干货分享 | 地下室顶板嵌固对梁配筋的调整细节 / 四六文摘

结构设计中，一般希望能够做到结构在地下室顶板嵌固。当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，位于地下室顶板的梁柱节点应按照首层柱的下端为“弱柱”设计，即地震时首层柱底屈服、出现塑性铰。为实现首层柱底先屈服的设计概念，规范对顶板对应地上框架柱的梁柱节点、与之相连的框架梁、框架柱、剪力墙及楼板均给出相关的计算及构造要求。

本文结合规范要求、工程案例及软件，详细深入剖析地下室顶板作为上部结构嵌固端时，对应的嵌固端下层框架梁的详细调整过程及相关配筋构造要求等。

1. 地下室顶板嵌固涉及对梁、柱、墙、板要求的规范条文

抗震规范对板的要求

抗规6.1.14条对地下室顶板嵌固，地下室顶板的板厚、混凝土强度等级、最小配筋率等均提出了相关要求，如图1所示。主要的目的是将上部结构的剪力通过地下是顶板可靠的传递到地下结构。

图1 抗规6.1.14对地下室顶板的相关要求

抗震规范对梁、柱配筋的要求

抗规6.1.14条对地下室顶板嵌固，地下一层的柱单侧纵筋提出了比上层柱大1.1倍的构造要求，对地下一层的梁的配筋也提出了比实际计算配筋大10%的构造要求，并且梁端的顶面和底面同时增大，如图2所示。

图2 抗规6.1.14对地下室顶板嵌固梁、柱配筋要求

抗震规范对墙体配筋的要求

抗规6.1.14条对地下室顶板嵌固，地下一层的墙体的配筋面积也做了相关要求，其边缘构件纵向钢筋面积不应少于地上一层对应墙肢的边缘构件的纵向钢筋面积，如图3所示。

图3 抗规6.1.14对地下室顶板嵌固墙体配筋要求

高规对梁、柱、墙及板配筋的要求

高规12.2.1条对地下室顶板嵌固，地下室的顶板、地下一层的梁配筋、柱配筋及地下一层墙体的配筋要求基本与抗震规范的要求相同，如图4所示。

图4 地下室顶板嵌固高规对梁、柱、墙及板配筋要求

2. 设计中软件对梁配筋的调整

SATWE软件在执行关于地下室顶板嵌固，梁配筋放大时，并没有按照规范要求，计算实际受弯承载力调整梁，而是直接对梁端设计弯矩乘以1.3的放大系数来近似考虑规范这条的要求。针对不同位置及连接关系的梁详细的调整情况如下：

（1）仅对地震作用控制的梁端弯矩进行放大，对于非地震作用组合的梁端弯矩是不进行放大的。

（2）规范强调的仅仅是对于梁的端部弯矩，其他部位不进行放大，程序也仅仅放大梁的端部弯矩，不放大跨中弯矩。

（3）仅仅对于与柱相连的梁端进行放大，不与柱相连的梁端（与墙或者梁相连）设计弯矩不做1.3的放大。

（4）地下室顶板梁柱，若上层无柱，则与该柱相连的地下室梁端设计弯矩不做1.3的放大。

（5）如果设计中嵌固端下移，仅对地下室顶板梁进行弯矩调整，对于嵌固端层及介于两者之间的中间其他楼层梁是不做弯矩调整的。

3. 结合工程案例对梁配筋放大的校核

如图5所示为某框架剪力墙结构三维图，该结构地下3层，地上21层，总高度79.5m，抗震烈度7度0.1g，Ⅲ类场地，剪力墙和框架抗震等级均为二级，结构在地下室顶板嵌固，即结构设计中嵌固端所在的层号为4。

