1、邵邵 弘弘上部结构与地下室共同工作及上部结构与地下室共同工作及地下室设计、人防设计地下室设计、人防设计1。地下室结构的特点。地下室结构的特点2。分析模型。分析模型3。风、地震、恒活荷载作用计算。风、地震、恒活荷载作用计算 4。地下室抗震控制。地下室抗震控制5。地下室外墙平面外设计。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。有地下室结构的特点和变形特征v 上部结构与地下室组成一个上部结构与地下室组成一个承力体系承力体系，具有，具有共同的位移场共同的位移场，相互相互协调变形协调变形。v 地下室外的回填土对结构地下室外的回填土对结构侧向侧向有一定的有一定的约束作用约束作用。v 地下室楼层
2、地下室楼层侧移刚度侧移刚度通常较大。通常较大。规范有关规定：规范有关规定：嵌固部位如何定嵌固部位如何定？v 何为嵌固部位何为嵌固部位能约束结构能约束结构所有位移和转角（所有位移和转角（Dx、Dy、Dz、x、y、z ）的部位，称为的部位，称为嵌固部位嵌固部位。v 何为侧向约束何为侧向约束只约束结构的只约束结构的水平位移和整体扭转水平位移和整体扭转（Dx、Dy、z ）的部位，称为的部位，称为侧向约束侧向约束。当这种侧向。当这种侧向约约束很大束很大时，也可以称之为时，也可以称之为侧向嵌固侧向嵌固。v 抗震规范抗震规范第第6.1.14条、条、高规高规第第5.3.7条都规定，当条都规定，当地下室地下室顶
3、板作为上部结构嵌固部位顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的楼层时，地下室结构的楼层侧向刚度侧向刚度不应小于不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍倍。v 高规高规的的“宣贯培训材料宣贯培训材料”（P5-12）建议：当刚度比）建议：当刚度比不满足嵌固部位不满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定时，有条件的楼层侧向刚度比规定时，有条件可增加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至符合要求的部位。地下室侧向刚度比计算：地下室侧向刚度比计算：确定嵌固部位确定嵌固部位v 高规高规的的“宣贯培训材料宣
4、贯培训材料”（P5-12）建议：）建议：方法方法1：按按抗震规范抗震规范的楼层剪力与层间位移比计算。的楼层剪力与层间位移比计算。方法方法2：按按高规高规附录附录E的剪切刚度比计算。的剪切刚度比计算。v 抗震规范抗震规范第第6.1.14条文说明中建议：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。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。地下室的特点和约束模型F上部结构与地下室共同组成一个承载力体系，具有上部结构与地下室共同组成一个承载力体系，具有共同的共同的位移场位移场，相互，相互协调变形协调变形。F地下室外地下室外回填土回填土对结构
5、有一定的对结构有一定的约束约束作用作用。且回填土的约。且回填土的约束作用从上倒下越来越强。束作用从上倒下越来越强。F回填土只对结构的回填土只对结构的侧向变形侧向变形有约束，对竖向变形没有约束有约束，对竖向变形没有约束。地下室侧向约束程度的变化地下室侧向约束程度的变化F1、高规、高规5.3.7条，地下室顶板作为上部结构的条，地下室顶板作为上部结构的嵌固端嵌固端时，地时，地下室结构的楼层下室结构的楼层侧向刚度侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的刚度的2倍。倍。F2、地下室某一层顶板作为上部结构地下室某一层顶板作为上部结构嵌固端嵌固端。用的很少。用的很少。F3、半地
6、下室应从严处理，即不考虑有回填土一边的侧向约、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束作用。简化分析模型简化分析模型满足层刚度要求的简化满足层刚度要求的简化单边有回填土的简化单边有回填土的简化协同工作分析模型协同工作分析模型F通过对地下室部分施加侧向通过对地下室部分施加侧向弹簧约束弹簧约束，考虑，考虑地下室外的回地下室外的回填土对结构有一定的约束作用填土对结构有一定的约束作用。F回填土的约束与土的回填土的约束与土的压缩模量压缩模量有关。有关。F程序采用程序采用简化方式模拟简化方式模拟地下室的侧向约束。地下室的侧向约束。地下室层数定义地下室层数定义地下室约束刚度定义地下室约束刚度
