上部结构嵌固部位的处理_吴汉福_戴国莹

第43卷第3期2013年2月上建筑结构Building Structure Vol．43No．3Feb．2013

上部结构嵌固部位的处理

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吴汉福，戴国莹，袁文章

（1中国中元国际工程公司，北京100089；2中国建筑科学研究院，北京100013）

［摘要］随着地下室和地基基础形式的多样化，上部结构嵌固部位的选取显得复杂而重要。只有综合分析各种结构不同的情况，才能有针对性地正确选取上部结构的嵌固部位，采取正确的计算方法和构造措施。针对不同的情况，讨论了结构设有地下室时，上部结构嵌固部位的选取和处理方法；同时也对基础埋置深度不同时，无地下室结给出了不同情况的计算方法和构造措施。构及山地建筑的上部结构嵌固部位进行了分析，［关键词］地下室；上部结构；嵌固部位中图分类号：TU375

文献标识码：A

848X （2013）03-0122-03文章编号：1002-

Treatment of build-in parts of superstructures Wu Hanfu 1，Dai Guoying 2，Yuan Wenzhang 1

（1China IPPR International Engineering Corporation ，Beijing 100089，China ；

2China Academy of Building Research ，Beijing 100013，China ）

Abstract ：Due to the type diversification of the basement and foundation ，the determination of the build-in parts of superstructures is complicated and important．Different situations of various structures should be analyzed comprehensively ，thus the build-in parts of superstructures can be determined correctly ，and reasonable calculation methods and construction measures can be adopted accordingly．The selection and treatment methods of the build-in parts of superstructures for structures without basement were discussed in various situations．The build-in parts of superstructures with different embedded depths were analyzed in cases of the buildings without basement and the mountainous region buildings with different embeded depths of basement．Calculation methods and construction measures for the different situations were presented accordingly．

Keywords ：basement ；superstructure ；build-in parts

1有地下室情况

地下室顶板作为上部结构的嵌固部位的条件，

以减小扭部结构或地下室相关范围内补设剪力墙，转效应。

1. 2上部结构布置在地下室大底盘的中部

如图2所示，上部结构位于地下室大底盘的中周边远离地下室外墙。当地上为多个塔楼时，上部，

部结构的嵌固部位宜设在地下室顶板处。但有时结构地上1层的侧向刚度不小于地下1层相关范围侧向刚度的0. 5倍，地下室顶板不满足作为上部结构嵌固部位的条件，此时应在上部结构或地下室相关范围内补设剪力墙，以满足嵌固条件

。

《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）［1］和《高（JGJ 3—2010）层建筑混凝土结构技术规程》

［2］

都有

明确的规定，其中一条是：结构地上1层的侧向刚度不宜大于地下1层相关范围侧向刚度的0. 5倍。地下室结构在大面积被动土压力和摩擦阻力的侧限下，与地基土形成整体，地震时与地层移动基本同步，自身的摇摆使土层产生的变形有限，所以层间位移角很小。当地下室结构的刚度和受剪承载力相比地下室顶板可视作为嵌固部位，在上部楼层较大时，

地震作用下的屈服部位将发生在地上楼层，同时将影响到地下1层。房屋建筑地下室的设置情况多样，下面是几种情况的处理示例。1. 1上部结构相对于地下室大底盘偏置

如图1所示，上部结构位于地下室大底盘的一个角位，其中两个侧面距离地下室外墙较近。由于地下室顶板地下室钢筋混凝土外墙侧向刚度较大，

可满足作为上部结构嵌固部位的条件；但地下室结构在上部结构周围的刚度中心与质量中心偏离较会引起较大的扭转效应，对结构不利。建议在上大，

图1上部结构位于

图2上部结构位于

地下室大底盘角部地下室大盘中部

作者简介：吴汉福，学士，教授级高级工程师，一级注册结构工程师，

Email ：wuhanfu@ippr．net 。

第43卷第3期吴汉福，等．上部结构嵌固部位的处理

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1. 3有多层地下室，地下1层的范围同上部结构

如图3所示，共有3层地下室，地下1层的范围3同上部结构，周边设钢筋混凝土外墙，地下2层、层为扩大的地下室。由于地下1层周边的钢筋混凝土外墙侧向刚度较大，地下1层顶板可满足作为上部结构嵌固部位的条件。此时应要求地下1层周边的外墙部分下伸至基础；地下2层相关范围内侧向刚度与地下1层侧向刚度的比值不宜小于1. 0，不3层相关范围应小于0. 7；不满足时，宜在地下2层、内补设剪力墙

。

重的破坏多发生在首层，说明地下室周围土体对其的约束是明显的。2

无地下室情况

当地基土质较好、基础埋置不深时，可取基础顶面作为上部结构的嵌固部位。2. 2基础埋置深度较深时

当基础埋置较深时（图7），一般应设上部联系梁，下部联系梁则根据基础下土层分布是否会引起不均匀沉降而决定；上部结构嵌固部位的选取和设计可按下列原则进行

。2. 1基础埋置深度较浅时

图3地下1层的范围同上部结构图6首层板面与室外

图7基础埋置较深时

1. 4地下室在上部结构范围内的顶板与周边顶板有高差时

如图4所示，由于场地绿化覆土的要求，地下室顶板在室内外有高差。如果地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，当板面高差Δh 1大于楼面梁高时，应在垂直于挡土墙的方向采取加腋或其他处理措施，见图5。此时在计算结构地上1层与地下1层侧向可计入地下室相关范围的侧向刚度

