高层建筑地下室顶板嵌固的设计要点分析

高层建筑地下室顶板嵌固的设计要点分析

申志灵1李凯峰2

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1安阳工学院的455000；2安阳职业技术学院455000

【摘要】本文基于高层建筑地下室顶板嵌固端要求，对高层建筑工程中地下室顶板嵌固端出现难判断情况的原因进行分析，并探讨地下室顶板嵌固的设计要点，从而为高层建筑工程施工提供可靠的基础，进一步推进建筑行业的稳定持续发展。

【关键词】高层建筑工程；地下室；顶板嵌固；设计要点

高层建筑工程中的地下室设计能够起到有效的防震与减震作用，强化地基的承载力，提高结构设计的倾覆能力。为切实保障高层建筑投入使用后的安全性和可靠性，应当正确选取地下室顶板的嵌固端，从而保证结合结构内力分配的准确性及结构局部的经济性。

1地下室顶板作为高层建筑上部结构嵌固端的要求

在高层建筑地下室顶板嵌固设计中，应当以高层民用建筑防火设计相关规定为设计标准，对高层建筑的结构进行准确计算，将地下室楼层的侧向刚度控制在相邻结构楼层想象刚度的两倍以上，以保证地下室顶板作为高层建筑上部结构嵌固端的安全性和可靠性。就高层建筑地下室工程建设的实际情况来看，由于地下室侧向刚度与塔楼侧向刚度之间具有不连续性，因此将地下室顶板作为高层建筑上部结构嵌固端时，应当适度调整地下室楼层侧向刚度和整体承载能力，最大程度上满足上部结构嵌固端的实际要求。因此高层地下室应满足以下几点要求：

1.1地下室顶板的设计要尽量不出现开设大洞的情况，结构上采用现浇梁板，严格控制各项构件的规格，混凝土的强度等级控制在C30以上，每层的都要采用双层双向的配筋，配筋率控制在0.25%以上。

1.2对地下室的柱截面纵向的钢筋面积的要求，一是满足计算要求，二是与地上一层对应柱每侧的钢筋面积相比，要不小于地上一层钢筋面积的1.1倍，且地下室的剪刀墙的配筋也要比地上一层的配筋多。

1.3在对地下室柱底嵌固端的设计时，要提高地下室顶板梁的受弯承载力，增加柱顶承载力。因地下一层的柱会出现塑性铰所以一定要加强对柱底嵌固的考虑。

1.4地下室边柱角柱问题，依据其一面有梁的特点，在提高梁端截面的实际弯矩承载力时可采用的方法有:一是梁截面的增加，二是梁配筋的增加但梁截面不增大，要保证边柱角柱的梁截面要大于柱下端的实际承载力。

2结构设计

在高层建筑地下室顶板嵌固的设计重，为保证建筑结构的稳定性和可靠性，应当对内力与位移所产生的误差进行精准的计算，确保地下室顶板的嵌固能够与高层建筑工程项目关于嵌固的约束要求保持高度一致，在实际设计过程中应当从以下几方面进行衡量和分析：

2.1一层地下室。通常情况下对高层建筑一层地下室的顶板嵌固进行设计时，基础底板因其自身刚度优势受到设计人员的广泛关注，在保证地下室结构计算精准性方面发挥着重要的作用。在半埋式地下室设计中，设计人员应当对周边填土的影响进行系统化分析，进而以地下室的顶板作为嵌固端开展具体的设计。针对全埋式地下室开展设计时，若楼层的上下刚度比与高层建筑实际需求保持一致时，应当将地下室结构的嵌固端设计在顶板部位；若楼层的上下刚度比不能够满足高层建筑工程中的实际需求，应当以地下室顶板作为结构嵌固端。在风荷载作用下，随着地下室结构自身周期的增加，风荷载会对着增加，因此计算风压值会略小于实际风压值。