7、定义F回填土对地下室约束相对刚度比：回填土对地下室约束相对刚度比：这个参数反映了侧向土对这个参数反映了侧向土对结构侧向的约束作用。结构侧向的约束作用。F约束约束：可以用一种刚度表示，当刚度越大，反映在结构上就：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，在结构上也是这个现象。所以，约束可以用刚度来模拟。约束可以用刚度来模拟。F相对刚度比：相对刚度比：反映约束与层刚度的比值，如认为约束产生的反映约束与层刚度的比值，如认为约束产生的等效刚度等效刚度是层是层刚度的刚度
8、的2倍，该系数则填倍，该系数则填2。F当需要无限约束，即侧向完全嵌固不动。可以按负值填入。当需要无限约束，即侧向完全嵌固不动。可以按负值填入。程序将按一个程序将按一个超大数超大数来放大约束的等效刚度，以达到无限约来放大约束的等效刚度，以达到无限约束、嵌固不动的目的。束、嵌固不动的目的。F一般小于一般小于10以下的约束均为以下的约束均为有限约束有限约束，地下室将会产生很小，地下室将会产生很小的侧向位移。的侧向位移。协同工作模型协同工作模型加约束加约束1.2。水平荷载作用及变形特征。水平荷载作用及变形特征F风荷载计算均扣除地下室的高度。地下室风荷载计算均扣除地下室的高度。地下室是否约束是否约束、约
9、束的约束的程度程度与风荷载（外力）计算无关。与风荷载（外力）计算无关。F程序自动考虑：程序自动考虑：1。地下室部分的基本风压为零；地下室部分的基本风压为零；2。在地上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顶板作为风压高度变化系数的起算点。F结构在地震作用下的反应（周期、振型、位移、内力）受结构在地震作用下的反应（周期、振型、位移、内力）受地地下室外的回填土下室外的回填土约束程度约束程度的影响。的影响。F由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土吸
10、收吸收。F在控制结构在控制结构剪重比剪重比时，不考虑地下室质量。即不考虑地下室时，不考虑地下室质量。即不考虑地下室楼层的剪重比。楼层的剪重比。地下室的剪重比可以不予考虑地下室的剪重比可以不予考虑越向下约束程度越大，地震反应越小越向下约束程度越大，地震反应越小程序仍然给出调整，但影响不大程序仍然给出调整，但影响不大地下室也可以不调整地下室也可以不调整水平位移的影响水平位移的影响有限约束有限约束越向下约束程度越大，位移趋于越向下约束程度越大，位移趋于0 0竖向位移没有影响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
11、征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。竖向荷载作用及变形特征F对于一般结构而言，地下室外的回填土约束对对于一般结构而言，地下室外的回填土约束对竖向荷载作竖向荷载作用几乎用几乎没有影响没有影响。F当地下室出现悬挑结构，则地下室外的回填土约束对当地下室出现悬挑结构，则地下室外的回填土约束对竖向竖向荷载作用有一定影响。所以，荷载作用有一定影响。所以，地下室不应有悬挑结构地下室不应有悬挑结构。F地下室与上部结构整体分析，是首选。因为竖向地下室与上部结构整体分析，是首选。因为竖向变形的协变形的协调调是非常重要的。是非常重要的。F当地下室体量、面积很大时，与上部结构所占面积差
12、异太当地下室体量、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，此时大，如超大地下室、底盘等，此时可以根据上部结构的底可以根据上部结构的底面积取外伸面积取外伸23跨作为地下室跨作为地下室，并与上部结构共同分析。，并与上部结构共同分析。定义地下室定义地下室定义侧向约束定义侧向约束竖向位移协调竖向位移协调传基础力更合理传基础力更合理F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。与上部结构共同分析，对于传基础荷载也是可行的。F分开计算，将导致竖向荷载分开计算，将导致竖向荷载局部的
