关于地下室设计的讲义.ppt

1、邵宏，上部结构和地下室共同工作，地下室设计和人防设计，1。地下室结构特点2。分析模型3。风、地震和恒定活载的计算。地下室5的抗震控制。地下室外墙的平面外设计。上部结构和基底具有共同的位移场和共同的变形特征，共同形成一个承载体系。地下房间外的回填土对结构的侧向有一定的约束作用。地下室楼层的横向刚度通常很大。规范的相关规定：如何确定预埋件？预埋件能够约束结构所有位移和转角(Dx，Dy，Dz，x，y，z)的位置称为预埋件。仅约束结构水平位移和整体扭转(Dx，Dy，Z)的横向约束称为横向约束。当侧向约束较大时，也可称为侧向嵌入。抗震规范第6.1.14条和高规范第5.3.7条规定，当地下室顶板作为上部结

2、构的预埋件时，地下室结构的楼板横向刚度不应小于相邻上部结构楼板横向刚度的2倍。高标准的宣传与渗透培训材料(P5-12)建议，当刚度比不满足楼板在预埋件处的横向刚度比要求时，可在一定条件下增加地下室楼板的横向刚度，或将主体结构的预埋件下移至所需部位。地下室抗侧刚度比计算：确定埋设位置。高标准宣传与渗透培训材料(P5-12)建议：方法1:按抗震规范中楼层剪力与楼层位移之比计算。方法2:根据高规范附录E中的抗剪刚度比计算。抗震规范第6.1.14条建议，在设计方案时，可以用抗剪刚度比来估算侧向刚度比。1.1 .地下室、上部结构和地下室的特点和约束模型共同构成了一个具有共同位移场和协调变形的承载力体系。

3、地下外部回填土对结构有一定的约束作用。回填土的约束作用自上而下越来越强。回填土仅对结构的侧向变形有约束，对竖向变形没有约束。基底侧向约束程度的变化。根据高规范第5.3.7条，当地下室顶板作为上部结构的预埋端时，地下室底板的横向刚度不应小于相邻上部结构底板的两倍。2.地下室顶板的某一层用作上部结构的嵌入端。很少使用。3.应严格处理半地下室，即不应考虑回填土一侧的侧向约束。简化分析模型、满足简化层刚度要求、单侧回填土简化、协同分析模型，通过对地下室部分施加侧向弹簧约束，考虑地下以外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。该程序以简化的方式模拟了地下室的侧向约束。地下室楼层的定

4、义、地下室约束刚度的定义、回填土与地下室约束的相对刚度比：该参数反映了侧向土对结构的侧向约束。约束：它可以用一种刚度来表示。刚度越大，变形越小，刚度越大，变形趋于零。另一方面，约束也是一种结构现象。因此，约束可以通过刚度来模拟。相对刚度比：它反映约束与层刚度之比。如果考虑到约束产生的等效刚度是层刚度的两倍，系数将填充为2。当需要无限约束时，即横向方向完全固定。它可以用负值来填充。该程序将约束的等效刚度按特大数放大，从而达到无限约束和固定固定的目的。一般来说，小于10的约束都是有限约束，地下室会产生较小的侧向力结构在地震作用下的响应(周期、振型、位移和内力)受地下空间外回填土的约束程度影响。地下

5、室质量产生的地震力主要被室外回填土吸收。控制结构剪重比时，不考虑基底质量。即不考虑地下室楼层的剪重比。地下室的剪重比可以忽略，向下约束程度越大，地震反应越小，程序仍给出调整，但影响不大，地下室不能调整。水平位移的影响是有限的，向下约束程度越大，位移趋于零，垂直位移没有影响，垂直位移不受侧向约束的影响，所以仍然很大。水平力作用下基底约束的变形特征，1.3。竖向荷载和变形特性，对于一般结构，地下外部回填约束对竖向荷载影响不大。当悬臂结构出现在地下室时，地下室外的回填约束对竖向荷载有一定的影响。因此，地下室不应有悬臂结构。地下室和上部结构的整体分析是首选。因为垂直变形的协调非常重要。当地下室的体积和

