高层建筑结构底部嵌固部位的分析
摘要:高层建筑一般都带着多层地下室,而在进行布局阐发之前必需肯定布局的嵌固部位,该嵌固部位的准确选择是高层建筑布局计较模型的一个首要环节,它直接关系到布局计较模型与实际受力状况之间的合适程度,触及到构件的内力和位移计较。那么甚么是嵌固部位呢?
高层建筑示意图
一般的不雅点是嵌固部位可以觉得就是预期竖向构件塑性铰呈现的部位(有些人觉得嵌固层应知足刚度的要求,即嵌固层的位置不影响清算布局的周期和位移等,如许的不雅点对高层建筑而言实际上很是难知足)。嵌固层部位阐发和选择触及到的一些标题问题具体包含:
1、地下室的建筑宜将上部布局的嵌固部位设在地下室顶板,此时应知足以下前提:
1) 地下室顶板与室外埠坪的高差不克不及太大年夜,一般宜小于本层层高的1/3。(假定高差过大年夜,那么其实相当于此处存在一个错层,这对程度力的传递很是晦气)
2) 地下室顶板应为梁板系统,楼面框架梁应有足够的抗弯刚度,地下室顶板的梁截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际的承载力之和。(对一般高度的高层建筑而言,这一点或许可以实现,可是对较高的高层建筑而言,这一点很难实现,因为柱良多是轴压比节制了尺寸,而非实际的承载力,这一点对超高层建筑而言,底子没法知足)
3)地下室布局的安插应包管地下室顶板及地下室各层楼板有足够的平面内整体刚度和承载力,能将上部布局的地动感化传递到所有的地下室抗侧力构件上,为此地下室顶板的厚度不宜小于180mm,且该层楼面不得留有大年夜洞,混凝土强度等第不得小于C30,并应双层双向配筋,每个标的目标每层配筋率不小于0.25%。(实际上塔楼的程度力传递一般不会到所有的地下室抗侧力构件,好比大年夜概45度锥体范围内的构件能共同感化才是最关头的,这个范围内的稍大年夜开洞都必需按照传力路子做残剩楼板承载力复核)
4) 地下室布局应能承受上部布局屈就超强及地下室本身的地动感化,地下室的楼层剪切刚度不小于相邻上部布局楼层剪切刚度的2倍。一般环境下,地下室外墙可介入地下室楼层剪切刚度的计较,可是本地下室外墙距离上部塔楼太远时,则在肯定布局底部嵌固部位时,则不宜考虑其介入楼层剪切刚度的计较。
5) 地下室柱截面每侧配筋面积除应知足计较要求外,不该少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积,地下室剪力墙的配筋也不该少于地上部门。
6) 上部为多塔且地下室连成一片时,应知足两条:
(a)大年夜底盘地下室的整体刚度与上部所有塔楼的总刚度之比应知足2倍的要求。
(b)每栋塔楼范围内(可取塔楼向周边外扩45度范围)的地下室楼层剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度之比不小于1.5。(这当然不是规范划定的编制,可是也是被默许采取的编制,实际上有待商讨,见最后的弥补申明)
2、若因为地下室大年夜部门顶板与地面高差较大年夜,开大年夜洞,或地下一层为车库墙体很少等启事,造成剪切刚度比计较不克不及知足顶板作为布局嵌固部位的刚度计较要求时:
1) 可以将布局嵌固部位置于地下一层底板,此时除应知足上面所提到的前提外,还必需知足以下前提:
(a)地下一层的楼层剪切刚度应大年夜于地上一层的楼层剪切刚度;
(b)地下二层的楼层剪切刚度应大年夜于地上一层的楼层剪切刚度的2倍。
3、弥补一些申明
1)嵌固层部位的选择还触及到地动能量的大年夜小,假定地下室有20米深,那么嵌固在地面与嵌固在根本底板上,实际地动波多是完全不一样的,嵌固在根本时地动波峰值比较小,因为地动波是一个逐步放大年夜的过程,可是这两种环境下建筑场地土层的特点周期实际上不一致,是以嵌固在底板时,看起来好象地动波或反应谱用的比较大年夜,可是可能与建筑场地特点底子对不上号了。实际上良多较高的高层建筑的底部嵌固环境都是界于地面和根本之间的,是以对有些首要的项目,常常取不合的嵌固层都计较进行包络和偏保守设计,并且全部机关都是要考虑的。
2)关于梁柱承载力的设计要求,为了包管嵌固层处实现“强梁弱柱”的塑性铰粉碎机制要求,需要梁设计的很是巨大年夜,而对很高的楼而言因为柱子太大年夜(小偏压),这个承载力前提一般知足不了,是以光从刚度比一个角度来评价和肯定嵌固层是不敷的,合理的高层布局设计,应当要考虑相对承载力的影响。按照抗震规范审查稿的划定,本来规范要求的强梁弱柱可以这么考虑,即地下室部门柱的承载力与地面梁的承载力只和不小于1.2倍的地面柱承载力,因为这个条则是从静力均衡的角度来阐发,有其合理的地方,可是也有不合弊端的处所,大年夜家可以好好思虑。
3)嵌固在地下室顶板一般也意味着地面的梁楼系统必需足够“强”,同时地下室部门的刚度对主楼有较着的供献;而嵌固在地下室底板则意味裙房地下室最好要与主楼设缝分隔。