13、不协调局部的不协调性，与整体分析将性，与整体分析将产生差异。产生差异。2。分析模型。分析模型v 简化的分离模型（有条件的）：简化的分离模型（有条件的）：将上部结构与地下室将上部结构与地下室分开分开，分别设计计算。，分别设计计算。按规范确定按规范确定嵌固层嵌固层作为二者作为二者分界分界。v 共同工作分析（无条件的）：共同工作分析（无条件的）：将上部结构与地下室作为一个整体，考虑将上部结构与地下室作为一个整体，考虑共同作用共同作用，采，采用如下两种方式之一来考虑地下室外回填土对结构的约用如下两种方式之一来考虑地下室外回填土对结构的约束作用。束作用。方法方法1：地下室水平位移的侧向嵌固（地下室水平位
14、移的侧向嵌固（-K法法）。）。方法方法2：地下室水平位移的有限（弹簧）约束（地下室水平位移的有限（弹簧）约束（K法法）。）。满足层刚度要求的简化满足层刚度要求的简化嵌固端上移嵌固端上移单边有回填土的简化单边有回填土的简化不考虑土的侧向约束不考虑土的侧向约束作用作用地下室层刚度的计算地下室层刚度的计算第第2层（地下层（地下1层）的结构平面层）的结构平面第第3层的结构平面层的结构平面采用采用第第3种种层刚度的计算方法时，应先不设地下室层数层刚度的计算方法时，应先不设地下室层数查看所计算的层刚度及层刚度比值查看所计算的层刚度及层刚度比值第第2层层刚度（层层刚度（5.6、5.9）大于第）大于第3层层刚
15、度（层层刚度（1.7、2.5）的的2倍，满足规范要求，所以可以把第倍，满足规范要求，所以可以把第3层底作为嵌固端。层底作为嵌固端。嵌固端上移的工程实例嵌固端上移的工程实例满足层刚度的要求满足层刚度的要求分析模型的选择分析模型的选择v 虽然满足层刚度比的要求，虽然满足层刚度比的要求，但仍然但仍然选择选择按共同分析按共同分析通过对地下室部分施加侧通过对地下室部分施加侧向约束，考虑地下室外的向约束，考虑地下室外的回填土对结构有一定的约回填土对结构有一定的约束作用。束作用。-K-K型：型：1-K1-K层侧向嵌固。层侧向嵌固。K K型：型：地下室外加地下室外加K K倍主元倍主元刚度，侧向约束。刚度，侧向
16、约束。弹簧侧移约束的图示弹簧侧移约束的图示选择选择K型约束，先定义地下室层数型约束，先定义地下室层数选择选择K型约束，定义地下室侧向约束系数型约束，定义地下室侧向约束系数分析模型的选择方法分析模型的选择方法v 一般结构只要地下室体量一般结构只要地下室体量满足建模容量满足建模容量，最好首选，最好首选“上部上部下部共同分析下部共同分析”的计算模型。的计算模型。v 当地下室当地下室体量太大体量太大，或上部，或上部有多个塔楼有多个塔楼时，时，宜仍然考虑宜仍然考虑“上部下部共同分析上部下部共同分析”的计算模型。此时，地下室取上部的计算模型。此时，地下室取上部结构外围轮廓向外结构外围轮廓向外23跨的结构部
17、分跨的结构部分，作为该塔楼的地下，作为该塔楼的地下室部分。室部分。v 只要采用只要采用共同工作共同工作的分析模型，的分析模型，无需考虑无需考虑层刚度层刚度2倍（地下倍（地下室层刚度仍应大于上层的层刚度）的要求。室层刚度仍应大于上层的层刚度）的要求。v 当上部多塔结构当上部多塔结构靠的很近靠的很近时，宜考虑与地下室共同工作的时，宜考虑与地下室共同工作的分析模型，地下室构件尽量简化，以满足整体建模容量的分析模型，地下室构件尽量简化，以满足整体建模容量的要求。要求。地下室侧向约束刚度的作用地下室侧向约束刚度的作用 地下室侧向约束为什么能用大刚度来模拟？地下室侧向约束为什么能用大刚度来模拟？地下室侧向
18、受回填土的影响，当结构侧移时，回填土将地下室侧向受回填土的影响，当结构侧移时，回填土将对地下室部分的侧移产生反作用力（被动土压力和侧向对地下室部分的侧移产生反作用力（被动土压力和侧向摩擦力），并使侧移减少。越往下，侧移越小直至为摩擦力），并使侧移减少。越往下，侧移越小直至为0。这种限制侧移的现象可以理解为一种约束。这种限制侧移的现象可以理解为一种约束。对结构来说，刚度越大位移越小，当刚度无限大时，位对结构来说，刚度越大位移越小，当刚度无限大时，位移为移为0。所以，刚度与约束是互通的。约束强可以理解为刚度大。所以，刚度与约束是互通的。约束强可以理解为刚度大。0.0目前程序采目前程序采用的约束用的
19、约束建议修改后建议修改后采用的约束采用的约束地下室侧向约束的模拟刚度，应随深度而增加地下室侧向约束的模拟刚度，应随深度而增加 结构的嵌固端与地下室有什么关系？结构的嵌固端与地下室有什么关系？嵌固端是指对该点的各向位移进行完全约束，使之不能发嵌固端是指对该点的各向位移进行完全约束，使之不能发生任何移动。生任何移动。真实的结构不具备这样的点。只有相对不动点，所以嵌固真实的结构不具备这样的点。只有相对不动点，所以嵌固也是相对的。也是相对的。抗震规范第抗震规范第6.1.14条，对地下室的刚度做了明确要求（层条，对地下室的刚度做了明确要求（层刚度、梁柱墙承载力配筋的放大等）。希望在大震作用下，刚度、梁柱