6、面积较大时，它与超大型地下室和底盘等上部结构所占的面积相差太大。此时，根据上部结构的底部面积，可将延伸的23跨作为基底，并与上部结构一起进行分析。定义基底，定义侧向约束，协调竖向位移，更合理地传递地基力，上部结构和基底一起分析，局部基底和上部结构一起分析，对于超大型基底也是可行的。单独计算会导致竖向荷载的局部不一致，这与整体分析不同。2 .分析模型、简化分离模型(有条件):将上部结构与地下室分离，分别设计计算。根据规范，嵌入层被确定为它们之间的边界。共同工作分析(无条件):将上部结构和地下室作为一个整体，考虑相互作用，采用以下两种方式之一来考虑回填土对结构的约束作用。方法1:基底水平位移的侧向

7、固定(K法)。方法2:基底水平位移的有限(弹簧)约束(K法)。满足层刚度要求的简化预埋端上移，单侧回填土的简化不考虑土的侧向约束、地下室层刚度的计算、二层(地下一层)的结构面、三层的结构面。第二层(5.6、5.9)的刚度是第三层(1.7、2.5)的两倍，满足规范要求，因此第三层的底部可以作为预埋端。嵌入端上移的工程实例满足层刚度要求。虽然分析模型的选择满足层刚度比的要求，但考虑到地下房间外回填土对结构有一定的约束作用，仍选择按常规分析对地下室部分施加侧向约束。-K型：1-K层横向嵌入。K型：基底具有K倍主成分刚度和侧向约束。弹簧侧向位移约束图，选择K型约束，首先定义地下室层数，选择K型约束，定

8、义地下室侧向约束系数，并分析模型选择方法。对于一般结构，只要基底体积满足建模能力，最好选择“上下联合分析”的计算模型。当地下室体积过大，或上部有多个塔楼时，仍应考虑“上下联合分析”的计算模型。此时，地下室作为塔楼的地下室部分，从上部结构轮廓向外23跨。只要采用共同工作的分析模型，就没有必要考虑地板刚度两倍的要求(地下室地板刚度仍应大于上层地板刚度)。当上部多塔结构非常接近时，建议，地下室侧向约束刚度的作用，为什么可以用大刚度模拟地下室侧向约束？地下室一侧受回填土影响。当结构侧向移动时，回填土会对基底部分的侧向移动产生反作用力(被动土压力和侧向摩擦力)，减少侧向移动。越往下，横向位移越小，直到它

9、达到0。这种限制横向运动的现象可以理解为一种限制。对于结构，刚度越大，位移越小。当刚度为无穷大时，位移为零。因此，刚度和约束是相互联系的。强烈的克制可以理解为巨大的刚性。0.0，真正的结构没有这一点。只有相对的固定点，所以嵌入也是相对的。抗震规范第6.1.14条明确要求地下室的刚度(楼层刚度、梁柱墙承载力的配筋放大等)。)。希望在强震作用下，结构的塑性铰(抗倒塌)出现在嵌固端。这是一个预期的假设。实际工程中地下室的刚度存在很大的不确定性。半地下室，一侧有回填土的地下室，地下室刚性很强，不受土的约束。塑性铰可以由结构和钢筋承担。结构的嵌入端应位于基础的顶面。也就是说，考虑上下结构的相互作用。预埋

10、端取在地下室底部，通过共同建模分析地下室与上部结构及侧向约束的关系。上下结构的联合建模与分析使整个结构具有相同的位移场。上下部分协调变形，合理传力，特别是垂直协调变形有明显优势。如柱壁轴压比的连续性。如果不考虑横向约束，刚度估计是软的。有时，当位移处于临界状态时，它对侧向约束的程度很敏感。因此，在上部结构的分析和设计中应考虑地下室的侧向约束。如何选择横向约束的程度？基底回填土的约束程序与土质有关，实际上很难确定。如果Satwe程序的基底参数“回填土与基底约束的相对刚度比”填充为3，则该参数的含义为：回填土的约束由基底层刚度的3倍模拟。有时，基底的体积和刚度已经很大，如果作为土体的侧向约束放大3

