刘利艳
摘 要：简单阐述了结构设计软件PKPM的SATWE分析参数中的地下室层数、嵌固端所在层号以及土层水平抗力系数的比例系数m值的取值合理性分析，给结构设计提供指导。
关键词：地下室层数；嵌固端；土层水平抗力系数
引言
假设某个工程，含2层地下室，首层楼面标高为±0.000，负一层楼面标高为-4.000，负二层楼面标高为-7.600。pkpm模型建底板层（即模型的第一层为-7.600标高的底板），建筑层与模型层示意如图1所示。首层是否作为嵌固端，SATWE10版有关参数为：地下室层数、嵌固端所在的层号、土层水平抗力系数的比例系数（M值）如何取值是结构设计需要考虑的问题。
1 嵌固端与土层水平抗力的概念
对设有地下室的建筑，地下室外的回填土对结构侧向有一定的约束作用，且回填土的约束作用从上倒下越来越强。回填土只对结构的侧向变形有约束，对竖向变形没有约束。回填土的约束与土的压缩模量有关，只与土质、深度、地下室迎土面积等有关，与地下室的层刚度无关。
何为嵌固部位，能约束结构所有位移和转角（Dx、Dy、Dz、θx、θy、θz）的部位，称为嵌固部位。因此，嵌固端是设计概念。何为侧向约束，只约束结构的水平位移和整体扭转（Dx、Dy、θz）的部位，称为侧向约束。当这种侧向约束很大时，也可以称之为侧向嵌固。因此，回填土约束为力学概念。
由此可知，嵌固端与回填土约束两者没有任何关联，回填土约束总是应如实填写，与嵌固端层号无关。回填土约束一般不应填负值。
2 带地下室结构的分析模型的选择
风荷载计算均扣除地下室的高度。地下室是否约束、约束的程度与风荷载（外力）计算无关。程序自动考虑：（1）地下室部分的基本风压为零；（2）在地上部分的风荷载计算中，自动扣除地下室部分的高度，地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点。
结构在地震作用下的反应（周期、振型、位移、内力）受地下室外的回填土约束程度的影响。由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土吸收。在控制结构剪重比时，不考虑地下室质量，即不考虑地下室楼层的剪重比。
对带地下室的结构，一般有两种模型可以选择，即简化的分离模型和共同分析的整体模型。（1）简化的分离模型（有条件的）：将上部结构与地下室分开，分别设计计算。按规范确定嵌固层作为二者分界。高规5.3.7条，地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。采用的是剪切刚度。在确定嵌固端部位时，楼层刚度比计算中不考虑土对地下室外墙的约束作用，即先按无地下室计算刚度比是否满足2，以此确定嵌固部位。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。即按无地下室处理。（2）共同工作分析的整体模型（无条件的）：将上部结构与地下室作为一个整体，考虑共同作用，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束作用。方法1：地下室水平位移的侧向嵌固（-K法）。方法2：地下室水平位移的有限（弹簧）约束（K法）。
3 地下室顶板作为嵌固端的问题
3.1 地下室顶板能否作为嵌固端的依据
规范依据：地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层与首层的侧向刚度（剪切刚度）比不宜小于2。
3.2 地下室顶板不作为嵌固端时各参数输入（见表1）
3.3 地下室顶板可作为嵌固端时各参数输入（见表2）
4 结束语
由此可见，地下室顶板是否作为嵌固端，与地下室层数及地下室回填土的侧向约束无关。对地下室层数及回填土的侧向约束应按实输入，对于半地下室的情况，偏安全地可以按无地下室考虑。对于地下室顶板不能作为嵌固端的（刚度比不满足要求），一般嵌固端设置于基础面（即有底板层，为2；无底板层时，为1）。
参考文献
[1]JGJ3-2010，备案号J 186-2010.高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[2]GB 50011-2010.建筑抗震设计规范[S].
[3]多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件—SATWE用户手册及技术条件[Z].
