1、上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計邵邵 弘弘上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計1 1。地下室結構的特點。地下室結構的特點2 2。分析模型。分析模型3 3。風、地震、恒活荷載作用計算。風、地震、恒活荷載作用計算 4 4。地下室抗震控制。地下室抗震控制5 5。地下室外墻平面外設計。地下室外墻平面外設計v上部結構與地下室組成一個上部結構與地下室組成一個承力體系承力體系，具有，具有共同的位移場共同的位移場，相互相互協調變形協調變形。v地下室外的回填土對結構地下室外的回填土對結構側向側向有一定的有一定的約束作用約束作用。v地下室樓層地下室樓層側移剛度側移剛度通常較大。通常較大。v何為

2、嵌固部位何為嵌固部位能約束結構能約束結構所有位移和轉角（所有位移和轉角（DxDx、DyDy、DzDz、xx、 yy、 zz ）的部位，稱為的部位，稱為嵌固部位嵌固部位。v何為側向約束何為側向約束只約束結構的只約束結構的水平位移和整體扭轉（水平位移和整體扭轉（DxDx、DyDy、 zz ）的部位，稱為的部位，稱為側向約束側向約束。當這種側向。當這種側向約束很大約束很大時，也可以稱之為時，也可以稱之為側向嵌固側向嵌固。v抗震規范抗震規范第第6.1.146.1.14條、條、高規高規第第5.3.75.3.7條都規定，當條都規定，當地下室地下室頂板作為上部結構嵌固部位頂板作為上部結構嵌固部位時，地下室結

3、構的樓層時，地下室結構的樓層側向剛度側向剛度不應小于不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的相鄰上部結構樓層側向剛度的2 2倍倍。 v高規高規的的“宣貫培訓材料宣貫培訓材料”（P5-12P5-12）建議：當剛度比不）建議：當剛度比不滿足嵌固部位滿足嵌固部位的樓層側向剛度比規定時，有條件的樓層側向剛度比規定時，有條件可增加地可增加地下室樓層的側向剛度，或者將主體結構的嵌固部位下移至下室樓層的側向剛度，或者將主體結構的嵌固部位下移至符合要求的部位符合要求的部位。v高規高規的的“宣貫培訓材料宣貫培訓材料”（P5-12P5-12）建議：）建議：方法方法1 1：按按抗震規范抗震規范的樓層剪力與層間位移比計算。

4、的樓層剪力與層間位移比計算。方法方法2 2：按按高規高規附錄附錄E E的剪切剛度比計算。的剪切剛度比計算。v抗震規范抗震規范第第6.1.146.1.14條文說明中建議：條文說明中建議：當進行方案設計時，側向剛度比可采用剪切剛度比估算。當進行方案設計時，側向剛度比可采用剪切剛度比估算。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計F上部結構與地下室共同組成一個承載力體系，具有上部結構與地下室共同組成一個承載力體系，具有共同的位共同的位移場移場，相互，相互協調變形協調變形。F地下室外地下室外回填土回填土對結構有一定的對結構有一定的約束約束作用作用。且回填土的約束。且回填土的約束作用從上倒下越來越強。

5、作用從上倒下越來越強。F回填土只對結構的回填土只對結構的側向變形側向變形有約束，對豎向變形沒有約束。有約束，對豎向變形沒有約束。地下室側向約束程度的變化地下室側向約束程度的變化上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計F1 1、高規、高規5.3.75.3.7條，地下室頂板作為上部結構的條，地下室頂板作為上部結構的嵌固端嵌固端時，地時，地下室結構的樓層下室結構的樓層側向剛度側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的度的2 2倍。倍。F2 2、地下室某一層頂板作為上部結構地下室某一層頂板作為上部結構嵌固端嵌固端。用的很少。用的很少。F3 3、半地下室應從嚴處理，即不

6、考慮有回填土一邊的側向約、半地下室應從嚴處理，即不考慮有回填土一邊的側向約束作用束作用。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計滿足層剛度要求的簡化滿足層剛度要求的簡化單邊有回填土的簡化單邊有回填土的簡化上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計F通過對地下室部分施加側向通過對地下室部分施加側向彈簧約束彈簧約束，考慮，考慮地下室外的回地下室外的回填土對結構有一定的約束作用填土對結構有一定的約束作用。F回填土的約束與土的回填土的約束與土的壓縮模量壓縮模量有關。有關。F程序采用程序采用簡化方式模擬簡化方式模擬地下室的側向約束。地下室的側向約束。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部