20、墙承载力配筋的放大等）。希望在大震作用下，结构的（抗倒塌）塑性铰出现在嵌固端。这是一种预期的结构的（抗倒塌）塑性铰出现在嵌固端。这是一种预期的假设。假设。实际工程地下室刚度有较大的不确定性。实际工程地下室刚度有较大的不确定性。半地下室半地下室单边有回填土单边有回填土的地下室的地下室地下室刚度很大地下室刚度很大土约束不住土约束不住规范本意，嵌固端对上部柱产规范本意，嵌固端对上部柱产生的塑性铰形式生的塑性铰形式 由于不能保证塑性铰一定出现在由于不能保证塑性铰一定出现在0.00.0处，可以把处，可以把嵌固端嵌固端与与预预设塑性铰设塑性铰的设计概念区别开来。的设计概念区别开来。结构预设塑性铰，可以通过
21、构造、配筋等来假定。结构预设塑性铰，可以通过构造、配筋等来假定。结构嵌固端还是应设在基础顶面。即，考虑上下部结构的共结构嵌固端还是应设在基础顶面。即，考虑上下部结构的共同作用。同作用。嵌固端取在嵌固端取在地下室底面地下室底面 地下室与上部结构共同建模分析与侧向约束的关系？地下室与上部结构共同建模分析与侧向约束的关系？上下部结构的共同建模、分析，使得整体结构具有相同的位上下部结构的共同建模、分析，使得整体结构具有相同的位移场。上下部协调变形，传力合理，尤其是竖向的协调变形移场。上下部协调变形，传力合理，尤其是竖向的协调变形具有显著的优点。如柱墙轴压比的连续性等。具有显著的优点。如柱墙轴压比的连续
22、性等。如果不考虑侧向约束，刚度估计偏柔。有时位移处在临界状如果不考虑侧向约束，刚度估计偏柔。有时位移处在临界状态时，往往对侧向约束程度较为敏感。态时，往往对侧向约束程度较为敏感。所以，对上部结构的分析、设计，宜考虑地下室的侧向约束。所以，对上部结构的分析、设计，宜考虑地下室的侧向约束。侧向约束程度应如何选择？侧向约束程度应如何选择？回填土对地下室的约束程序，与土质有关，实际上难以确回填土对地下室的约束程序，与土质有关，实际上难以确定。定。Satwe程序的地下室参数程序的地下室参数“回填土对地下室约束相对刚度回填土对地下室约束相对刚度比比”如果填如果填3，则这个参数的含义是：，则这个参数的含义是
23、：回填土的约束取回填土的约束取3倍倍的地下室层刚度来模拟的地下室层刚度来模拟。有时，地下室的体量、刚度本身就已经很大了，再把其放有时，地下室的体量、刚度本身就已经很大了，再把其放大大3倍作为土的侧向约束，则土的约束估计就偏大很多了。倍作为土的侧向约束，则土的约束估计就偏大很多了。建议应根据工程的实际情况取值。建议应根据工程的实际情况取值。取值范围宜在取值范围宜在01之间。之间。3。风、地震、恒活荷载作用计算风、地震、恒活荷载作用计算v 风荷载计算风荷载计算无论地下室侧向约束的程度如何，地下室部分的无论地下室侧向约束的程度如何，地下室部分的基本风基本风压压取为取为0 0。在地上部分的风荷载计算中
24、，自动在地上部分的风荷载计算中，自动扣除扣除地下室部分的高地下室部分的高度，地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点。度，地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点。结构在风荷载作用下的结构在风荷载作用下的效应效应（位移、内力），受（位移、内力），受地下室地下室侧向约束的程度侧向约束的程度的影响。的影响。地下室对风荷载计算的影响地下室对风荷载计算的影响地下室顶板地下室顶板地震作用计算地震作用计算v 结构的地震作用结构的地震作用效应效应（周期、振型、位移、内力周期、振型、位移、内力）受地下）受地下室室侧向约束约束程度侧向约束约束程度的影响。的影响。v 由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土由地下
25、室质量产生的地震力，主要被室外的回填土吸收吸收。v 程序执行抗规（程序执行抗规（5.2.5）控制结构的）控制结构的“最小剪重比最小剪重比”时，地时，地下室部分也考虑在内，即自动放大地震作用。下室部分也考虑在内，即自动放大地震作用。v 注意：注意：地下室剪重比不满足规范要求，不作为结构不合理地下室剪重比不满足规范要求，不作为结构不合理的标志的标志。v 用用K型型约束方法考虑回填土作用时，地下室地震作用减小，约束方法考虑回填土作用时，地下室地震作用减小，但并非没有但并非没有！地下室对总地震作用的影响地下室对总地震作用的影响v 若地下室若地下室约束刚度比约束刚度比填零，则对总填零，则对总地震作用无影