2.2多层地下室。多层地下室结构设计中，以顶板作为嵌固端，实际计算结构能够在一定程度上反映出上部结构的实际情况，为保证地下室顶板在结构设计中的可靠性，应当严格按照固定标准对地下室结构进行全方位约束，将楼层上下刚度比控制在合理范围内。全埋式地下室结构设计过程中，在周边填土的作用下，地下室侧向会出现一定变形，使得地下室楼层的侧向刚度被提升，嵌孤层的结构变形能够发挥更好的作用。若楼层刚度比与建筑工程设计规范相符合，则可以将嵌固端设计在顶板处。针对半埋式地下室，在其室内外高差作用下，顶板平面刚度相对较小，或上下层结构刚度较小，因此应当以下一层作为结构的嵌固端。

2.3抗震等级。高层建筑地下室顶板嵌固的设计，应当与实际刚度规范相一致，在满足地下室结构设计各项条件的基础上，直接按照规范对地下室结构进行抗震等级设计，并结合工程实际情况加以调整。针对一侧或两侧敞开的地下室顶板嵌固端进行选取时，应当尽可能满足刚度的规范及构造需求，确保高层建筑地下各层的抗震等级与建筑上部结构的抗震等级相一致。而在半地下室中，其覆土深度一般在地下一层，拖地下室的顶板满足刚度规范与构造要求时，高层建筑地下一层的抗震等级与上部结构相同，而地下二层的抗震等级略低。

2.4地下室顶板设转换层。在高层建筑地下室顶板嵌固的设计过程中，应当对多种影响性因素进行系统化分析，以保证地下室结构设计的合理性。由于建筑工程地下室往往设有停车场，因此在地下室结构设计中应当设置规范的转换层，以地震及风荷的实际作用为主要依据，来对地下室顶板嵌固进行设计，尤其是要注意一下几点：一是地下室结构设计中应当充分做好加强剪力墙的结构设计，其顶板的上二层和墙肢总高的八分之一部位的较大值，以保证结构设计的合理性。若高层建筑工程地下室四边有覆土，应当从覆土下面的第二层楼板标高算起，合理选取构造配筋，以确保地下室顶板嵌固设计的合理性。二是在地下室的一面没有覆土的条件下，可以遵照高层建筑混凝土结构技术相关规程来明确高层建筑地下室抗震等级、刚度要求等因素，进而以此为标准来做好嵌固端的设计工作。三是在地下室顶板有大开洞的条件下，应当充分衡量洞口对地下室这一层刚度所产生的影响，基恩人结合洞口的实际大小来考虑其是否满足嵌固要求，进而以此为依据合理设置转换层，并调整嵌固端位置。

2.5以嵌固端来计算对上部结构层间位移的影响。在高层加之农户地下室顶板嵌固的设计过程中，对结构顶点的加速度进行计算时，应当严格依照高层建筑工程机构技术规范来进行设计和计算，将横内风的定点最大加速度与地下室结构的第一周期平方之间的关系进行合理的控制，确保其成标准的反比例关系，也就是顶点的加速度会随着周期不断变短而增加。因此在高层建筑地下室顶板嵌固的设计中，在对顶点加速度的限值进行计算时，应当适度偏于安全性因素。

多层地下室中，要对层的刚度比加以计算，准确判断嵌固端的位置，如果多层地下室有转换层，先要对嵌固端的位置进行判断，对转换层与嵌固端之间的高度进行计算，判断是否可以高位转换，再对土的约束作用进行考虑，用来判定剪刀墙的底部加强区范围。

3结束语

在高层建筑结构设计中，为保证地下室顶板嵌固设计的合理性，应当对地下室结构的各项参数进行精准的计算，确保其与地下室设计相关标准保持高度一致，进而对结构的嵌固端进行规范的选取，切实保障结构布置的规范性以及配筋构造的可靠性，切实提高地下室顶板嵌固的设计效果，为高程建筑工程的顺利开展提供可靠的基础。

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

[2]彭丽红,张元坤.关于高层建筑结构嵌固端的讨论[J].广东土木与建筑.2011(09)

[3]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)