7、結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計F回填土對地下室約束相對剛度比：回填土對地下室約束相對剛度比：這個參數反映了側向土對這個參數反映了側向土對結構側向的約束作用。結構側向的約束作用。F約束約束：可以用一種剛度表示，當剛度越大，反映在結構上就：可以用一種剛度表示，當剛度越大，反映在結構上就是變形越小，當剛度很大時，變形將趨于零。反過來約束加是變形越小，當剛度很大時，變形將趨于零。反過來約束加在結構上也是這個現象。所以，在結構上也是這個現象。所以，約束可以用剛度來模擬。約束可以用剛度來模擬。F相對剛度比：相對剛度比：反映約束與層剛度的比值，如認為約束

8、產生的反映約束與層剛度的比值，如認為約束產生的等效剛度等效剛度是層是層剛度的剛度的2 2倍，該系數則填倍，該系數則填2 2。F當需要無限約束，即側向完全嵌固不動。可以按負值填入。當需要無限約束，即側向完全嵌固不動。可以按負值填入。程序將按一個程序將按一個超大數超大數來放大約束的等效剛度，以達到無限約來放大約束的等效剛度，以達到無限約束、嵌固不動的目的。束、嵌固不動的目的。F一般小于一般小于1010以下的約束均為以下的約束均為有限約束有限約束，地下室將會產生很小，地下室將會產生很小的側向位移。的側向位移。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計加約束加約束上部結構與地下室共同工作及地下室設計

9、人防設計F風荷載計算均扣除地下室的高度。地下室風荷載計算均扣除地下室的高度。地下室是否約束是否約束、約束的約束的程度程度與風荷載（外力）計算無關。與風荷載（外力）計算無關。F程序自動考慮：程序自動考慮：1 1。地下室部分的基本風壓為零；地下室部分的基本風壓為零；2 2。在地上在地上部分的風荷載計算中，自動扣除地下室部分的高度，地下室部分的風荷載計算中，自動扣除地下室部分的高度，地下室頂板作為風壓高度變化系數的起算點頂板作為風壓高度變化系數的起算點。F結構在地震作用下的反應（周期、振型、位移、內力）受結構在地震作用下的反應（周期、振型、位移、內力）受地地下室外的回填土下室外的回填土約束程度約束程

10、度的影響。的影響。F由地下室質量產生的地震力，主要被室外的回填土由地下室質量產生的地震力，主要被室外的回填土吸收吸收。F在控制結構在控制結構剪重比剪重比時，不考慮地下室質量。即不考慮地下室時，不考慮地下室質量。即不考慮地下室樓層的剪重比。樓層的剪重比。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計越向下約束程度越大，地震反應越小越向下約束程度越大，地震反應越小上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室也可以不調整地下室也可以不調整上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計越向下約束程度越大，位移趨于越向下約束程度越大，位移趨于0 0上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計豎向位移不

11、受側向約束的影響，所以仍然較大豎向位移不受側向約束的影響，所以仍然較大上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計F對于一般結構而言，地下室外的回填土約束對對于一般結構而言，地下室外的回填土約束對豎向荷載作用豎向荷載作用幾乎幾乎沒有影響沒有影響。F當地下室出現懸挑結構，則地下室外的回填土約束對當地下室出現懸挑結構，則地下室外的回填土約束對豎向荷豎向荷載作用有一定影響。所以，載作用有一定影響。所以，地下室不應有懸挑結構地下室不應有懸挑結構。F地下室與上部結構整體分析，是首選。因為豎向地下室與上部結構整體分析，

12、是首選。因為豎向變形的協調變形的協調是非常重要的。是非常重要的。F當地下室體量、面積很大時，與上部結構所占面積差異太大當地下室體量、面積很大時，與上部結構所占面積差異太大，如超大地下室、底盤等，此時，如超大地下室、底盤等，此時可以根據上部結構的底面積可以根據上部結構的底面積取外伸取外伸2 23 3跨作為地下室跨作為地下室，并與上部結構共同分析。，并與上部結構共同分析。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計F上部結構與地下室共同分析，對超大地下室采用局部地下室

13、上部結構與地下室共同分析，對超大地下室采用局部地下室與上部結構共同分析，對于傳基礎荷載也是可行的。與上部結構共同分析，對于傳基礎荷載也是可行的。F分開計算，將導致豎向荷載分開計算，將導致豎向荷載局部的不協調局部的不協調性，與整體分析將性，與整體分析將產生差異。產生差異。v簡化的分離模型（有條件的）：簡化的分離模型（有條件的）：將上部結構與地下室將上部結構與地下室分開分開，分別設計計算。，分別設計計算。按規范確定按規范確定嵌固層嵌固層作為二者作為二者分界分界。v共同工作分析（無條件的）：共同工作分析（無條件的）：將上部結構與地下室作為一個整體，考慮將上部結構與地下室作為一個整體，考慮共同作用共同