26、响地震作用无影响。v 若地下室若地下室约束刚度比大于零约束刚度比大于零，则根据，则根据约束强弱调整地震约束强弱调整地震作用作用，约束越强，地下室地震作用考虑越少，约束非常，约束越强，地下室地震作用考虑越少，约束非常大时，相当于不考虑地下室地震作用。大时，相当于不考虑地下室地震作用。v 若地下室若地下室约束刚度填负整数约束刚度填负整数M，则对底部，则对底部M层地下室的层地下室的水平位移和扭转角作完全嵌固，从而也就完全不考虑底水平位移和扭转角作完全嵌固，从而也就完全不考虑底部部M层的地震作用（层的地震作用（M=MBASE）。）。地下室顶板地下室顶板ABC不同地下室侧向约束刚度比下的地震作用示意不同
27、地下室侧向约束刚度比下的地震作用示意恒活荷载作用计算恒活荷载作用计算v 正确理解正确理解(-K法法)嵌固的含义（嵌固的含义（水平嵌固；竖向可变形水平嵌固；竖向可变形）。）。v 地下室部分竖向构件的地下室部分竖向构件的轴向变形轴向变形和转动会导致上部结构和转动会导致上部结构恒活作用恒活作用内力的重分布内力的重分布。v 对于一般规则结构，地下室外的回填土对于一般规则结构，地下室外的回填土约束对竖向荷载约束对竖向荷载作用影响很小作用影响很小。v 对于不规则结构，地下室外的回填土约束对竖向荷载作对于不规则结构，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用有一定影响，在计算中由程序用有一定影响，在计算中由程序自动
28、自动反映这一特点。反映这一特点。地下室的约束传力地下室的约束传力 地下室的侧向约束是如何影响水平力传递的？地下室的侧向约束是如何影响水平力传递的？当地下室侧向施加约束时，水平剪力将随着约束而减少，当地下室侧向施加约束时，水平剪力将随着约束而减少，约束越强，上部结构传到地下室的剪力越小，直至为约束越强，上部结构传到地下室的剪力越小，直至为0。即，约束刚度将吸收剪力。即，约束刚度将吸收剪力。上部结构传到地下上部结构传到地下室顶面的剪力室顶面的剪力侧向约束传到侧向约束传到土体内的剪力土体内的剪力上部结构传到上部结构传到地下室的剪力地下室的剪力4层地下室的超高层结构层地下室的超高层结构所观察的所观察的
29、柱柱4层地下室的超高层结构层地下室的超高层结构所观察的所观察的柱柱地下室上层，第地下室上层，第5层的柱内力层的柱内力柱剪力柱剪力柱弯矩柱弯矩地下地下1层，第层，第4层的柱内力层的柱内力柱剪力柱剪力柱弯矩柱弯矩地下地下2层，第层，第3层的柱内力层的柱内力柱剪力柱剪力柱弯矩柱弯矩地下地下3层，第层，第2层的柱内力层的柱内力柱剪力柱剪力柱弯矩柱弯矩地下地下4层，第层，第1层的柱内力层的柱内力柱弯矩柱弯矩柱剪力柱剪力 由柱的弯矩、剪力随地下室楼层的变化，可以看到由柱的弯矩、剪力随地下室楼层的变化，可以看到弯矩在地下室楼层中急剧减小弯矩在地下室楼层中急剧减小。剪力在地下室。剪力在地下室1层有层有应力集中
30、现象，导致地下室应力集中现象，导致地下室1层的剪力反而有所增加，层的剪力反而有所增加，再往下的变化规律与弯矩的变化一致。再往下的变化规律与弯矩的变化一致。这种这种充大刚度模拟约束充大刚度模拟约束的方式，容易在地下室的方式，容易在地下室1层刚层刚度突变，造成剪力的应力集中，产生大于上度突变，造成剪力的应力集中，产生大于上1层层（0.0层）的剪力。层）的剪力。地下室结构设计和剪力的调整地下室结构设计和剪力的调整 地下室设计剪力应如何确定？地下室设计剪力应如何确定？在在建筑抗震设计手册建筑抗震设计手册（按（按GB50011-2019编写）中的编写）中的第第352页，有关页，有关“基础及地下室结构的抗
31、震设计要求基础及地下室结构的抗震设计要求”中中提出了地下室结构抗震设计要求。如下图所示：提出了地下室结构抗震设计要求。如下图所示：VM上部结构传到地下室上部结构传到地下室顶面的剪力、弯矩顶面的剪力、弯矩 作用在有整体基础的主体结构地下室底部总地震剪力作用在有整体基础的主体结构地下室底部总地震剪力V为：为：主体结构在地下室顶部的地震剪力；主体结构在地下室顶部的地震剪力；主体结构地下室引起的底部地震剪力主体结构地下室引起的底部地震剪力；地下室结构地震作用降低系数；地下室结构地震作用降低系数；1主体结构按结构基本自振周期的水平地震影响系数；主体结构按结构基本自振周期的水平地震影响系数；GB主体结构地
