第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文2014年 地下室地下一层楼板嵌固端影响分析 赵青春 （上海建筑设计研究院有限公司，上海200041） 【摘要】高层建筑在进行结构计算分析时，必须首先确定结构的嵌固部位.
嵌固部位通常选择在地下室顶板.
但是由于地下室顶板在实际通常有较大开洞或高差，不满足嵌固条件.
需要对嵌固端进行调整.
本文在实例工程中 通过采用pkpm软件建立地下室及二个单体的多塔模型，并用pmsap模块对地下室地下一层楼板在不同覆土约束、不 同方向地震力、不同润口大小对楼板应力及位移影响进行计算和分析，以分析该处楼板是否满足嵌固要求.
为类似 工程分析研究提供参考.
【关键词】高层建筑：地下室：嵌固端：周边土约束： Effect analysis of the basement B1 slab opening on the fixed-end of the super high-rise building Zhao QingChun (Shanghai Institute of Architectural Design & Research Co. Ltd. Shanghai 200041) Abstracet: When high-rise building undergoing structural calculation and analysis you must fist determine the fixed-end of the superstructure. The top slab of basement is usually chosen as the fixed-end of the superstructure. However because there is usually a large open hole or height difference in top slab does not met the conditions for fixed-end of the superstructure. It needs to be adjusted for fixed-end of the superstructure. In this paper examples of works created in the basement and two multi-tower model monomers by using PKPM software module with PMSAP overburden layer slab at different constraints seismic forces in different directions diffeent bole size slab stress and displacement effect on the condact of the underground basement calculation and analysis to analyze whe the fr meets te requirments offixed-end f the sperstcture. Provide reerene for simila projects analyze. Keywords: high-rise building: basement ; fixed-end of the superstructure; restriction of foundation soil 1工程概况 上海真如城市副中心项目5.6号楼位于项目的A5地块北侧，设两层地下室并与A5地块地下室 整体相连.
地下室为地下三层，2栋塔楼为地下二层（5#楼地下一层与一层之间有夹层），地上32 层.
地下部分为商业，地上部分为办公，层高3.0米，结构主屋面高度99.00米.
地下室采用框架体系，2栋塔楼采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，结构计算均以地下一层 楼板为嵌固层.
在高层建筑结构计算中，考虑到地下室的抗侧刚度远远大于上部结构的抗侧刚度，近似把地下 室顶板作为上部结构嵌固部位.
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）[3]，地下室顶板作 为上部结构的嵌固部位时，应避免在地下室顶板开设大洞口.
本工程由于地下室顶板因为在首层处楼板有较大开洞，且在地下室顶板处楼板有1m高差，不 作者黄介：赵青春（1983一），男，碳士，工程师
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 满足嵌固条件.
需将嵌固端调整至地下一层.
地下一层嵌固条件虽优于地下室顶板，但是也存在较 大洞口.
本文在实例工程中通过采用pkpm软件建立地下室及二个单体的多塔模型，并用pmsap模 块对地下室地下一层楼板在不同覆土约束、不同方向地震力、不同洞口大小对楼板应力及位移影响 进行计算和分析，以分析该处楼板是否满足嵌固要求.
2 地下室楼板嵌固情况 由于本工程首层周边局部开洞，且塔楼首层楼面和地下室顶板高差1m，局部1.5m，故将4栋 塔楼的结构嵌固层设置于地下一层楼板.
采用多塔方法对A5地下室和5 6#楼进行整体计算，将计 算结果与单塔的结果进行比较.
并通过PMSAP程序对多塔模型下的地下一层楼板和地下一层顶板进 行地震工况下的应力和变形分析，以论证开洞对嵌固端的影响.
因为在首层处楼板有较大开洞，且在地下室顶板处楼板有1m高差，所以2栋塔楼的嵌固端均 设置于地下室地下一层.
5#北侧地下一层地下室楼板存在较大开洞，为保证地下一层嵌固，在地下室周围增加较多墙体， 以提高地下一层刚度.
3 楼板开洞情况说明 地下一层位置及大小如图2.2所示，楼板开洞位于纯地下室范围.
地下室及单体整体计算模型 如图2.3所示 原有楼板开洞×向边长越为48m，Y方宽度为4.8m~15m.
后增加两条连廊.