14、作用，采，采用如下兩種方式之一來考慮地下室外回填土對結構的約用如下兩種方式之一來考慮地下室外回填土對結構的約束作用。束作用。方法方法1 1：地下室水平位移的側向嵌固（地下室水平位移的側向嵌固（-K-K法法）。）。方法方法2 2：地下室水平位移的有限（彈簧）約束（地下室水平位移的有限（彈簧）約束（K K法法）。）。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計滿足層剛度要求的簡化滿足層剛度要求的簡化嵌固端上移嵌固端上移單邊有回填土的簡化單邊有回填土的簡化不考慮土的側向約束不考慮土的側向約束作用作用上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計第第2層（地下層（地下1層）的結構平面層）的結構平面上部結

15、構與地下室共同工作及地下室設計人防設計第第3層的結構平面層的結構平面上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計第第2層層剛度（層層剛度（5.6、5.9）大于第）大于第3層層剛度（層層剛度（1.7、2.5）的的2倍，滿足規范要求，所以可以把第倍，滿足規范要求，所以可以把第3層底作為嵌固端。層底作為嵌固端。嵌固端上移的工程實例嵌固端上移的工程實例滿足層剛度的要求滿足層剛度的要求v雖然滿足層剛度比的要求，但雖然滿足層剛度比的要求，但仍然仍然選擇選擇按共同分析按共同分析通過對地下室部分施加側通過對地下室部分施加側向約束，考慮地下室外的向約束，考慮地下室外的

16、回填土對結構有一定的約回填土對結構有一定的約束作用。束作用。-K-K型：型：1-K1-K層側向嵌固。層側向嵌固。K K型：型：地下室外加地下室外加K K倍主元倍主元剛度，側向約束。剛度，側向約束。彈簧側移約束的圖示彈簧側移約束的圖示上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計選擇選擇K型約束，先定義地下室層數型約束，先定義地下室層數上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計選擇選擇K型約束，定義地下室側向約束系數型約束，定義地下室側向約束系數上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計v一般結構只要地下室體量一般結構只要地下室體量滿足建模容量滿足建模容量，最好首選，最好首選“上部下上部下部共

17、同分析部共同分析”的計算模型。的計算模型。v當地下室當地下室體量太大體量太大，或上部，或上部有多個塔樓有多個塔樓時，時，宜仍然考慮宜仍然考慮“上上部下部共同分析部下部共同分析”的計算模型。此時，地下室取上部結構外的計算模型。此時，地下室取上部結構外圍輪廓向外圍輪廓向外2 23 3跨的結構部分跨的結構部分，作為該塔樓的地下室部分。，作為該塔樓的地下室部分。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，無需考慮無需考慮層剛度層剛度2 2倍（地下倍（地下室層剛度仍應大于上層的層剛度）的要求。室層剛度仍應大于上層的層剛度）的要求。v當上部多塔結構當上部多塔結構靠的很近靠的很近時，宜考慮與地

18、下室共同工作的分時，宜考慮與地下室共同工作的分析模型，地下室構件盡量簡化，以滿足整體建模容量的要求。析模型，地下室構件盡量簡化，以滿足整體建模容量的要求。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室側向約束為什么能用大剛度來模擬？地下室側向約束為什么能用大剛度來模擬？地下室側向受回填土的影響，當結構側移時，回填土將地下室側向受回填土的影響，當結構側移時，回填土將對地下室部分的側移產生反作用力（被動土壓力和側向對地下室部分的側移產生反作用力（被動土壓力和側向摩擦力），并使側移減少。越往下，側移越小直至為摩擦力），并使側移減少。越往下，側移越小直至為0 0。這種限制側移的現象可以理解為一種約

19、束。這種限制側移的現象可以理解為一種約束。對結構來說，剛度越大位移越小，當剛度無限大時，位對結構來說，剛度越大位移越小，當剛度無限大時，位移為移為0 0。所以，剛度與約束是互通的。約束強可以理解為剛度大。所以，剛度與約束是互通的。約束強可以理解為剛度大。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計0.0目前程序采目前程序采用的約束用的約束建議修改后建議修改后采用的約束采用的約束地下室側向約束的模擬剛度，應隨深度而增加地下室側向約束的模擬剛度，應隨深度而增加上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計結構的嵌固端與地下室有什么關系？結構的嵌固端與地下室有什么關系？嵌固端是指對該點的各向位移進行完