32、下室的重力荷载代表值。主体结构地下室的重力荷载代表值。BVVVVBVBBGV1地下室层地下室层数数123410.90.850.80BVVV 这是一种手算的方法。还是比较繁琐的。这是一种手算的方法。还是比较繁琐的。基于这样的设计思想，地下室的设计剪力在采用软件计算基于这样的设计思想，地下室的设计剪力在采用软件计算时，可以按以下方法操作：时，可以按以下方法操作：（1）给地下室部分的侧向施加较大的约束，来分析上部结给地下室部分的侧向施加较大的约束，来分析上部结构的周期、地震力、位移、内力等，并对上部结构进行配构的周期、地震力、位移、内力等，并对上部结构进行配筋、验算的设计；筋、验算的设计；（2）给地
33、下室部分的侧向施加很小的约束（模拟给地下室部分的侧向施加很小的约束（模拟的折的折减），或不加侧向约束，对结构进行整体分析。此时只对减），或不加侧向约束，对结构进行整体分析。此时只对地下室部分进行配筋设计。地下室部分进行配筋设计。上部结构分析时地下上部结构分析时地下室的侧向约束模型室的侧向约束模型建议修改后采用建议修改后采用的侧向约束模型的侧向约束模型上部结构设计的分析模型上部结构设计的分析模型地下室分析采用微约地下室分析采用微约束或无约束分析模型束或无约束分析模型地下室设计的分析模型地下室设计的分析模型地下室上层，第地下室上层，第5层的柱内力层的柱内力柱剪力柱剪力柱弯矩柱弯矩地下地下1层，第层
34、，第4层的柱内力层的柱内力柱剪力柱剪力柱弯矩柱弯矩地下地下2层，第层，第3层的柱内力层的柱内力柱剪力柱剪力柱弯矩柱弯矩地下地下3层，第层，第2层的柱内力层的柱内力柱剪力柱剪力柱弯矩柱弯矩地下地下4层，第层，第1层的柱内力层的柱内力柱剪力柱剪力柱弯矩柱弯矩4。地下室抗震控制。地下室抗震控制v 地下室的抗震等级地下室的抗震等级（抗震规范第（抗震规范第6.1.3条）。条）。当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层地下一层的抗震等级应与上部结构相同的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。等级可根
35、据具体情况采用三级或更低等级。地下室地下室无上部结构无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级。或更低等级。地下室抗震等级和截面控制地下室抗震等级和截面控制v 构造要求构造要求（抗震规范第（抗震规范第6.1.14条）条）地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除应满足计算要地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除应满足计算要求外，求外，不应少于不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍。倍。地上一层框架结构柱和抗震墙墙底截面的设计弯矩值地上一层框架结构柱和抗震墙墙底截面的设计弯矩值应符合应符合6.2.3、6.2.6、6.2.7条规定
36、。条规定。位于地下室顶板的位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和。地下室强柱弱梁、强剪弱弯的调整系数地下室强柱弱梁、强剪弱弯的调整系数v 有关调整有关调整底层柱、墙内力的调整底层柱、墙内力的调整 ：A 在在.0标高处；标高处；B 结结构最底部。构最底部。框支柱的地震力调整。框支柱的地震力调整。剪力墙底部加强区。剪力墙底部加强区。剪力墙底部加强区的控制剪力墙底部加强区的控制v 现在的版本中，地下室是否作为剪力墙底部加强区由剪现在的版本中，地下室是否作为剪力墙底部加强区由剪力墙
37、底部加强区力墙底部加强区起算层号起算层号决定。决定。v 地下室以上底部加强区的范围按照高规决定。地下室以上底部加强区的范围按照高规决定。HS加强区高度。加强区高度。H1、H2结构第结构第1、2层层高。层层高。HT转换层高度。转换层高度。H结构结构0.0以上的总高度。以上的总高度。)150()10/,()8/,(21HIFHHMINHHHHMAXHSSS)8/,(21HHHHMAXHTS带框支层的结构：带框支层的结构：12345加强区起算层号为加强区起算层号为3层，则加强区范围为层，则加强区范围为3，4，5层。层。地下室抗震等级的调整地下室抗震等级的调整地下地下1 1层以下的抗震等级可以放松层以