原有全部结构开洞面积占总面积7.47%.
增加连廊后全部开洞面积占总面积6.2%.
增加连廊宽 度为原润口宽度25%.
6#楼 5#楼 地下一层结构布置平面图 图2.1原有结构图 2.2增加连廊后结构 图2.3下室及单体整体计算模型
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 结构分析及措施 采用pkpm软件建立地下室及二个单体的多塔模型，并用pmsap模块对地下室地下一层楼板在 地震作用下的应力和位移进行计算和分析.
纯地下室范围顶板厚度250mm，塔楼范围项板厚度180mm，混凝土强度等级均为c35.
地下一层楼板厚度180mm.
5#楼处于地下室南侧，6#楼处于地下室东侧，两栋塔楼均在地下室边缘地带，且5#北侧与地下 室相交区域存在开洞，塔楼地下部分周围区域刚度较弱.
为了地下一层更有利的嵌固，计算时，利 用地下室的外墙和局部及洞口边增加的剪力墙来增加结构的刚度.
计算考虑三种因素对楼板嵌固的影响： （1）覆土约束对楼板应力及位移影响.
工况1~3.
（2）不同方向地震力对楼板应力及位移影响.
工况2，4，5.
（3）5#北侧洞口大小对楼板应力及位移影响.
工况2，6，7.
E 地下5 T-5 87-5 EIR 地下二层 图4.2工况1:不考虑土约束 图4.3工况2:考虑土一层土约束 图4.4工况3:考虑两层土约束 图 4.5 工况4:Y向地震工况（一层土约束） 图4.6工况5：X向地震工况（一层土的束） 图4.7工况6:5#北侧无连廊工况（一层土的束） 图4.8工况7:5#北侧开润完全取消工况（一层土的束）
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 5 计算结果汇总分析 （1）覆土约束对楼板应力及位移影响分析.
工况1~3分别计算三种覆土工况下楼板应力及位移情况.
将结果汇总如下： 表5.1地下一层楼板应力及位移结果分析：（楼板厚度180mm，混凝土强度等级C35） S1主拉应力（极值） 位移 地下一层楼板 (N/mm2) （mm） x向地震 Y向地震 x向 Y向 工况1 0.21~0.68 (1.495) 0.12~0.41(0.695) 0.5 0.7 工况2 0.24~0.58 (1.473) 0.07~0.32 (0.497) 0.4 0.4 工况3 0.13~0.58 (1.50) 0.09~0.44 (0.853) 0.5 0.9 从上表可以看出，三种工况下地震作用下地下一层楼板拉应力普遍在0.13~0.68N/mm2，远远 小于混凝土本身抗拉强度.
局部楼板拉应力极值为1.495N/mm2，也小于混凝土本身的抗拉强度.
覆土约束对地下二层楼板应力及位移影响不大，且都能满足作为嵌固的要求.
表5.2地下室顶板应力及位移结果分析：（室内楼板厚度180mm，室外250mm，混凝土强度等级 C35) S1主拉应力（极值） 位移 地下室南侧项板 (N/mm2) (mm) x向地震 Y向地震 x向 Y向 工况1 0.14~0.561 (1.54) 0.21~0.85 (1.97) 2.1 2.2 工况2 0.17~0.84 (1.51) 0.20~0.95 (1.84) 2.0 2.0 工况3 0.14~0.56 (1.53) 0.21~0.85 (1.99) 2.1 2.3 从上表可以看出，三种工况下地震作用下地下室顶板拉应力普遍在0.14~0.95N/mm2，远远小 于混凝土本身抗拉强度.
局部楼板拉应力极值为1.99N/mm2，超过混凝土本身的抗拉强度，此部分 楼板需进行补强.
顶板的Y向最大位移2.3mm，层间位移角为1/2910.
可以看出覆土约束对地下一 层顶板应力及位移影响不大.
（2）不同方向地震力对楼板应力及位移影响分析.
工况2，4~5分别计算三种地震方向工况下楼板应力及位移情况.
