與嵌固端相關(guān)的技術(shù)問題

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結(jié)構(gòu)嵌固端的形成或者說上部結(jié)構(gòu)對嵌固端的要求,在工程設(shè)計(jì)中還可引伸出若干相關(guān)的技術(shù)問題及其正確的設(shè)計(jì)方法,以下將分別探討。
    (1)單層地下室
     當(dāng)高層建筑僅設(shè)單層地下室且底板采用天然地基筏板基礎(chǔ)或樁一筏基礎(chǔ)時(shí),通常選擇基礎(chǔ)底板而非首層作為結(jié)構(gòu)嵌固端,這有利于充分利用其基礎(chǔ)的“無限”剛度,為首層樓面的靈活結(jié)構(gòu)選型創(chuàng)造條件,即使是首層樓面留有大孔洞,或選用無梁樓蓋結(jié)構(gòu),都不影響結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性。此外,規(guī)范規(guī)定地下室負(fù)一層的抗震等級與上部結(jié)構(gòu)必須一致,以基礎(chǔ)底板作為嵌固端不會造成地下室結(jié)構(gòu)造價(jià)的提高,反而可能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。即使單層地下室底板是以樁為基礎(chǔ)的普通梁板結(jié)構(gòu),一般情況下仍然取底板處為結(jié)構(gòu)嵌固端,例外的是地下室作為抗爆級別較高的防空地下室時(shí),其頂板通常具有作為結(jié)構(gòu)嵌固端的剛度,因此可取其作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端,如圖1所示。
    (2)投影面積比例
     高層塔樓在地下室頂板上的投影面積比例大小對首層作為嵌固端的結(jié)構(gòu)有著不同的影響。圖2中當(dāng)該比例*1時(shí),若首層樓面符合作為嵌固端的其它條件,則該首層作為結(jié)構(gòu)嵌固端就毫無疑問了,但當(dāng)上述投影面積比例<<1時(shí),說明地下室側(cè)限遠(yuǎn)離塔樓,塔樓發(fā)生的側(cè)向位移將波及首層樓面并使其發(fā)生變形,即使變形量很小,但嚴(yán)格說來首層作為嵌固端的剛度必然小于前一種情況,且變形又增大了上部結(jié)構(gòu)側(cè)移的計(jì)算值,同時(shí)首層骨架構(gòu)件也會由于自身的變形而產(chǎn)生附加內(nèi)力。作為有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師,在實(shí)際設(shè)計(jì)中都會根據(jù)工程實(shí)際情況予以鑒別并作出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)處理。
    (3)大底盤多塔樓大底盤
     多塔樓大多為商住樓,而且由于商用及居住性質(zhì)不同,對柱網(wǎng)的要求也不同,故通常需設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。當(dāng)大底盤的商用部分層數(shù)不多(如僅1—2層),且結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)于大底盤的屋頂標(biāo)高處時(shí),塔樓的嵌固端就可考慮取在大底盤的屋頂處,至少在塔樓初算時(shí)可以如此假定。
     這一考慮基于以下兩點(diǎn):
     ①既然屬大底盤,其樓層面積肯定大于塔樓的投影面積,加上大底盤屋頂設(shè)置轉(zhuǎn)換層,故大底盤的樓層平面剛度遠(yuǎn)大于塔樓的樓層剛度;
     ②轉(zhuǎn)換層之上通常為剪力墻、部分短肢剪力墻或異形柱一短肢剪力墻結(jié)構(gòu),為使轉(zhuǎn)換層上下部的側(cè)向剛度相近,大底盤部分肯定要將原位剪力墻增厚或增加新的剪力墻,從而使塔樓下的大底盤部分具有足夠的側(cè)向剛度。目前高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的功能已較為完善,因此大底盤多塔樓建筑均以整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算,其嵌固端也不像結(jié)構(gòu)初算階段選擇在大底盤屋頂標(biāo)高處。