。刚度比值时，

地坪高差较大时

（1）当基础类似于高杯口基础，且满足下式要求时，上部结构的嵌固部位可设在上部联系梁顶面。

E 1I 1

≥10E 2I 2

（1）

E 2分别为上部联系梁以下短柱和首层柱式中：E 1，

kPa ；I 1，I 2分别为上部联系梁以下短子的弹性模量，

m 4。柱和首层柱子的截面惯性矩，

此时上部联系梁可按构造设置；有抗震设计要求且存在软弱土或回填土时，上部联系梁宜满足框架梁的构造要求。

（2）将上部联系梁和基础短柱作为1层，当其侧向刚度不小于首层侧向刚度的2倍时，上部结构

图4地下室顶板

有高差时

图5地下室顶板

的嵌固部位可设在上部联系梁顶面，上部结构设计时宜取嵌固在上部联系梁顶面和基础顶面两种模型的包络值；嵌固在基础顶面模型可考虑土对基础短柱的约束作用。

（3）当不满足上述（1），（2）种情况时，上部结构设计时应取嵌固在上部联系梁顶面和基础顶面两种模型的包络值。

（3）种情况，第（2），上部联系梁和基础短柱的抗震等级宜同上部结构，且宜满足《建筑抗震设计（GB 50011—2010）［1］中地下室顶板作为上部规范》

结构嵌固部位时的有关要求；有抗震设计要求且存在软弱土或回填土时，首层宜设楼板。3

山地建筑

对建筑物有潜在威胁或直接危害的滑坡、泥石

有高差时的处理

1. 5首层板面与室外地坪高差较大时

如图6所示，当首层板面与室外地坪高差Δh 2

大于地下1层层高的1/3时，即使地下1层与首层上部结构的嵌固部的侧向刚度比满足嵌固的条件，

位也不应取地下室顶板，而应下延至地下2层顶板，避免对上部结构的计算高度考虑不足。此时，地下2层与地下1层的侧向刚度比不应小于1. 0。

不论上部结构的嵌固部位是否设在地下1层顶板，除嵌固部位嵌固计算模型外，宜补充地上与地下整体建模考虑地下室周边土体约束的计算模型，上部结构的设计宜取两个计算模型的包络值。实际地震震害较少发现地下室结构发生较严重破坏，较严

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建筑结构2013年

流及崩塌地段，不应选作建设场地；由于施工或其他必须采取可靠因素的影响有可能形成滑坡的地段，

的预防措施；建造在斜坡上或边坡附近的建筑，除应尚应考虑不利地段对设计地震动验算其稳定性外，

参数可能产生的放大作用。3. 1基础设在同一标高情况

如图8所示，由于位于坡地，地下室的埋置深度各侧不同，地下1层一侧位于地面以上，其余三侧全部或部分位于土中。此时上部结构的嵌固部位不应而应下移设在地下2层顶板；埋设在地下1层顶板，

入土中的三侧应设永久性挡土墙与结构脱开，同时这三侧地下1层的外墙不宜采用钢筋混凝土墙体，否则应在开敞一侧补设剪力墙，以免造成地下1层产生过大的扭转效应

。

分布有较大不同，相互之间需要协调一致。设计时体应加强考虑：1）确定符合实际受力的计算模型，现多层嵌固的情况，并用两个程序分析比较；2）加减小扭转效应；强低位部分底部几层的抗侧刚度，

3）加强相连楼板的刚度，特别是与1层相连的楼板；4）永久性挡土墙的设计同第（1）条

。

图10基础设置在不同标高时（2）

（3）如图11所示，高、低位部分从高位部分的与第（2）条做法相比，受力得地下室开始连为一体，

到了一定的改善；但低位部分的1层和2层失去了自然通风和采光的可能性，环境变差。高、低位部分交界处地下室外墙兼作挡土墙，除作用有水压力和土压力外，还应考虑水平地震作用；其他设计应注意的问题同第（2）条

。

图8基础设在同一标高时

3. 2基础设置在不同标高情况

由于建设场地存在多阶台地，建筑依地势而建，导致基础设置在不同标高，有下面3种处理方法。

（1）如图9所示，台地高差为2层，相互之间设置永久性挡土墙和防震缝，形成两个独立的结构单元，相互之间没有影响。上部结构的嵌固部位，低位部分可设在地下室顶板，高位部分可设在地下室底板。永久性挡土墙除作用有水压力和土压力外，还应考虑水平地震作用，其设计尤为重要；同时还应考虑永久性挡土墙对低位部分地下室的影响。高位部放坡台阶宽高比：对于土质边坡应分的基底应放坡，

不小于2，对于岩质边坡应不小于1

。

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图11

基础设置在不同标高时（3）参

考

文

献

［1］GB 50011—2010建筑抗震设计规范［S ］．北京：中国

2010．建筑工业出版社，

［2］JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程［S ］．北

2011．京：中国建筑工业出版社，

图9基础设置在不同标高时（1）

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（2）如图10所示，由于建筑功能等原因，仅高、低位部分之间设永久性挡土墙，上部结构连为一体。由于基础埋置标高不同，导致两个方向的抗侧刚度