11、倍，土体的约束估计就会大得多。建议根据工程实际情况取值。数值范围应该在01之间。3 .风、地震和恒载的计算，风荷载的计算，无论地下室的侧向约束程度如何，地下室的基本风压取为0。在地面风荷载计算中，地下室高度自动扣除，地下室顶板作为风压高度变化系数的起点。风荷载作用下结构的效应(位移、内力)受基底侧向约束程度的影响。地下室对风荷载计算、地震作用计算、结构地震效应(周期、振型、位移和内力)的影响受地下室侧向约束程度的影响。地下室质量产生的地震力主要被室外回填土吸收。当程序执行反规范(5.2.5)控制结构的“最小剪重比”时，也考虑了地下室部分，即地震作用自动放大。注：地下室剪重比不符合规范要求，不视

12、为结构不合理的标志。用K型约束法考虑回填土时，基底的地震作用减小，但不是没有。地下室对总地震作用的影响，如果地下室的约束刚度比为零，则对总地震作用没有影响。如果地下室的约束刚度比大于零，地震作用将根据约束强度进行调整。约束越强，对地下室地震作用的考虑越少。当约束很大时，相当于没有考虑地下室的地震作用。如果基底约束刚度为负整数M，基底M层的水平位移和扭转角将完全嵌入，因此基底M层的地震作用将完全不考虑(M=MBASE)。，地下室顶板，A，B，C，地下室不同侧向约束刚度比下的地震作用指示，恒定活载作用的计算，正确理解(-K法)埋设(水平埋设)的含义；可垂直变形)。地下室部分竖向构件的轴向变形和转动

13、将导致上部结构在恒载作用下的内力重分布。对于一般规则结构，地下外部回填约束对竖向荷载影响不大。对于不规则结构，地下外部回填约束对竖向荷载有一定的影响，这在计算中由程序自动反映出来。地下室的侧向约束如何影响水平力的传递？当基底受到横向约束时，水平剪力将随着约束而减小。约束越强，从上部结构到地下室的剪力越小，直到达到0。也就是说，约束刚度将吸收剪切力。从上部结构到地下室顶部的剪力、从侧向约束到土壤的剪力、从上部结构到地下室的剪力、具有4层地下室的超高层结构、观察柱、具有4层地下室的超高层结构、观察柱、上部地下室和第五层。柱内力、柱剪力、柱弯矩、柱剪力、柱弯矩、柱内力、柱弯矩、柱剪力、柱弯矩、柱剪力

14、、柱剪力、柱剪力、柱剪力、柱剪力、柱剪力、柱弯矩、柱剪力，这些随地下室楼层而变化。地下室底板存在应力集中现象，导致地下室底板剪力增大，剪力的变化规律与弯矩的变化一致。这种模拟大刚度约束的方法容易引起地下室底板刚度的突然变化，引起剪力的应力集中，产生的剪力大于上层(0.0层)的剪力。地下室结构设计和剪力调整，如何确定地下室的设计剪力？建筑抗震设计手册(根据GB50011-2001编制)第352页“基础及地下室结构抗震设计要求”中提出了地下室结构的抗震设计要求。如下图所示，从上部结构传递到地下室顶部的剪力和弯矩，以及作用在整体基础主体结构地下室底部的总地震剪力v为：地下室顶部主体结构的地震剪力；主

15、体结构基底引起的底部地震剪力；地下室结构的地震作用折减系数；1根据结构基本自振周期计算的主体结构水平地震影响系数；GB主体结构地下室重力荷载代表值。这是一种手工计算的方法。这相当麻烦。基于这一设计思想，地下室的设计剪力可通过以下方法计算：(1)对地下室施加较大的侧向约束，分析上部结构的周期、地震力、位移和内力，并设计上部结构的配筋和验算；(2)对基底施加少量侧向约束(模拟折减)，或不增加侧向约束，并分析整个结构。此时，只有地下室部分被设计用于加固。上部结构分析中的基底侧向约束模型、修改后建议采用的侧向约束模型、上部结构设计的分析模型、基底分析的微约束或无约束分析模型以及基底设计。柱内力、柱剪力、柱弯矩、柱内力、柱剪力、柱弯矩、柱内力、柱剪力、柱弯矩、柱剪力地下室顶板作为上部结构的预埋件时，地下室水平的抗震等级应与上部结构的抗震等级相同，地下室水平以下的抗震等级可根据具体情况为3级