选取在基础顶面或地下一层顶板
三、高层建筑方案比选
高层建筑有带地下方案与不带地下室方案。从建筑使用功能来看，不带地下室很难满足日常使用要求；从结构设计方面来看：可以通过模型计算对比进行选择，模型一：建一个不带地下室，嵌固端在首层±0.000的十三层框架剪力墙结构；模型二：建一个带地下室，嵌固端在地下一层顶板的十三层框架剪力墙结构，通过计算得到两组模型X、Y向地震作用下的弯矩图如下图所示：
不带地下室在X向地震作用下的彎矩图 不带地下室在Y向地震作用下的弯矩图
带地下室在X向地震作用下的弯矩图
带地下室在Y向地震作用下的弯矩图
通过计算分析得到不带地下室在X向与Y向地震作用下的首层±0.000的弯矩要比带地下室在X向与Y向地震作用下的地下一层顶板的弯矩要大的多。从位移角方面来看，不带地下所得到的最大位移角：X向地震作用下的楼层最大位移角为1/1436，Y向地震作用下的楼层最大位移角为1/1240；而同样条件下带入地下室所得到的最大位移角：X向地震作用下的楼层最大位移角为1/1232，Y向地震作用下的楼层最大位移角为1/1076。很显然不带地下室进行设计，所得到的位移角要比带地下室得到的位移角要小，结构刚度比实际刚度偏大，不利于安全设计。综合上述两个方面来看，高层建筑宜带地下室。
四、高层结构嵌固端的选取
通过上面阐述了再进行高层结构设计时，应该把地下室带入模型中进行计算，且为地下室三跨或20米两者较大值。当高层建筑地下室顶板作为上部结构的嵌固端时[1]，应符合下列规定：
1.地下室顶板应避免开设大洞口，作为上部结构嵌固端部位的地下室楼层应采用现浇梁板楼盖结构，楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度不低于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%。
2.地下一层与相邻上层的侧向刚度比不宜小于2。结构的层侧向刚度可近似按等效剪切刚度计算[2]，即：，式中：G0，G1分别为地下一层及地上一层的混凝土剪切模量；A0，A1分别为地下一层及地上一层竖向结构构件的总折算受剪面积；Aw为沿计算方向地上一层或地下室范围地下一层的抗震墙全部有效截面面积；Ac为地下一层或地上一层的全部柱截面面积；h0，h1分别为地下一层及地上一层的层高。
若不满足上述1、2条件之一，则要把计算嵌固端延伸到基础顶面，同时底部加强部位也宜延伸到计算嵌固端。
五、结束语
结构设计的前提是保证结构安全，同时又要满足建筑使用功能并达到经济合理。要达到这些目的，设计过程中嵌固端的选择恰是一个结构设计人员很好的体现。
参考文献：
[1]高层建筑混凝土结构技术规范（JGJ3—2010） [S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2]胡庆昌. 高层建筑地下室结构的抗震设计[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2006.