上部結構嵌固部位的選取和處理方法

摘要：隨著城鎮化與工業化的快速發展，建筑行業有了很大的發展空間。 高層建筑因其良好的結構性能和技術合理性得到了廣泛的應用，梁、柱、板等上部結構影響著建筑物的穩定性，基礎結構和上部結構的分界位置是上部結構的嵌固部位。在《鋼筋混凝土結構平法設計與施工規則》中規定了六類上部結構嵌固部位，根據地基基礎與地下室的形式不同，對上部結構嵌固部位的要求也不同。主要研究的主要內容是上部結構嵌固部位的選取和處理方法。

關鍵詞：上部結構；嵌固部位；處理方法

在高層或者超高層的結構設計中，選取某一部位作為上部結構的嵌固端，都能夠從結構設計軟件中取得相應的數據支持。上部結構嵌固部位決定了結構計算結果能否反映結構的真實情況。所以在結構計算時需要保證結構計算結果的真實性，重視上部結構嵌固部位在工程中的作用，有針對性的選取上部結構的嵌固端，使用合理的構造措施和計算方法，讓其成為真正的嵌固端。

一、高層剪力墻結構建筑

選擇施工地點的時候需要排除對建筑物存有潛在威脅和直接危害的泥石流、滑坡、坍塌地段。在軟土地基上施工會影響建筑物的穩定性和安全性，應該盡量避免。結構設計人員應該對斜坡或者邊坡附近上建筑物的穩定性能進行驗算，重視施工現場對設計地震動參數產生的作用。

（一）基礎設在同一標高情況

位于坡地的建筑物，地下室的埋置深度各側不同，地下1層一側是在地面以上，其余部分全面或者大部分都在土中。上部結構嵌固部位應該設置在地下2層的頂板位置，而不是地下1層頂板處。埋入土中的三側需要設置永久性擋土墻將其與結構脫開。埋入土中的三側地下1層外墻最好不用鋼筋混凝土墻體，使用鋼筋混凝土墻體需要在開敞的一側補設剪力墻，防止地面1層發生較大扭轉效應。將地下2層的頂板作為上部結構的嵌固部位，需要在地下2成頂板向上計算底部加強區的高度。這種處理方法滿足結構設計傳力明確的原則，有利于改善建筑的使用環境。

（二）基礎設置在不同標高的情況

建筑物大多是依地勢而建，建設場地存在著多階臺地，基礎設置在不同標高的情況下有三種處理方法：

①臺地高差2層，相互之間沒有防震縫與永久性擋土墻，形成了兩個獨立的結構單位。上部結構嵌固部位的高位部分設在地下室底板，低位部分則設在地下室頂板上。永久性擋土墻能夠抵抗水壓力和土壓力，具有抗震的作用。結構設計人員要認真設計永久性擋土墻，對高位地下室的基底進行放坡，重視永久性擋土墻在低位地下室中的影響。

②由于建筑物的功能不同，建筑結構基礎埋置標高也不同，僅在高位部分與低位部分之間設置永久性擋土墻，上部結構連接。在不同的標高情況下，兩個部位的抗側剛度分布不同，高位部分與低位部分的抗側剛度需要協調一致。在結構設計中選擇符合實際受力的計算模型，分析多層嵌固的情況，使用兩種程序進行比較。提高低位部分底部幾層的抗側剛度，降低低位部分的扭轉效應。還要提高與1層相連樓板的剛度。

③高位部分與低位部分從高位部分的地下室連在一起，這種上部結構嵌固部位的處理方式與第②條相比受力明顯要好。不過，低位1、2層的自然通風與采光較差。

（三）單層地下室

如果高層建筑設計的是單層地下室，地下室的頂板作為上部結構嵌固部位，明確結構的加強部位，將地下室柱作為上部結構的強柱根，采用計算軟件PKPM的地震效應作為地表作用效應的計算原理，提高計算結果的準確性。在實際施工設計中，結構設計人員通常會將地下室底板作為嵌固部位，可設置大孔洞，對結構計算的準確性沒有影響。按照一般的樓層設計單層地下室頂板梁和地下室墻柱，將地下室底板作為嵌固部位可以取得更好的經濟效益。

（四）多層建筑

使用地下室整體結構的側向剛度比確定多層地下室的上部結構嵌固部位，當地下室的頂板存在大開洞時，頂板不適合當嵌固部位。當K-i>K1時，第i層的地下室頂板為上部結構嵌固層。但是在實際工程設計中，很少滿足K-i>2K-i+1的要求，得出的基礎頂面為嵌固部位不是很合理。

二、上部結構嵌固部位的選取條件

（一）有地下室

地下室的頂板標高不能超過室外地坪，半地下室的首層不能做上部結構嵌固部位。地下室頂板結構可以采用現澆混凝土梁板體系，保證該層的平面內剛度。在《建筑防震設計規范》中提到：結構地上一層的側向剛度不能大于建筑物地下一層側向剛度的0.5倍，在地下室周邊設置與頂板連接的抗震墻；地下室樓板厚度≥180mm，混凝土等級不能低于C30，采用雙層雙向配筋，每個方向上配筋率不能低于0.25%。地下一層的上部結構梁的剛度較大時，柱截面的縱向鋼筋面積應比地上一層對應柱沒測的縱筋面積高出1.1倍。提高地下室頂板的平面內剛度，保證水平力可以有效傳遞給地下室結構的抗側力構件。為了防止地下室樓板大開洞，可在結構設計中將嵌固部位下移。選擇上部結構的嵌固部位徐亞保證下部結構的剛度強，能夠平衡或者承受柱根彎矩。

（二）沒有地下室

建筑物的結構嵌固部位選取原則主要是根據結構嵌固部位的側向剛度，結構設計人員根據側向剛度確定結構計算模型的嵌固層。在不設置地下室的建筑物中，不管是采用天然基礎還是樁基礎，都是將基礎面作為上部結構的嵌固部位。建筑物的首層層高需要從基礎面算起，在標高出的縱橫方面上連接基礎梁，基礎梁的剛度要大。剛性地面雖然也具有嵌固作用，但是側向剛度不夠，所以嵌固層仍然是基礎面。

結語：

選取上部結構的嵌固部位需要考慮地下室周邊土壤的側向約束力、地下室的側向剛度以及地下室頂板大開洞的影響。在建筑物的結構設計中，嵌固部位的選取影響著結構結果的計算真實性和工程經濟性。

參考文獻：

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