20、全約束，使之不能發嵌固端是指對該點的各向位移進行完全約束，使之不能發生任何移動。生任何移動。真實的結構不具備這樣的點。只有相對不動點，所以嵌固真實的結構不具備這樣的點。只有相對不動點，所以嵌固也是相對的。也是相對的。抗震規范第抗震規范第6.1.146.1.14條，對地下室的剛度做了明確要求（層條，對地下室的剛度做了明確要求（層剛度、梁柱墻承載力配筋的放大等）。希望在大震作用下，剛度、梁柱墻承載力配筋的放大等）。希望在大震作用下，結構的（抗倒塌）塑性鉸出現在嵌固端。這是一種預期的結構的（抗倒塌）塑性鉸出現在嵌固端。這是一種預期的假設。假設。實際工程地下室剛度有較大的不確定性。實際工程地下室剛度有

21、較大的不確定性。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計半地下室半地下室單邊有回填土單邊有回填土的地下室的地下室地下室剛度很大地下室剛度很大土約束不住土約束不住上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計規范本意，嵌固端對上部柱產規范本意，嵌固端對上部柱產生的塑性鉸形式生的塑性鉸形式上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計由于不能保證塑性鉸一定出現在由于不能保證塑性鉸一定出現在0.00.0處，可以把處，可以把嵌固端嵌固端與與預預設塑性鉸設塑性鉸的設計概念區別開來。的設計概念區別開來。結構預設塑性鉸，可以通過構造、配筋等來假定。結構預設塑性鉸，可以通過構造、配筋等來假定。結構嵌固端還是應

22、設在基礎頂面。即，考慮上下部結構的共結構嵌固端還是應設在基礎頂面。即，考慮上下部結構的共同作用。同作用。嵌固端取在嵌固端取在地下室底面地下室底面上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室與上部結構共同建模分析與側向約束的關系？地下室與上部結構共同建模分析與側向約束的關系？上下部結構的共同建模、分析，使得整體結構具有相同的位上下部結構的共同建模、分析，使得整體結構具有相同的位移場。上下部協調變形，傳力合理，尤其是豎向的協調變形移場。上下部協調變形，傳力合理，尤其是豎向的協調變形具有顯著的優點。如柱墻軸壓比的連續性等。具有顯著的優點。如柱墻軸壓比的連續性等。如果不考慮側向約束，剛度估計偏柔

23、。有時位移處在臨界狀如果不考慮側向約束，剛度估計偏柔。有時位移處在臨界狀態時，往往對側向約束程度較為敏感。態時，往往對側向約束程度較為敏感。所以，對上部結構的分析、設計，宜考慮地下室的側向約束。所以，對上部結構的分析、設計，宜考慮地下室的側向約束。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計側向約束程度應如何選擇？側向約束程度應如何選擇？回填土對地下室的約束程序，與土質有關，實

24、際上難以確回填土對地下室的約束程序，與土質有關，實際上難以確定。定。SatweSatwe程序的地下室參數程序的地下室參數“回填土對地下室約束相對剛度比回填土對地下室約束相對剛度比”如果填如果填3 3，則這個參數的含義是：，則這個參數的含義是：回填土的約束取回填土的約束取3 3倍的地倍的地下室層剛度來模擬下室層剛度來模擬。有時，地下室的體量、剛度本身就已經很大了，再把其放有時，地下室的體量、剛度本身就已經很大了，再把其放大大3 3倍作為土的側向約束，則土的約束估計就偏大很多了。倍作為土的側向約束，則土的約束估計就偏大很多了。建議應根據工程的實際情況取值。建議應根據工程的實際情況取值。取值范圍宜在

25、取值范圍宜在0 01 1之間。之間。v風荷載計算風荷載計算無論地下室側向約束的程度如何，地下室部分的無論地下室側向約束的程度如何，地下室部分的基本風基本風壓壓取為取為0 0。在地上部分的風荷載計算中，自動在地上部分的風荷載計算中，自動扣除扣除地下室部分的高地下室部分的高度，地下室頂板作為風壓高度變化系數的起算點。度，地下室頂板作為風壓高度變化系數的起算點。結構在風荷載作用下的結構在風荷載作用下的效應效應（位移、內力），受（位移、內力），受地下室地下室側向約束的程度側向約束的程度的影響。的影響。 地下室對風荷載計算的影響地下室對風荷載計算的影響地下室頂板地下室頂板v結構的地震作用結構的地震作用效