图5 框架结构三维模型图

（1）对地震作用组合的梁端弯矩放大1.3，跨中弯矩不放大

选取了地下一层（第三层）的某根梁，该梁编号为339号，两端均与框架柱相连，并且框架柱一直延伸到首层以上，其配筋结果如图6所示。

图6 地下室两端与柱相连的某框架梁

该339号梁输出的详细配筋结果如图7所示，输出的该梁的单工况内力结果如图8所示。

图7 该框架梁详细配筋结果

图8 该框架梁单工况内力结果

从该梁的详细结果中也可以看出，关于地下室顶板嵌固，梁端设计弯矩放大系数1.3，软件也做了输出，如图9所示。

图9 该框架梁端设计弯矩放大系数输出

手工校核该339号梁的梁端i端、及3截面的弯矩。该梁的这两个截面对应的配筋组合号为96和101组合，这两个组合号对应的详细组合如图10所示。

图10 各组合号对应的详细组合

该梁i端截面的组合为96，该组合为抗震组合，详细组合是1.2D+0.6L-0.3Wx-1.3EXM，按照单工况内力组合得到弯矩为：

该梁i端截面的组合弯矩手工校核结果与软件输出结果一致。该梁端截面考虑了地下室顶板嵌固梁端弯矩放大系数1.3的考虑。

该梁3端截面的组合为101，详细组合是1.2D+0.6LL3+0.3Wy+1.3Eyx，按照单工况内力组合得到弯矩为：

该梁3端截面的组合弯矩手工校核结果与软件输出结果一致。该梁跨中截面未考虑地下室顶板嵌固梁端弯矩放大系数。

当然，由非地震组合控制的梁端弯矩是不做放大处理的。

（2）对与柱相连的梁端弯矩放大1.3，不与柱相连的梁端设计弯矩不做1.3放大

选取了地下一层（第三层）的某根梁，该梁编号为271，梁的其中一端（i端）与框架梁相连，另一端（j端）与框架柱相连，其配筋结果如图11所示。

图11 地下室一端与柱相连一端与梁相连的梁

该271号梁输出的详细配筋结果如图12所示，单工况内力结果输出如图13所示。

图12 该271号梁详细配筋结果

图13该271号梁单工况内力结果

从该梁的详细结果中也可以看出，关于地下室顶板嵌固，梁端设计弯矩放大系数1.3，软件也做了输出，如图14所示，但是该系数仅仅是与柱相连的一端（j端）做了放大，与梁相连的一端（i端），弯矩是不做放大的。

图14 该271号梁端设计弯矩放大系数输出

手工校核该271号梁的梁端i端、j端截面的弯矩。这两个截面对应的配筋组合号为84和64组合，这两个组合号对应的详细组合如图15所示。

图15 各组合号对应的详细组合

该梁i端截面的组合为84，该组合为抗震组合，详细组合是1.2D+0.6LL-0.3Wx-1.3EXy，按照单工况内力组合得到弯矩为：

该271号梁i端截面的组合弯矩手工校核结果与软件输出结果一致。该梁端截面由于没有柱相连，未考虑了地下室顶板嵌固梁端弯矩放大系数1.3的调整。

该梁j端截面的组合为64，详细组合是1.2D+0.6LL2+0.3Wx+1.3Exy，按照单工况内力组合得到弯矩为：

该271号梁j端截面的组合弯矩手工校核结果与软件输出结果一致。该梁j端截面由于与框架柱相连，考虑了地下室顶板嵌固梁端弯矩放大系数1.3的调整。

（3）对与墙相连的梁端弯矩不做放大1.3的放大。

选取了地下一层（第三层）的某根梁，该梁编号为204，梁的两端均与墙相连，输出的相关调整信息如图16所示，可以卡看到，该梁的结果中未输出地下室顶板梁设计弯矩放大系数。针对这种情况软件是不会进行放大处理的。同时对于一边与柱相连，一边与墙相连的梁，对于与柱相连的一端，对地震组合下要进行弯矩1.3的放大，与墙相连的一边不放大。

图16 地下一层两边与墙相连的204号梁输出的调整信息

（4）地下室顶板梁柱，若上层无柱，则与该柱相连的地下室梁端设计弯矩不做1.3的放大。

选取了地下一层（第三层）的某根梁，该梁编号为268，梁的其中一端（i端）的柱没有延伸到上一层，另一端（j端）的柱延伸到上一层，其三维位置如图17所示。

图17 地下一层268号梁一端柱延伸到正负以上一端没有

该268号梁，输出的详细的配筋结果如图18所示，对应地下室顶板梁设计弯矩放大系数1.3，如图19所示，该梁的J端是地震作用组合，并且有延伸到正负0以上的柱相连，该端的弯矩做了1.3放大处理，软件输出了放大系数。该梁的i端柱子没有延伸到正负0以上，该端一般均为非地震组合，不做1.3的弯矩放大，即使i端为地震组合，程序也不做该端梁弯矩1.3的放大。