将结果汇总如下： 表5.3地下一层楼板应力及位移结果分析：（楼板厚度180mm，混凝土强度等级C35） S1主拉应力（极值） 位移 地下一层楼板 (N/mm2) (mm) X向地震 Y向地震 x向 Y向 工况2 0.24~0.58 (1.473) 0.07~0.32 (0.497) 0.4 0.4 工况4 0.19~0.45 (0.85) 0.07~0.30 (0.544) 0.4 0.6 工况5 0.12~0.45 (0.846) 0.10~0.30 (0.544) 0.4 0.6 从上表可以看出，三种工况下地震作用下地下一层楼板拉应力普遍在0.07~0.58N/mm²，远远 小于混凝土本身抗拉强度.
局部楼板拉应力极值为1.47N/mm²，也小于混凝土本身的抗拉强度顶板 的Y向最大位移0.6mm，层间位移角为1/9830.
覆土约束对地下二层楼板应力及位移影响不大.
第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 表5.4地下室顶板应力及位移结果分析：（室内楼板厚度180mm，室外250mm，混凝土强度等级 C35) S1主拉应力（极值） 位移 地下室南侧项板 (N/mm2) (mm) X向地震 Y向地震 x向 Y向 工况2 0.17~0.84 (1.51) 0.20~0.95 (1.84) 2.0 2.0 工况4 0.11~0.43 (1.07) 0.23~0.77 (2.01) 1.6 3.2 工况5 0.14~0.56 (1.07) 0.21~0.85 (2.03) 1.6 3.3 从上表可以看出，三种工况下地震作用下地下室南侧顶板拉应力普遍在0.11~0.95N/mm2，远 小于混凝土本身抗拉强度.
局部楼板拉应力极值为2.01N/mm2，超过混凝土本身的抗拉强度，此部 分楼板需进行补强.
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顶板的Y向最大位移3.3mm，层间位移角为1/2030.
（3）5#北侧洞口大小对楼板应力及位移影响分析.
工况2.6~7分别计算5#北侧润口大小不一致工况下楼板应力及位移情况，现将结果汇总如下： 表5.5地下一层楼板应力及位移结果分析：（楼板厚度180mm，混凝土强度等级C35） S1主拉应力（极值） 位移 地下一层楼板 (N/mm2) (mm) X向地震 Y向地震 x向 Y向 工况2 0.24~0.58 (1.473) 0.07~0.32 (0.497) 0.4 0.4 工况6 0.21~0.45(1.53) 0.12~0.36(0.72) 0.6 0.8 工况7 0.12~0.57 (1.467) 0.09~0.26 (0.475) 0.4 0.4 从上表可以看出，三种工况下地震作用下地下一层楼板拉应力普遍在0.21~0.58N/mm2，远远 小于混凝土本身抗拉强度.
局部楼板拉应力极值为1.53N/mm2，也远小于混凝土本身的抗拉强度.
顶板的Y向最大位移0.8mm，层间位移角为1/7370.
对比工况2和工况6发现：楼板位移及应力有了显著的提高，说明5#北侧地下一层楼板开洞处 增加的连廊对嵌固层的楼板应力和位移有明显的帮助.
对比工况2和工况7发现：楼板应力变化基本不大，楼板位移基本没有变化.
说明完全封堵5# 北侧楼板对地下一层楼板应力和位移没有显著效果.
增加的连廊基本满足传力需要.
表5.6地下室顶板应力及位移结果分析：（室内楼板厚度180mm，室外250mm，混凝土强度等级 C35) S1主拉应力（极值） 位移 地下室南侧项板 (N/mm2) （mm) x向地震 Y向地震 x向 Y向 工况2 0.17~0.84 (1.51) 0.20~0.95 (1.84) 2.0 2.0 工况6 0.16~0.75 (1.64) 0.15~0.76 (1.83) 2.2 2.2 工况7 0.14~0.56 (1.51) 0.21~0.85 (1.84) 2.0 2.0 从上表可以看出，三种工况下地震作用下地下室南侧顶板拉应力普遍在0.14~0.95N/mm²，小 于混凝土本身抗拉强度.
局部楼板拉应力极值为1.84N/mm²，超过混凝土本身的抗拉强度，此部分 楼板需进行补强.
顶板的Y向最大位移2.2mm，层间位移角为1/3045.
对比工况2、工况6和工况7发现，地下一层处的楼板开洞变化，对地下室顶板基本没有影响.
6 结论 本工程在地下一层增加较多墙体，地下二层刚度提高较大.
通过分析覆土高度，地震力方向及