26、應效應（周期、振型、位移、內力周期、振型、位移、內力）受地下）受地下室室側向約束約束程度側向約束約束程度的影響。的影響。v由地下室質量產生的地震力，主要被室外的回填土由地下室質量產生的地震力，主要被室外的回填土吸收吸收。v程序執行抗規（程序執行抗規（5.2.55.2.5）控制結構的）控制結構的“最小剪重比最小剪重比”時，地時，地下室部分也考慮在內，即自動放大地震作用。下室部分也考慮在內，即自動放大地震作用。v注意：注意：地下室剪重比不滿足規范要求，不作為結構不合理地下室剪重比不滿足規范要求，不作為結構不合理的標志的標志。v用用K K型型約束方法考慮回填土作用時，地下室地震作用減小，約束方法考慮

27、回填土作用時，地下室地震作用減小，但并非沒有但并非沒有！地下室對總地震作用的影響地下室對總地震作用的影響v 若地下室若地下室約束剛度比約束剛度比填零，則對總填零，則對總地震作用無影響地震作用無影響。v 若地下室若地下室約束剛度比大于零約束剛度比大于零，則根據，則根據約束強弱調整地震約束強弱調整地震作用作用，約束越強，地下室地震作用考慮越少，約束非常，約束越強，地下室地震作用考慮越少，約束非常大時，相當于不考慮地下室地震作用。大時，相當于不考慮地下室地震作用。v 若地下室若地下室約束剛度填負整數約束剛度填負整數M，則對底部，則對底部M層地下室的層地下室的水平位移和扭轉角作完全嵌固，從而也就完全不

28、考慮底水平位移和扭轉角作完全嵌固，從而也就完全不考慮底部部M層的地震作用（層的地震作用（M=MBASE）。）。地下室頂板地下室頂板ABC不同地下室側向約束剛度比下的地震作用示意不同地下室側向約束剛度比下的地震作用示意v正確理解正確理解( (-K-K法法) )嵌固的含義（嵌固的含義（水平嵌固；豎向可變形水平嵌固；豎向可變形）。）。v地下室部分豎向構件的地下室部分豎向構件的軸向變形軸向變形和轉動會導致上部結構恒和轉動會導致上部結構恒活作用活作用內力的重分布內力的重分布。v對于一般規則結構，地下室外的回填土對于一般規則結構，地下室外的回填土約束對豎向荷載作約束對豎向荷載作用影響很小用影響很小。v對于

29、不規則結構，地下室外的回填土約束對豎向荷載作用對于不規則結構，地下室外的回填土約束對豎向荷載作用有一定影響，在計算中由程序有一定影響，在計算中由程序自動自動反映這一特點。反映這一特點。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室的側向約束是如何影響水平力傳遞的？地下室的側向約束是如何影響水平力傳遞的？當地下室側向施加約束時，水平剪力將隨著約束而減少，當地下室側向施加約束時，水平剪力將隨著約束而減少，約束越強，上部結構傳到地下室的剪力越小，直至為約束越強，上部結構傳到地下室的剪力越小，直至為0 0。即，約束剛度將吸收剪力。即，約束剛度將吸收剪力。上部結構傳到地下上部結構傳到地下室頂面的剪力

30、室頂面的剪力側向約束傳到側向約束傳到土體內的剪力土體內的剪力上部結構傳到上部結構傳到地下室的剪力地下室的剪力上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計4層地下室的超高層結構層地下室的超高層結構所觀察的所觀察的柱柱上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計4層地下室的超高層結構層地下室的超高層結構所觀察的所觀察的柱柱上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室上層，第地下室上層，第5層的柱內力層的柱內力柱剪力柱剪力柱彎矩柱彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下地下1層，第層，第4層的柱內力層的柱內力柱剪力柱剪力柱彎矩柱彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下地

31、下2層，第層，第3層的柱內力層的柱內力柱剪力柱剪力柱彎矩柱彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下地下3層，第層，第2層的柱內力層的柱內力柱剪力柱剪力柱彎矩柱彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下地下4層，第層，第1層的柱內力層的柱內力柱彎矩柱彎矩柱剪力柱剪力上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計由柱的彎矩、剪力隨地下室樓層的變化，可以看到由柱的彎矩、剪力隨地下室樓層的變化，可以看到彎矩在地下室樓層中急劇減小彎矩在地下室樓層中急劇減小。剪力在地下室。剪力在地下室1 1層有層有應力集中現象，導致地下室應力集中現象，導致地下室1 1層的剪力反而有所增加，層的剪力反而

32、有所增加，再往下的變化規律與彎矩的變化一致。再往下的變化規律與彎矩的變化一致。這種這種充大剛度模擬約束充大剛度模擬約束的方式，容易在地下室的方式，容易在地下室1 1層剛層剛度突變，造成剪力的應力集中，產生大于上度突變，造成剪力的應力集中，產生大于上1 1層層（0.00.0層）的剪力。層）的剪力。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室設計剪力應如何確定？地下室設計剪力應如何確定？在在建筑抗震設計手冊建筑抗震設計手冊（按（按GB50011-2001GB50011-2001編寫）中的編寫）中的第第352352頁，有關頁，有關“基礎及地下室結構的抗震設計要求基礎及地下室結構的抗震設計要求”

