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摘要:在高层建筑抗震设计中,地下室和与主楼连为整体的裙房的抗震等级确定是结构设计中很重要的组成部分,同时它也关系到整个结构设计安全的确定.
关键词:嵌固端刚度比
引言: 随着近年来”城镇化”速度的加快，城市人口的急剧膨胀，为了解决供需矛盾，城市的高层建筑越来越多，底部作为商业上部作为办公形式的建筑越来越多;在结构设计中地下室和与主楼连为整体的裙房作为结构组成的重要组成部分,其抗震等级的确定是我们不可忽略的问题.
1,地下室抗震等级的确定:地下室在抗震中的等级按照《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定，当地下室顶部作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级, 且地下室柱截面每侧的纵向配筋除应符合计算要求外, 不应
圖 一
少于地上一层对应柱每侧纵向配筋面积的1.1倍;地下室超出上部主楼范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级,但9度抗震设计时,地下室结构的抗震等级不应低于二级.但满足以上还不足以确定地下室抗震等级,因为嵌固端的位置是确定地下室抗震等级的关键所在.
抗震设计时，与主楼连为整体的裙房的抗震等级不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶部上下各一层应适当加强抗震构造措施；在此规范和条文说明均没有对此过多的阐述，笔者认为，主楼结构在裙房顶部上下各一层应采用板厚不小于120mm，配筋采用双层双向的配筋，柱的箍筋因在此标高范围内全长加密，从而避免因为结构刚度在此突变造成竖向构件先行屈服，对结构抗震不利的后果。
2,嵌固端部位的确定: 在<<建筑抗震设计规范中>> 不仅强调了高规的条件同时也明确了抗震设防类别为甲,乙,丁类的建筑,应按本规范(<<建筑抗震设计规范中>>)第3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级;其中,8度乙类建筑高度超过表6.1.2规定的范围时,应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施. 在6.1.14条文说明中,地下室作为上部结构的嵌固部位时,地下室层数不宜小于2层,应能将上部结构的地震剪力传递到全部地下室结构.地下室顶板不宜有较大洞口,地下室结构应能承受上部结构屈服超强以及地下室本身的地震作用,为此近似考虑地下室的侧向刚度与上部结构侧向刚度之比不宜小于2,侧向刚度比可用下列剪切刚度比估算:
[A0,A1]=Aw+0.12Ac
G0,G1—地下室及地上一层的混凝土剪切模量;A0,A1—地下室及地上一层的折算受剪面积;
Aw—在计算方向上,抗震墙全部有效面积;
Ac—全部柱截面面积;
h0,h1—地下室及地上一层的层高
如果我们定义嵌固端在结构的±0.000的位置,当然要满足嵌固端的条件前提下,那么地下室一层的抗震等级与主楼的抗震等级相同,地下一层以下的抗震等级可具体情况,在这里的”具体情况”的定义,规范没有明确,所以在这给我们设计人员造成了一个定义真空,什么情况下采用三级或者采用四级抗震呢?我个人认为,这个抗震级别应该和我们设计此建筑的重要性确定,如果是重要的建筑,比如丙级以上的结构,应该从严要求,按三级考虑,否则按四级考虑(规范明确的除外).一般情况下地下室顶板作为其上部结构的嵌固端是合理的,如一层具有纯地下室的高层建筑,如图一,其地下室的楼层刚度远大于首层,这样底部加强部位包括底部塑性铰的计算高度会往上移,有利于满足上部结构计算;如果地下室一层的刚度与地下室上部一层的刚度比小于2时，而地下室二层的刚度与地下室一层的刚度比大于二时，那么建筑物的嵌固端是在地下室二层顶，如图一，主楼的抗震等级为二级，那么地下室一层和地下室二层的抗震等级与主楼相同，同为二级，而地下室三层的抗震等级可按三级或者四级设置；当嵌固端在地下室一层顶板时，建议的地下室抗震等级确定见下表:
3,嵌固端部位的构造做法:地下室顶板作为嵌固端时,应避免在嵌固端平面内开设大洞,并采用现浇梁板结构,其楼板厚度不宜小于180mm,混凝土等级不宜小于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%;地下室结构楼层的侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍,地下室柱截面的每侧的纵向钢筋面积,除满足计算要求外,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底截面的弯矩设计值应符合本章6.2.3,6.2.6,6.2.7条规定（<<建筑抗震设计规范>>）,位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和.
结论:
1,对于地下多于一层的地下室结构的抗震等级,要先明确好嵌固端的位置,才能正确的确定地下室各层的抗震等级；与主楼连体的裙房的抗震等级应和主楼相同；同时要加强主楼在裙房顶层上下各一层竖向和平面的抗震构造措施.
2,在满足嵌固端的同时要满足抗震构造措施,嵌固端的平面内开洞不宜大于整个平面面积的30%,否则要采取加强措施,以满足抗震构造要求；同时为了保持平面有足够的刚度，板厚和板的配筋要满足相关规范的要求：板厚不小于180mm，混凝土等级不宜小于C30，板的配筋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%；与主楼连体的裙房在裙房顶层要加强抗震构造措施，主楼和与主楼连体的裙房在裙房顶层上下各一层的楼板厚度不宜小于120mm，配筋采用双层双向，同时此标高范围内的柱的箍筋应全长加密。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
关键词:嵌固端刚度比
引言: 随着近年来”城镇化”速度的加快，城市人口的急剧膨胀，为了解决供需矛盾，城市的高层建筑越来越多，底部作为商业上部作为办公形式的建筑越来越多;在结构设计中地下室和与主楼连为整体的裙房作为结构组成的重要组成部分,其抗震等级的确定是我们不可忽略的问题.