38、下的抗震等级可以放松人防荷载的调整和作用人防荷载的调整和作用 可以计算多层人防吗？人防荷载怎样调整？可以计算多层人防吗？人防荷载怎样调整？可以计算多层人防，并且可以通过调整人防的房间荷载，可以计算多层人防，并且可以通过调整人防的房间荷载，实现人防荷载的局部作用。实现人防荷载的局部作用。局部人防荷载作用会影响到本层的其它构件吗？局部人防荷载作用会影响到本层的其它构件吗？会的。在本层局部区域加人防荷载，本层所有的构件都会会的。在本层局部区域加人防荷载，本层所有的构件都会有影响。而且也会在设计时考虑人防内力。只是比直接承有影响。而且也会在设计时考虑人防内力。只是比直接承受人防的构件内力要小多了。受人
39、防的构件内力要小多了。SATWE人防参数定义人防参数定义SATWE人防荷载修改人防荷载修改上部房间的人防荷载为上部房间的人防荷载为60下部房间不考虑人防荷载下部房间不考虑人防荷载SATWE人防荷载修改后，再次生成数据时的保留选择人防荷载修改后，再次生成数据时的保留选择SATWE人防荷载修改后，上下部梁人防荷载下的弯矩图人防荷载修改后，上下部梁人防荷载下的弯矩图有人防荷载处，梁的弯矩有人防荷载处，梁的弯矩无人防荷载处，梁的弯矩无人防荷载处，梁的弯矩人防荷载对相邻无人防荷载构件的影响人防荷载对相邻无人防荷载构件的影响人防荷载作用产生的内力人防荷载作用产生的内力有人防荷载处，梁的配筋有人防荷载处，梁
40、的配筋无人防荷载处，梁的配筋无人防荷载处，梁的配筋5。地下室外墙平面外设计。地下室外墙平面外设计v 恒活荷载作用恒活荷载作用结构整体分析得到的恒活荷载的轴力、弯矩。结构整体分析得到的恒活荷载的轴力、弯矩。v 面外土、水侧作用面外土、水侧作用按简化方法计算面外土水侧压力作用的弯矩。按简化方法计算面外土水侧压力作用的弯矩。v 配筋设计配筋设计按压弯构件进行配筋计算。按压弯构件进行配筋计算。水土压力分布水土压力分布水土压力分布的简化水土压力分布的简化由上层传来的荷载由上层传来的荷载1m上下楼板的上下楼板的侧向约束侧向约束由上层传来的荷载由上层传来的荷载取单位宽度计取单位宽度计算面外的配筋算面外的配筋
41、计算模型计算模型1适用于上沿到适用于上沿到上部结构中的外墙上部结构中的外墙计算模型计算模型2适用于只到地下适用于只到地下室顶板的外墙室顶板的外墙外墙的两种不同的计算模型，目的是要外墙的两种不同的计算模型，目的是要保证地下室外墙具有足够的面外配筋保证地下室外墙具有足够的面外配筋地下室外墙面外配筋的输出地下室外墙面外配筋的输出地下室外墙的竖向分布地下室外墙的竖向分布筋（即面外配筋）筋（即面外配筋）地下室人防设计地下室人防设计v人防荷载计算的输入参数人防荷载计算的输入参数人防计算参数在人防计算参数在“地下室信息地下室信息”中定义，当不计算人中定义，当不计算人防时，人防等级、荷载均应置防时，人防等级、
42、荷载均应置0 0，以免计算出错。，以免计算出错。v地下室层数与人防地下室层数地下室层数与人防地下室层数人防层数应小于等于地下室层数。人防层数应小于等于地下室层数。v考虑了哪些构件的人防设计考虑了哪些构件的人防设计SATWE在结构整体分析时，可以考虑人防荷载对梁、在结构整体分析时，可以考虑人防荷载对梁、柱和墙的作用，设计配筋将包含了人防的组合内力。柱和墙的作用，设计配筋将包含了人防的组合内力。人防荷载对楼板作用，在整体分析时不予考虑，板的人防荷载对楼板作用，在整体分析时不予考虑，板的设计将在设计将在SLABCAD软件中弯成。软件中弯成。v 人防作用效应组合人防作用效应组合人防荷载作用的效应组合可
43、以人工调整，否则程序将默人防荷载作用的效应组合可以人工调整，否则程序将默认规范的组合方式。认规范的组合方式。v 地下室构件的人防设计地下室构件的人防设计在进行人防荷载组合的构件配筋验算设计时，根据不同在进行人防荷载组合的构件配筋验算设计时，根据不同的混凝土材料、钢材，强度按规范相应提高。的混凝土材料、钢材，强度按规范相应提高。v 临空墙的人防作用效应分析模型临空墙的人防作用效应分析模型对于抗爆的临空墙，程序也按照外墙的方式处理。此时对于抗爆的临空墙，程序也按照外墙的方式处理。此时6级人防的临空墙水平爆力取级人防的临空墙水平爆力取110kN/m2，4、5级人防取级人防取210kN/m2。地下室顶
44、板人防荷载地下室顶板人防荷载下层人防荷载的局部修改下层人防荷载的局部修改临空墙定义临空墙定义人防外荷载与水土压力的叠加人防外荷载与水土压力的叠加人防层构件的设计人防层构件的设计 人防构件的弹塑性设计是如何实现的？人防构件的弹塑性设计是如何实现的？人防规范人防规范第第4.6.1条：对人防构件可以考虑非弹性变形的条：对人防构件可以考虑非弹性变形的塑性重分布。对按弹塑性设计的构件，可以按以下两方面控塑性重分布。对按弹塑性设计的构件，可以按以下两方面控制实现：制实现：（1）在人防设计内力进行截面配筋时，要考虑混凝土、钢在人防设计内力进行截面配筋时，要考虑混凝土、钢筋材料的强度提高；筋材料的强度提高；（