33、中中提出了地下室結構抗震設計要求。如下圖所示：提出了地下室結構抗震設計要求。如下圖所示：VM上部結構傳到地下室上部結構傳到地下室頂面的剪力、彎矩頂面的剪力、彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計作用在有整體基礎的主體結構地下室底部總地震剪力作用在有整體基礎的主體結構地下室底部總地震剪力V V為：為： 主體結構在地下室頂部的地震剪力；主體結構在地下室頂部的地震剪力； 主體結構地下室引起的底部地震剪力主體結構地下室引起的底部地震剪力；地下室結構地震作用降低系數；地下室結構地震作用降低系數；1 1主體結構按結構基本自振周期的水平地震影響系數；主體結構按結構基本自振周期的水平地震影響系數；G

34、 GB B主體結構地下室的重力荷載代表值。主體結構地下室的重力荷載代表值。BVVVVBVBBGV1地下室層數地下室層數123410.90.850.80BVVV上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計這是一種手算的方法。還是比較繁瑣的。這是一種手算的方法。還是比較繁瑣的。基于這樣的設計思想，地下室的設計剪力在采用軟件計算基于這樣的設計思想，地下室的設計剪力在采用軟件計算時，可以按以下方法操作：時，可以按以下方法操作：（1 1）給地下室部分的側向施加較大的約束，來分析上部結給地下室部分的側向施加較大的約束，來分析上部結構的周期、地震力、位移、內力等，并對上部結構進行配構的周期、地震力、位移、內

35、力等，并對上部結構進行配筋、驗算的設計；筋、驗算的設計；（2 2）給地下室部分的側向施加很小的約束（模擬給地下室部分的側向施加很小的約束（模擬的折的折減），或不加側向約束，對結構進行整體分析。此時只對減），或不加側向約束，對結構進行整體分析。此時只對地下室部分進行配筋設計。地下室部分進行配筋設計。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構分析時地下上部結構分析時地下室的側向約束模型室的側向約束模型建議修改后采用建議修改后采用的側向約束模型的側向約束模型上部結構設計的分析模型上部結構設計的分析模型上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室分析采用微約地下室分析采用微約束或無約束

36、分析模型束或無約束分析模型地下室設計的分析模型地下室設計的分析模型上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室上層，第地下室上層，第5層的柱內力層的柱內力柱剪力柱剪力柱彎矩柱彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下地下1層，第層，第4層的柱內力層的柱內力柱剪力柱剪力柱彎矩柱彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下地下2層，第層，第3層的柱內力層的柱內力柱剪力柱剪力柱彎矩柱彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下地下3層，第層，第2層的柱內力層的柱內力柱剪力柱剪力柱彎矩柱彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計

37、人防設計地下地下4層，第層，第1層的柱內力層的柱內力柱剪力柱剪力柱彎矩柱彎矩v地下室的抗震等級地下室的抗震等級（抗震規范第（抗震規范第6.1.36.1.3條）。條）。當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下一層的地下一層的抗震等級應與上部結構相同抗震等級應與上部結構相同，地下一層以下的抗震等級，地下一層以下的抗震等級可根據具體情況采用三級或更低等級。可根據具體情況采用三級或更低等級。地下室地下室無上部結構無上部結構的部分，可根據具體情況采用三級或的部分，可根據具體情況采用三級或更低等級。更低等級。v構造要求構造要求（抗震規范第（抗震規范第6.1.146.

38、1.14條）條）地下室柱截面每側的縱向鋼筋面積，除應滿足計算要求地下室柱截面每側的縱向鋼筋面積，除應滿足計算要求外，外，不應少于不應少于地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.11.1倍。倍。地上一層框架結構柱和抗震墻墻底截面的設計彎矩值應地上一層框架結構柱和抗震墻墻底截面的設計彎矩值應符合符合6.2.36.2.3、 6.2.66.2.6、 6.2.76.2.7條規定。條規定。位于地下室頂板的位于地下室頂板的梁柱節點左右梁端截面實際受彎承載梁柱節點左右梁端截面實際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實際受彎承載力之和力之和不宜小于上下柱端實際受彎承載力之和。v有關調整有關