1,地下室抗震等级的确定:地下室在抗震中的等级按照《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定，当地下室顶部作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级, 且地下室柱截面每侧的纵向配筋除应符合计算要求外, 不应
圖 一
少于地上一层对应柱每侧纵向配筋面积的1.1倍;地下室超出上部主楼范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级,但9度抗震设计时,地下室结构的抗震等级不应低于二级.但满足以上还不足以确定地下室抗震等级,因为嵌固端的位置是确定地下室抗震等级的关键所在.
抗震设计时，与主楼连为整体的裙房的抗震等级不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶部上下各一层应适当加强抗震构造措施；在此规范和条文说明均没有对此过多的阐述，笔者认为，主楼结构在裙房顶部上下各一层应采用板厚不小于120mm，配筋采用双层双向的配筋，柱的箍筋因在此标高范围内全长加密，从而避免因为结构刚度在此突变造成竖向构件先行屈服，对结构抗震不利的后果。
2,嵌固端部位的确定: 在<<建筑抗震设计规范中>> 不仅强调了高规的条件同时也明确了抗震设防类别为甲,乙,丁类的建筑,应按本规范(<<建筑抗震设计规范中>>)第3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级;其中,8度乙类建筑高度超过表6.1.2规定的范围时,应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施. 在6.1.14条文说明中,地下室作为上部结构的嵌固部位时,地下室层数不宜小于2层,应能将上部结构的地震剪力传递到全部地下室结构.地下室顶板不宜有较大洞口,地下室结构应能承受上部结构屈服超强以及地下室本身的地震作用,为此近似考虑地下室的侧向刚度与上部结构侧向刚度之比不宜小于2,侧向刚度比可用下列剪切刚度比估算:
[A0,A1]=Aw+0.12Ac
G0,G1—地下室及地上一层的混凝土剪切模量;A0,A1—地下室及地上一层的折算受剪面积;
Aw—在计算方向上,抗震墙全部有效面积;
Ac—全部柱截面面积;
h0,h1—地下室及地上一层的层高
如果我们定义嵌固端在结构的±0.000的位置,当然要满足嵌固端的条件前提下,那么地下室一层的抗震等级与主楼的抗震等级相同,地下一层以下的抗震等级可具体情况,在这里的”具体情况”的定义,规范没有明确,所以在这给我们设计人员造成了一个定义真空,什么情况下采用三级或者采用四级抗震呢?我个人认为,这个抗震级别应该和我们设计此建筑的重要性确定,如果是重要的建筑,比如丙级以上的结构,应该从严要求,按三级考虑,否则按四级考虑(规范明确的除外).一般情况下地下室顶板作为其上部结构的嵌固端是合理的,如一层具有纯地下室的高层建筑,如图一,其地下室的楼层刚度远大于首层,这样底部加强部位包括底部塑性铰的计算高度会往上移,有利于满足上部结构计算;如果地下室一层的刚度与地下室上部一层的刚度比小于2时，而地下室二层的刚度与地下室一层的刚度比大于二时，那么建筑物的嵌固端是在地下室二层顶，如图一，主楼的抗震等级为二级，那么地下室一层和地下室二层的抗震等级与主楼相同，同为二级，而地下室三层的抗震等级可按三级或者四级设置；当嵌固端在地下室一层顶板时，建议的地下室抗震等级确定见下表:
3,嵌固端部位的构造做法:地下室顶板作为嵌固端时,应避免在嵌固端平面内开设大洞,并采用现浇梁板结构,其楼板厚度不宜小于180mm,混凝土等级不宜小于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%;地下室结构楼层的侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍,地下室柱截面的每侧的纵向钢筋面积,除满足计算要求外,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底截面的弯矩设计值应符合本章6.2.3,6.2.6,6.2.7条规定（<<建筑抗震设计规范>>）,位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和.
结论:
1,对于地下多于一层的地下室结构的抗震等级,要先明确好嵌固端的位置,才能正确的确定地下室各层的抗震等级；与主楼连体的裙房的抗震等级应和主楼相同；同时要加强主楼在裙房顶层上下各一层竖向和平面的抗震构造措施.
2,在满足嵌固端的同时要满足抗震构造措施,嵌固端的平面内开洞不宜大于整个平面面积的30%,否则要采取加强措施,以满足抗震构造要求；同时为了保持平面有足够的刚度，板厚和板的配筋要满足相关规范的要求：板厚不小于180mm，混凝土等级不宜小于C30，板的配筋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%；与主楼连体的裙房在裙房顶层要加强抗震构造措施，主楼和与主楼连体的裙房在裙房顶层上下各一层的楼板厚度不宜小于120mm，配筋采用双层双向，同时此标高范围内的柱的箍筋应全长加密。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看