《高规》3.6.3 条:“......作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构......”

《高规》5.3.7 条:“......计算地下室结构楼层侧向刚度时,可考虑地上结构以外的地下室“相关范围”的结构,“相关范围”一般指地上结构外扩不超过三跨的地下室范围。

由上可见,《高规》并没有提出“相关范围”的楼盖应采用梁板结构的要求。

但是,在《抗规》6.1.14中明确提出:“……地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构,相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构……相关范围一般可从地上结构(主楼、有裙房时含裙房)周边外延不大于20m”。

于是,常见的如下图所示的地下室相关范围采用无梁楼盖的做法便有违《抗规》要求:

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现在来分析一下“相关范围”的顶板是否有必要采用梁板结构。

作为上部结构的嵌固端(主要指竖向构件的下端),最重要的三个条件:

1.不发生平面移动;

2.不发生转动;

3.框架柱嵌固端的梁柱节点应按首层柱的下端为“弱柱”设计,即大震时首层柱底屈服出现塑性铰,梁及地下室柱上端不出现塑性铰。

满足这三个条件,即达到了嵌固的效果;

为了满足第一个条件,《高规》5.3.7 条要求,“......地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2(同《抗规》6.1.14-2)”;且对楼板的厚度和配筋率提出构造性要求,保证楼板的平面内刚度和抗剪强度,从而保证其协同工作能力。

侧向刚度的计算采用《高规》附录E中式E.0.1,即:

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为了满足第二个条件,《高规》3.6.3条要求嵌固端采用梁柱节点,不能采用板柱节点,即地下室顶板应采用梁板结构,其目的是利用框架梁来加强对柱根的转动约束。尽管规范未给出同一方向交于同一柱根的框架梁线刚度与框架柱线刚度的比值要求,但从概念上来讲,以梁来约束柱的转动是可靠的,无梁楼盖达不到对柱的转动约束。而对于“相关范围”,由于没有上部,也就没有约束上部框架柱转动的需要,也就没有采用梁板结构的必要。只是在计算楼层侧向刚度时,计入“相关范围”结构侧向刚度的有利作用而已。

为了满足第三个条件,要求嵌固端的柱底节点满足下式要求:

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即保证塑性铰出现在首层柱底部,梁端和地下室柱上端的抗弯承载力足够强而不出现塑性铰,以形成对首层柱的强有力约束,达到不倒塌的抗震目标。如下图所示:

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作为简化,将交于同一节点的梁配筋比计算结果增加10%;地下室柱配筋比首层柱增加10%;

所以,考虑相关范围,目的是为了计入相关范围内结构的抗侧刚度;要求嵌固部位楼盖采用梁板结构,目的是为了对地上框架柱的根部形成可靠的嵌固约束。对于地上结构投影范围以外的地下室顶板(包括相关范围),由于没有上部结构,也就没有满足第二个条件和条件三个条件的要求;因此,“相关范围”的楼盖也就没有采用梁板结构的必要。

综上所述,且考虑到地上结构以外的地下室顶板采用无梁楼盖确有其合理性和经济性,建议《抗规》6.1.14条改为:......地下室顶板在地上结构竖向构件的投影围合的范围内,应采用现浇梁板结构;地上结构“相关范围”的地下室结构可计入楼层抗侧刚度,其抗震等级同楼座,地下室顶板可采用板柱结构,但应满足嵌固部位楼板的构造要求。