身份证号码：42080319770201XXXX 四川成都 610000
摘要：随着我国建筑业的不断发展，高层建筑在城市建设中也较为普遍，从而导致人口密度的增加，业内已把地下室的有效利用作为一种建筑设计的基础功能，在结构设计中，上部结构嵌固层的选择关系到项目造价、安全稳定性以及结构计算的真实性，本篇文章首先介绍了高层建筑嵌固端相关问题，接着论述了高层结构设计中嵌固端的控制参数和具体应用和需要注意的问题，并针对这些问题提出了一些建议。
关键词：高层建筑；嵌固端；地下室顶板；解决措施
高层建筑在结构建模阶段，就应考虑并指定嵌固端位置，在对其进行结构分析。目前较多的做法是将地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，这常常面临着各种实际情况需要分析，如地下室顶板开洞较大，削弱了其顶板的刚度；基础形式的不同；整体结构刚度在设计和计算的局限性等。结构嵌固端的确定对结构计算结果的真实性、准确性都有很大的影响，正确选取结构嵌固端并对其在结构配筋构造方面给予一定保障措施，是结构设计中的一个重要环节，须引起足够重视。
1地下室顶板开洞对高层结构嵌固端的影响
高层建筑地下室结构与基础相连，是建筑上层结构的根部，地下室结构可以为高层建筑提供合理、安全和可靠的嵌固部位，在建筑竖向荷载传递过程中起着桥梁性的作用，将地基与上层建筑能够很好地连接在一起，形成一个整体结构，从而降低高层建筑整体的重心，增强高层建筑的抗倾覆能力，同时增加上层建筑整体的稳定性。地下室作为高层建筑最底层的结构，为满足建筑功能需求，需要在顶板上进行开洞来满足设计的需要，达到建筑物所需要的特定功能。但地下室顶板开洞将会降低整体结构的刚性，使其抗变形能力减弱，对上部结构的嵌固作用造成一定的影响。建筑结构在受到外部载荷作用时，地下室顶板开洞尺寸越大，其建筑的结构质量分布将会受到影响，最终将会影响结构整体稳定性。地下室顶板在洞口的形状、数量、布置方式等将对上部结构的嵌固作用产生影响。洞口的数量太多使得地下室顶板出现应力集中现象，导致其变形量加大，这将影响整体建筑的稳定性，使得抗倾覆能力削弱，使建筑发生坍塌的风险加大。高层建筑地下室顶板开洞在应力集中部位，对上部结构的影响也比较大。
2地下室顶板作为上部结构嵌固部位必须具备的条件分析
2.1嵌固端上下结构抗侧刚度条件
所谓嵌固是底部结构对上部结构指刚性固定，从力学角度来说，嵌固端下方刚度无穷大，无平动、转动，达到完全约束。从工程角度看，嵌固是一个区域对另一个区域的相对固定。实际工程中决定地下室嵌固能力的主要因素是地下室的相对刚度。我国现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010及《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中对嵌固条件的规定，即“地下室结构的楼层侧向刚度应不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍”。“地下室结构的楼层侧向刚度”是指结构自身刚度，在选取上部结构嵌固部位时，虽然楼层侧向刚度比计算中不应考虑土对地下室外墙的约束作用。当地下室范围较大时，在计算地下室结构的侧向刚度时，可考虑地上结构四周的地下室相关部位的结构，按《建筑抗震设计规范》5.3.7条及其条文说明，这里的相关部位指地上结构在地下室顶板处外扩不超过三跨的范围，均可纳入地下嵌固部位的刚度计算范围。
2.2地下室周围土有良好的约束作用
作为上部结构嵌固部位的地下室应为完整的地下室，地下室周边均有与土紧密接触的外墙，其周边土层不能是松散粉细砂土、松散填土、软塑/流塑黏性土等不稳定性土质。地下室施工完毕后，应及时进行基坑回填，回填土的材料和质量要求等应在结构总说明或基础设计说明中注明，通常情况下填土应采用级配良好的砂石土或灰土，回填时应先清除基坑中的杂物，在相对的两侧或四周同时回填并分层夯实，每层回填厚度通常不大于300mm，回填土的压实系数应大于等于0.94。在山（坡）地建筑中出现地下室各边填埋深度差异较大时，不能直接将地下室外墙作为挡土墙，应单独设置支档结构。
