高层建筑结构设计
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65.地下室顶板作为上部结构的计算嵌固部位应满足什么条件?

高层建筑结构计算中,主体结构计算模型的底部嵌固部位,理论上应能限制构件在两个水平方向的平动位移和绕竖轴的转角位移,并将上部结构的剪力全部传递给地下室结构。因此,对作为主体结构嵌固部位地下室楼层的整体刚度和承载力应加以限制。

作为上部结构嵌固部位的地下室结构设计,应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第5.3.7,3.6.3条、3.9.5条、以及《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)第6.1.3条的有关规定。

1)《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第5.3.7条规定,高层建筑结构整体计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。

2)《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第3.6.3条规定,作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不宜低于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%。

3)《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第3.9.5条规定,抗震设计的高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层相关范围(地下一层主楼及主楼周边外延1~2跨地下室范围)的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级;地下室中超出上部主楼相关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四级。

4)《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)第6.1.3条规定,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。

主体结构嵌固部位下部楼层(地下室一层)与上部楼层(地上一层)的侧向刚度比,可按下列方法确定:

①按照主体结构计算时的楼层侧向刚度计算,楼层侧向刚度Ki

式中 Vi——第i层楼层地震剪力设计值;

Δui——第i层楼层质心处的层间位移。

②近似按照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)附录E规定的等效剪切刚度比γ控制,即

式中 G0G1——地下一层和地上一层的混凝土剪切模量;

A0A1——地下一层和地上一层的折算抗剪截面面积,可按式(4-5)计算;

Awi——第i层全部剪力墙在计算方向的有效截面面积(不包括翼缘面积);

Aci,j——第i层第j根柱的截面面积;

hi——第i层的层高;

hci,j——第i层第j根柱沿计算方向的截面高度;

nci——第i层柱总数。

应注意:

一般情况下,高层建筑结构地下室外墙均可参与地下室的侧向刚度计算,因此,地下室一层与上部结构一层的等效剪切刚度比不小于2.0的要求是容易满足的。对于地下室外墙与上部结构相距比较远(如超过40~50m)的情况,一般不宜作为判断嵌固条件的墙体参与地下室的侧向刚度计算。