39、調整底層柱、墻內力的調整底層柱、墻內力的調整 ： A A 在在.0.0標高處；標高處； B B 結結構最底部。構最底部。框支柱的地震力調整。框支柱的地震力調整。剪力墻底部加強區。剪力墻底部加強區。剪力墻底部加強區的控制剪力墻底部加強區的控制v 現在的版本中，地下室是否作為剪力墻底部加強區由剪現在的版本中，地下室是否作為剪力墻底部加強區由剪力墻底部加強區力墻底部加強區起算層號起算層號決定。決定。v 地下室以上底部加強區的范圍按照高規決定。地下室以上底部加強區的范圍按照高規決定。 HS加強區高度。加強區高度。 H1、H2結構第結構第1、2層層高。層層高。 HT轉換層高度。轉換層高度。 H結構結構0

40、.0以上的總高度。以上的總高度。)150()10/,() 8/,(21HIFHHMINHHHHMAXHSSS) 8/,(21HHHHMAXHTS帶框支層的結構：帶框支層的結構：12345加強區起算層號為加強區起算層號為3層，則加強區范圍為層，則加強區范圍為3，4，5層。層。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下地下1 1層以下的抗震等級可以放松層以下的抗震等級可以放松上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計可以計算多層人防嗎？人防荷載怎樣調整？可以計算多層人防嗎？人防荷載怎樣調整？可以計算多層人防，并且可以通過調整人防的房間荷載，實可以計算多層人防，并且可以通過調整人防的房間荷載

41、，實現人防荷載的局部作用。現人防荷載的局部作用。局部人防荷載作用會影響到本層的其它構件嗎？局部人防荷載作用會影響到本層的其它構件嗎？會的。在本層局部區域加人防荷載，本層所有的構件都會有會的。在本層局部區域加人防荷載，本層所有的構件都會有影響。而且也會在設計時考慮人防內力。只是比直接承受人影響。而且也會在設計時考慮人防內力。只是比直接承受人防的構件內力要小多了。防的構件內力要小多了。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計SATWE人防參數定義人防參數定義上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計SATWE人防荷載修改人防荷載修改上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室

42、共同工作及地下室設計人防設計上部房間的人防荷載為上部房間的人防荷載為60下部房間不考慮人防荷載下部房間不考慮人防荷載上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計SATWE人防荷載修改后，再次生成數據時的保留選擇人防荷載修改后，再次生成數據時的保留選擇上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計SATWE人防荷載修改后，上下部梁人防荷載下的彎矩圖人防荷載修改后，上下部梁人防荷載下的彎矩圖上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計有人防荷載處，梁的彎矩有人防荷載處，梁的彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計無人防荷載處，梁的彎矩無人防荷載處，

43、梁的彎矩上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計人防荷載對相鄰無人防荷載構件的影響人防荷載對相鄰無人防荷載構件的影響上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計人防荷載作用產生的內力人防荷載作用產生的內力上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計有人防荷載處，梁的配筋有人防荷載處，梁的配筋上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計無人防荷載處，梁的配筋無人防荷載處，梁的配筋v恒活荷載作用恒活荷載作用結構整體分析得到的恒活荷載的軸力、彎矩。結構整體分析得到的恒活荷載的軸力、彎矩。v面外土、水側作用面外土、水側作用按簡化方法計算面外土水側壓力作用的彎矩。按簡化方法計算面外土水側壓力作用的彎

44、矩。v配筋設計配筋設計按壓彎構件進行配筋計算。按壓彎構件進行配筋計算。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計水土壓力分布水土壓力分布水土壓力分布的簡化水土壓力分布的簡化由上層傳來的荷載由上層傳來的荷載1m上下樓板的上下樓板的側向約束側向約束由上層傳來的荷載由上層傳來的荷載取單位寬度計取單位寬度計算面外的配筋算面外的配筋上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計計算模型計算模型1適用于上沿到適用于上沿到上部結構中的外墻上部結構中的外墻計算模型計算模型2適用于只到地下適用于只到地下室頂板的外墻室頂板的外墻外墻的兩種不同的計算模型，目的是要外墻的兩

45、種不同的計算模型，目的是要保證地下室外墻具有足夠的面外配筋保證地下室外墻具有足夠的面外配筋上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室外墻面外配筋的輸出地下室外墻面外配筋的輸出上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室外墻的豎向分布地下室外墻的豎向分布筋（即面外配筋）筋（即面外配筋）v人防荷載計算的輸入參數人防荷載計算的輸入參數人防計算參數在人防計算參數在“地下室信息地下室信息”中定義，當不計算人中定義，當不計算人防時，人防等級、荷載均應置防時，人防等級、荷載均應置0 0，以免計算出錯。，以免計算出錯。v地下室層數與人防地下室層數地下室層數與人防地下室層數人防層數應小于等于地下室

