《地下室设计及人防设计》(高层混凝土结构-嵌固端-底部加强部位-侧向刚度-PKPM)
120页1、邵 弘,上部结构与地下室共同工作及地下室设计、人防设计,1。地下室结构的特点 2。分析模型 3。风、地震、恒活荷载作用计算 4。地下室抗震控制 5。地下室外墙平面外设计,1。有地下室结构的特点和变形特征,上部结构与地下室组成一个承力体系,具有共同的位移场,相互协调变形。 地下室外的回填土对结构侧向有一定的约束作用。 地下室楼层侧移刚度通常较大。,规范有关规定:嵌固部位如何定?,何为嵌固部位能约束结构所有位移和转角(Dx、Dy、Dz、x、 y、 z )的部位,称为嵌固部位。 何为侧向约束只约束结构的水平位移和整体扭转(Dx、Dy、 z )的部位,称为侧向约束。当这种侧向约束很大时,也可以称之为侧向嵌固。 抗震规范第6.1.14条、高规第5.3.7条都规定,当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。 高规的“宣贯培训材料”(P5-12)建议:当刚度比不满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定时,有条件可增加地下室楼层的侧向刚度,或者将主体结构的嵌固部位下移至符合要求的部位。,地下室侧向刚度比计算:确定嵌固部位,高规的“宣贯培训材料”(P5-
2、12)建议: 方法1:按抗震规范的楼层剪力与层间位移比计算。 方法2:按高规附录E的剪切刚度比计算。 抗震规范第6.1.14条文说明中建议: 当进行方案设计时,侧向刚度比可采用剪切刚度比估算。,1.1。地下室的特点和约束模型,上部结构与地下室共同组成一个承载力体系,具有共同的位移场,相互协调变形。 地下室外回填土对结构有一定的约束作用。且回填土的约束作用从上倒下越来越强。 回填土只对结构的侧向变形有约束,对竖向变形没有约束。,地下室侧向约束程度的变化,1、高规5.3.7条,地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。 2、地下室某一层顶板作为上部结构嵌固端。用的很少。 3、半地下室应从严处理,即不考虑有回填土一边的侧向约束作用。,简化分析模型,满足层刚度要求的简化,单边有回填土的简化,协同工作分析模型,通过对地下室部分施加侧向弹簧约束,考虑地下室外的回填土对结构有一定的约束作用。 回填土的约束与土的压缩模量有关。 程序采用简化方式模拟地下室的侧向约束。,地下室层数定义,地下室约束刚度定义,回填土对地下室约束相对刚度比:这个参数反映了
3、侧向土对结构侧向的约束作用。 约束:可以用一种刚度表示,当刚度越大,反映在结构上就是变形越小,当刚度很大时,变形将趋于零。反过来约束加在结构上也是这个现象。所以,约束可以用刚度来模拟。 相对刚度比:反映约束与层刚度的比值,如认为约束产生的等效刚度是层刚度的2倍,该系数则填2。 当需要无限约束,即侧向完全嵌固不动。可以按负值填入。程序将按一个超大数来放大约束的等效刚度,以达到无限约束、嵌固不动的目的。 一般小于10以下的约束均为有限约束,地下室将会产生很小的侧向位移。,协同工作模型,加约束,1.2。水平荷载作用及变形特征,风荷载计算均扣除地下室的高度。地下室是否约束、约束的程度与风荷载(外力)计算无关。 程序自动考虑:1。地下室部分的基本风压为零;2。在地上部分的风荷载计算中,自动扣除地下室部分的高度,地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点。 结构在地震作用下的反应(周期、振型、位移、内力)受地下室外的回填土约束程度的影响。 由地下室质量产生的地震力,主要被室外的回填土吸收。 在控制结构剪重比时,不考虑地下室质量。即不考虑地下室楼层的剪重比。,地下室的剪重比可以不予考虑,越向下约束程度越
4、大,地震反应越小,程序仍然给出调整,但影响不大,地下室也可以不调整,水平位移的影响有限约束,越向下约束程度越大,位移趋于0,竖向位移没有影响,竖向位移不受侧向约束的影响,所以仍然较大,在水平力作用下地下室约束的变形特征,1.3。竖向荷载作用及变形特征,对于一般结构而言,地下室外的回填土约束对竖向荷载作用几乎没有影响。 当地下室出现悬挑结构,则地下室外的回填土约束对竖向荷载作用有一定影响。所以,地下室不应有悬挑结构。 地下室与上部结构整体分析,是首选。因为竖向变形的协调是非常重要的。 当地下室体量、面积很大时,与上部结构所占面积差异太大,如超大地下室、底盘等,此时可以根据上部结构的底面积取外伸23跨作为地下室,并与上部结构共同分析。,定义地下室,定义侧向约束,竖向位移协调,传基础力更合理,上部结构与地下室共同分析,对超大地下室采用局部地下室与上部结构共同分析,对于传基础荷载也是可行的。 分开计算,将导致竖向荷载局部的不协调性,与整体分析将产生差异。,2。分析模型,简化的分离模型(有条件的): 将上部结构与地下室分开,分别设计计算。 按规范确定嵌固层作为二者分界。 共同工作分析(无条件的)
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