45、2）要根据要根据人防规范人防规范第第4.6.5条，控制构件的计算延性条，控制构件的计算延性比（或延性系数）。比（或延性系数）。人防构件设计时强度是如何提高的？人防构件设计时强度是如何提高的？只有在设计内力中有人防荷载参与时，构件的材料强度才只有在设计内力中有人防荷载参与时，构件的材料强度才提高。没有人防荷载参与组合，材料强度不提高。提高。没有人防荷载参与组合，材料强度不提高。44、45类组合，有人防荷载参与，构件的材料强度才提高类组合，有人防荷载参与，构件的材料强度才提高人防荷载组合人防荷载组合分项系数分项系数 在截面验算时，如控制内力有人防荷载参与，则材料强度也在截面验算时，如控制内力有人防
46、荷载参与，则材料强度也将相应提高后，再进行截面强度（如抗剪截面等）验算。将相应提高后，再进行截面强度（如抗剪截面等）验算。人防构件为什么要控制延性比？人防构件为什么要控制延性比？爆炸荷载属于突发性荷载，它使构件在极短的时间内进入塑爆炸荷载属于突发性荷载，它使构件在极短的时间内进入塑性状态，此时，如果构件刚度过大，很容易产生脆性破坏，性状态，此时，如果构件刚度过大，很容易产生脆性破坏，使该构件完全失效。使该构件完全失效。人防构件设计时，严格控制配筋率、保证延性比，就是要确人防构件设计时，严格控制配筋率、保证延性比，就是要确保在爆炸荷载作用下，构件还有一定的变形能力，从而达到保在爆炸荷载作用下，构
47、件还有一定的变形能力，从而达到耗能、延缓失效的目的。耗能、延缓失效的目的。所以，人防构件是按照延性设计控制。所以，人防构件是按照延性设计控制。有人防荷载参与的柱设计控制内力有人防荷载参与的柱设计控制内力人防荷载参与的连梁控制内力人防荷载参与的连梁控制内力人防荷载参与的梁控制内力人防荷载参与的梁控制内力人防梁延性系数超限人防梁延性系数超限第第1、2、17、18号截面超限号截面超限 怎样控制构件的延性比？怎样控制构件的延性比？延性比可以通过配筋率来控制。延性比可以通过配筋率来控制。人防规范人防规范第第4.6.5-2条的条的最大配筋率表，给出了最大配筋率的控制。最大配筋率表，给出了最大配筋率的控制。
48、由构件的配筋，可以求出相对受压区高度，从而求出构件的由构件的配筋，可以求出相对受压区高度，从而求出构件的计算延性比，即延性系数。计算延性比，即延性系数。)/()(/5.0/5.0000cdcydffhxhxhx允许延性比允许延性比计算延性比计算延性比相对受压区高相对受压区高度，即延性系度，即延性系数数通过配筋率计算通过配筋率计算延性系数延性系数 构件的延性比是如何确定的？构件的延性比是如何确定的？由规范要求的延性比可以得到：由规范要求的延性比可以得到：梁为梁为3.0，则延性系数控制在：，则延性系数控制在：0.5/3=0.17 大偏压柱、墙面外为大偏压柱、墙面外为2.0，则延性系数控制在：，则延
49、性系数控制在：0.5/2=0.25 其它情况按其它情况按1.5，则延性系数控制在：，则延性系数控制在：0.5/1.5=0.3331.21.52.03.0中心受压中心受压小偏心受压小偏心受压大偏心受压大偏心受压受弯受弯受力状态受力状态钢筋混凝土结构构件允许延性比钢筋混凝土结构构件允许延性比值值 地下室外墙平面外受力是如何计算的？地下室外墙平面外受力是如何计算的？地下室外墙平面外按两种模型计算平面外弯矩：地下室外墙平面外按两种模型计算平面外弯矩：（1）按）按上下端固接上下端固接，左右端长度取，左右端长度取4倍的墙高并固接。用倍的墙高并固接。用这样的这样的模型模型1计算板上下端和中部的弯矩。计算板上
50、下端和中部的弯矩。（2）按）按上端铰接，下端固接上端铰接，下端固接，左右端长度取，左右端长度取4倍的墙高并倍的墙高并固接。用这样的固接。用这样的模型模型2计算板上下端和中部的弯矩。计算板上下端和中部的弯矩。对两种模型得到的板上中下弯矩取平均值。对两种模型得到的板上中下弯矩取平均值。取上端、下端、中部三个取上端、下端、中部三个弯矩平均值的最大值弯矩平均值的最大值，作为设计，作为设计弯矩。弯矩。按模型按模型1得到的得到的面外弯矩面外弯矩按模型按模型2得到的得到的面外弯矩面外弯矩验算时采用的面验算时采用的面外弯矩外弯矩面外墙长取面外墙长取4倍的墙高倍的墙高弯矩单位：弯矩单位：kN.m/m 地下室外墙