2.3地下室顶板对上部结构的嵌固作用
地上结构相关范围内的顶板应采用现浇梁板结构，相关范围以外的宜采用现浇梁板结构；地下室顶板面高差不宜大于0.6m或梁高，不应大于1.20m且不超过地下室层高的1/3。
当顶板面高差大于0.6m或梁高时应采取梁、板加腋和在高差处设置剪力墙等加强措施。地下室相关范围内的地下室结构楼层侧向刚度（剪切刚度）仅稍大于上部结构底层结构侧向刚度的1.5倍时，本款要求应从严控制。
3高层建筑嵌固端设计相关问题的解决措施
3.1确保计算模型符合建筑的力学性能要求
在设计高层住宅建筑的嵌固端时，应高度重视嵌固端层的结构设计，并且必须分析嵌固端上层和下层的刚度的科学合理比例，并进行详细计算。抗震性和相应的控制设置也应设计为适合的集成式端部结构，并且集成式端部设计中不应有遗漏。当前，在对地下室顶板活荷取值时，按规范规定商业建筑也就为3.5KN/m2，但现实中地下室顶板在施工期间可能涉及堆载、过车等情况，局部区域增大活荷载到8-10KN/m2也不为过，可以有效提高高层住宅建筑的结构设计水平，从而对嵌固端上下结构的强度、刚度等指标的计算较为精确，确保嵌固端的设计满足力学性能及规范要求。
3.2重视地下室顶板的件的整体性设计
为了实现建筑在商业、采光、竖向通道等必备功能，地下室顶板不得不开洞的情况下，应注意开洞的尺寸、形状及布置方式合理，保证嵌固层的力学性能和作用，避免因开洞导致的应力集中现象。当地下室顶板不可避免地受到削弱，应采用适当增强梁截面和配筋的方式；当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室顶板应采用梁板结构，板厚不宜小于180mm，采用双层双向配筋，且每个方向的配筋率不小于0.25%。
3.3重视竖向构件的力学概念和配筋设计
高层结构中广泛采用的剪力墙可以有效增加地下室刚度，同时剪力墙也是一种有效的抗力结构。在剪力墙结构、框架剪力墙结构中，剪力墙是建筑物的主要承重结构单元，因此框架剪力墙的截面设计具有很高的高度。确保在地震地区的建筑物中具有足够的承载力外，还需要通过在剪式墙中具有足够的延展性来有效地提高整个高建筑物结构的耗能能力，从而改善高层住宅建筑的结构的抗震性能。在对剪力墙设计时，嵌固端以下的剪力墙概念上而言不属于底部加强部位，边缘构件的编号按构造边缘构件，但其纵向配筋不应小于加强部位的纵筋，嵌固端下边缘构件最小尺寸（轮廓、形状）取底层边缘构件与本层构造边缘构件形状的包络。所有纵筋自嵌固端向下延伸1层，以满足嵌固要求，由于墙肢截面加厚、加长，有可能不满足约束边缘构件的纵筋配筋率要求，但至少满足底部加强部位构造边缘构件的要求。一般情况下，嵌固层以下1层的墙肢端部边缘构件箍筋配置量，均不少于底层（嵌固层）对应墙肢端部边缘构件箍筋的配置量，即箍筋的直径、间距、肢数、套箍方式不小于底层。当底层（嵌固层）设置约束边缘构件者，在嵌固端以下1层对应处，由于截面增大等因素，与该构件相连的墙肢轴压比小于规范界定值，则该边缘构件箍筋的配置要求满足底部加强部位构造边缘构件的要求即可。
结语
综上所得，高层建筑日益提高的建筑功能要求对设计工作提出了很高的要求和挑战，地下室开洞已成为常态。为了确保中国高层住宅建筑的结构设计得到优化，相关的设计人员应重视概念设计，确保嵌固端的嵌固作用，并对设计的各个方面进行深入研究，只有这样才能保证建筑项目满足正常使用功能和结构合理使用年限。
参考文献：
[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2]朱炳寅.JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.
[3]带地下室高层建筑嵌固端的选择与分析[J].《科技视界》 2018年第35期 P172-173
[4]张维斌.对确定结构底部嵌固部位的一点看法[J].专家论坛，2011（2）：P7-8.
[5]刘明.关于高层建筑结构嵌固端相关问题的探讨[J].上海建设科技 2015，（05），P24-27
[6]张志飞.带地下室的高层建筑结构底部约束条件的确定[J].工程与建设，2010（6）：P74-75.