46、層數。人防層數應小于等于地下室層數。v考慮了哪些構件的人防設計考慮了哪些構件的人防設計SATWESATWE在結構整體分析時，可以考慮人防荷載對梁、在結構整體分析時，可以考慮人防荷載對梁、柱和墻的作用，設計配筋將包含了人防的組合內力。柱和墻的作用，設計配筋將包含了人防的組合內力。人防荷載對樓板作用，在整體分析時不予考慮，板的人防荷載對樓板作用，在整體分析時不予考慮，板的設計將在設計將在SLABCADSLABCAD軟件中彎成。軟件中彎成。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計v人防作用效應組合人防作用效應組合人防荷載作用的效應組合可以人工調整，否則程序將默人防荷載作用的效應組合可以人工調整，

47、否則程序將默認規范的組合方式。認規范的組合方式。v地下室構件的人防設計地下室構件的人防設計在進行人防荷載組合的構件配筋驗算設計時，根據不同在進行人防荷載組合的構件配筋驗算設計時，根據不同的混凝土材料、鋼材，強度按規范相應提高。的混凝土材料、鋼材，強度按規范相應提高。v臨空墻的人防作用效應分析模型臨空墻的人防作用效應分析模型對于抗爆的臨空墻，程序也按照外墻的方式處理。此時對于抗爆的臨空墻，程序也按照外墻的方式處理。此時6 6級人防的臨空墻水平爆力取級人防的臨空墻水平爆力取110kN/m110kN/m2 2，4 4、5 5級人防取級人防取210kN/m210kN/m2 2。上部結構與地下室共同工作

48、及地下室設計人防設計上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計地下室頂板人防荷載地下室頂板人防荷載上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計下層人防荷載的局部修改下層人防荷載的局部修改臨空墻定義臨空墻定義人防外荷載與水土壓力的疊加人防外荷載與水土壓力的疊加上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計人防構件的彈塑性設計是如何實現的？人防構件的彈塑性設計是如何實現的？人防規范人防規范第第4.6.14.6.1條：對人防構件可以考慮非彈性變形條：對人防構件可以考慮非彈性變形的塑性重分布。對按彈塑性設計的構件，可以按以下兩方面的塑性重分布。對按彈塑性設計的構件，可以按以下兩方面控制實現：控制實現：

49、（1 1）在人防設計內力進行截面配筋時，要考慮混凝土、鋼在人防設計內力進行截面配筋時，要考慮混凝土、鋼筋材料的強度提高；筋材料的強度提高；（2 2）要根據要根據人防規范人防規范第第4.6.54.6.5條，控制構件的計算延性條，控制構件的計算延性比（或延性系數）。比（或延性系數）。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計人防構件設計時強度是如何提高的？人防構件設計時強度是如何提高的？只有在設計內力中有人防荷載參與時，構件的材料強度才只有在設計內力中有人防荷載參與時，構件的材料強度才提高。沒有人防荷載參與組合，材料強度不提高。提高。沒有人防荷載參與組合，材料強度不提高。44、45類組合，有人防

50、荷載參與，構件的材料強度才提高類組合，有人防荷載參與，構件的材料強度才提高人防荷載組合人防荷載組合分項系數分項系數上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計在截面驗算時，如控制內力有人防荷載參與，則材料強度也在截面驗算時，如控制內力有人防荷載參與，則材料強度也將相應提高后，再進行截面強度（如抗剪截面等）驗算。將相應提高后，再進行截面強度（如抗剪截面等）驗算。人防構件為什么要控制延性比？人防構件為什么要控制延性比？爆炸荷載屬于突發性荷載，它使構件在極短的時間內進入塑爆炸荷載屬于突發性荷載，它使構件在極短的時間內進入塑性狀態，此時，如果構件剛度過大，很容易產生脆性破壞，性狀態，此時，如果構件剛度

51、過大，很容易產生脆性破壞，使該構件完全失效。使該構件完全失效。人防構件設計時，嚴格控制配筋率、保證延性比，就是要確人防構件設計時，嚴格控制配筋率、保證延性比，就是要確保在爆炸荷載作用下，構件還有一定的變形能力，從而達到保在爆炸荷載作用下，構件還有一定的變形能力，從而達到耗能、延緩失效的目的。耗能、延緩失效的目的。所以，人防構件是按照延性設計控制。所以，人防構件是按照延性設計控制。上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計有人防荷載參與的柱設計控制內力有人防荷載參與的柱設計控制內力上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計人防荷載參與的連梁控制內力人防荷載參與的連梁控制內力上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設計人防荷載參與的梁控制內力人防荷載參與的梁控制內力上部結構與地下室共同工作及地下室設計人防設