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高层建筑结构嵌固端的选取及相关技术条件摘要：高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置正确选取结构嵌固端及确定相应的措施对于高层建筑结构有重要的意义。在此对结构嵌固端的选取作进一步探讨并阐述了嵌固端的选取如何在PKPM中实现。关键词：高层建筑；地下室；嵌固端引言：嵌固端的选择是随着高层建筑的出现而产生的。在对高层建筑进行结构分析计算之前首先必须确定结构嵌固端的所在位置因为不同的嵌固端位置将直接影响整个体系的自振周期、地下室抗震等级、水平荷载下的侧向位移及地震作用分配和内力控制截面的变化各杆件的内力包络图也将不同这直接导致不同的配筋结果将对整个建筑的安全产生影响。因此有必要对结构嵌固端的选取作进一步探讨并由此引申出若干相关的技术问题。1规范中结构嵌固端的选择条件及在实际工程中的引申在现行的规范中对于带地下室结构的嵌固端的选择以及其相关问题有如下一些规定：《建筑抗震设计规范》第6.1.14条规定：地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时应避免在地下室顶板开设大洞口并应采用现浇梁板结构其楼板厚度不宜小于180mm混凝土强度等级不宜小于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%；地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应满足计算要求外不应少于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍地上一层的框架结构柱和抗震墙墙底截面的弯矩设计值应符合第6.2.3、6.2.6、6.2.7条的规定位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面与下柱上端同一方向实配的受弯承载力之和不小于地上一层对应柱下端实配的受弯承载力的1.3倍。高规第5.3.7条规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。但是《建筑结构抗震规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》对于其理论背景定量分析以及较大面积地下室情况未做相应的分析和阐述。结构嵌固端的形成或者说上部结构对嵌固端的要求在工程设计中还可引申出若干相关的技术问题及其正确的设计方法以下将分别探讨。1.1单层地下室当高层建筑仅设单层地下室且底板采用天然地基筏板基础或桩-筏基础时通常选择基础底板而非首层作为结构嵌固端这有利于充分利用其基础的无限刚度为首层楼面的灵活结构选型创造条件即使是首层楼面留有大孔洞或选用无梁楼盖结构都不影响结构计算的准确性。此外规范规定地下室负一层的抗震等级与上部结构必须一致以基础底板作为嵌固端不会造成地下室结构造价的提高反而可能取得较好的经济效益。即使单层地下室底板是以桩为基础的普通梁板结构一般情况下仍然取底板处为结构嵌固端。唯一例外的是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时其构件通常具有作为结构嵌固端的刚度因此可取其作为上部结构的嵌固端。1.2投影面积比例高层塔楼在地下室顶板上的投影面积比例大小对首层作为嵌固端的结构有着不同的影响。当该比例接近1时若首层楼面符合作为嵌固端的其它条件则该首层作为结构嵌固端就毫无疑问了。当上述投影面积比例1.3计算要求在结构计算时分两步走第一步（确定嵌固部位时的计算）先假定结构的嵌固部位在基础顶面不考虑回填土对地下室楼层侧向刚度的贡献计算基础顶面以上各层结构自身的楼层侧向刚度比（对大底盘、多塔楼结构应按相关范围考虑）；第二步（嵌固部位确定后的计算）根据上述第一步计算的楼层侧向刚度比值确定上部结构在地下室的嵌固部位并将计算模型中的嵌固部位调整至已确定的嵌固部位楼层同时考虑回填土对地下室楼层侧向刚度的影响进行结构及构件的设计计算。将结构的嵌固部位置于地下一层地面时仍应考虑地下室顶板对上部结构实际存在的嵌固作用应取不同嵌固部位（地下一层的地面和地下一层的顶面）分别计算配筋取大值。另外需要特别注意的是只有地下室才具备对上部结构嵌固的基本条件。上部其他楼层即便满足刚度比要求也不能成为其上部结构的嵌固部位而只能作为刚度突变楼层考虑（如大底盘多塔楼结构的裙房顶）。2地下室嵌固在设计软件中的实现目前国内常用的结构设计软件大致可以分为大型通用有限元分析软件SAP2000及ANSYS和基于杆件模型的三维分析软件如中国建筑科学研究院研发的PKPM系列软件中的SATWE、TAT等。工程应用中常用类似PKPM中的SATWE进行结构设计与校核使得结构设带地下室的高层建筑结构的整体模型中的各种计算要素及假设如何在设计软件中主要通过以下几种方法实现：2.1限制位移法SATWE：输入地下室层数将地下室信息中“回填土对地下室的约束相对刚度比”填为地下室层数参数。地下室层号从下往上数该