嵌固端的定义:指除能承受轴力、弯矩、剪力之外;X向水平位移,Y向水平位移,竖向位移,位移角均为零的部位。按在地震作用下的屈服机制而言,就是预期塑性铰出现的部位。确定嵌固端就是通过刚度和承载力调整,迫使塑性铰在预期部位出现,并能承担上部结构在该处屈服超强引起的极限弯矩和出现塑性铰时的最大剪力以及相应的最大最小轴力。故嵌固端的选取和处理直接影响结构体系的受力和变形状态;恰当和正确对待嵌固端的选择和处理对保证结构体系的可靠性有重要意义。
   如进行抗震设计的高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。抗震设计时,一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值。此底部两层理解为从嵌固端向上的二层,而不是从基础向上的二层。墙厚和配筋,底部加强部位的墙厚,一、二级不宜小于200,且不宜小于层高的1/16;三、四级不应小于160,且不应小于层高的1/20。一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%,四级抗震墙不应小于0.2%从以上数据可以看出,嵌固端的正确选取,直接影响工程的墙厚及配筋,影响工程造价。所以,设计人应高度重视。 
   多层建筑的嵌固端一般在基础位置;因为多层建筑一般不含地下室,其基础埋深较浅;实际工程中,特别是城市繁华地段,多层商业公建也存在联体的大底盘地下室。。规范规定高层建筑宜设地下室,但实际工程中,高层建筑也存在不含地下室的情况;所以,应根据建筑物的使用功能,基础埋深,有无地下室,地质情况等具体对待。

 

   1. 有地下室的建筑
  有地下室的建筑宜将上部结构的嵌固部位设在地下室顶板,此时应满足以下条件:

  1.1地下室顶板与室外地坪的高差不能太大,一般宜小于本层层高的1/3
  1.2地下室顶板结构应为梁板体系(即强梁弱柱),且该层楼板不得留有大洞,楼板框架梁应有足够的抗弯刚度,地下室顶板部位的梁柱节点的左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于柱端实际承载力之和。
  1.3地下室结构的布置应保证地下室顶板及地下室各层楼板有足够的平面内整体刚度和承载力,能将上部结构的地震作用传递到所有的地下室抗侧力构件上;为此,地下室顶板的厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不应低于C30,并应采用双层双向配筋,每个方向每层配筋率不小于0.25%
  1.4地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用,即地下室的楼层剪切刚度不小于相邻上部结构楼层剪切刚度的2倍;一般情况下,地下室外墙可参与地下室楼层剪切刚度的计算,但当地下室外墙与上部结构相距较远,如地下室一端附带多跨地下车库的情况,则在确定结构底部嵌固部位时,地下室外墙不参与地下室楼层剪切刚度的计算。
  1.5上部为多塔结构地下室为大底盘时,应满足以下条件<1>大底盘地下室的整体刚度与上部所有塔楼的总体刚度比不小于2.0<2>每栋塔楼范围内的地下室剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不应小于1.5 ,塔楼范围可取塔楼周边向外扩出与地下室高度相等的水平长度。
  1.6地下室柱截面每侧纵向钢筋面积,处应满足计算要求外,不应少于地上1层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍。 
   若由于地下室大部分顶板标高降低较多、开大洞口、地下室顶板标高与地下室地坪的高差大于本层层高的1/3或地下一层混凝土剪力墙墙体较少等原因,不能满足地下室顶板作为上部结构嵌固部位的要求时,一般宜将嵌固部位设在基础顶面。除非地下室不是一层,当为两层甚至多层地下室时,地下1层剪切刚度应大于地上1层楼层的剪切刚度,且地下2层楼层剪切刚度应大于地下1层楼层剪切刚度,并应大于地上1层楼层剪切刚度的2倍。

 

   2.无地下室建筑
  2.1若基础埋深较浅,可取基础顶面作为上部结构的嵌固部位。
  2.2若基础埋深较深,多层剪力墙或砌体结构,当建筑地面设有200~300mm厚混凝土刚性地面时,可取室外地面以下500mm处作为上部结构的嵌固部位。上部结构为刚度较柔的框架结构,采用柱下独立基础,基础埋深较深时,将拉梁作为上部结构的嵌固部位是不妥的。拉梁改变了柱子的计算长度,使柱子的配筋较为经济合理,但拉梁本身刚度比较小,再加上回填土的密实度不好控制,行不成嵌固端。如果按《建筑地基基础设计规范》设计为高杯口基础,满足高杯口基础的壁厚要求,可将高杯口基础的顶面作为嵌固端。

    总之,嵌固端是个人为假定的概念,当地下室或基础侧向刚度足够大,可以成为上部结构嵌固端的时候,也只能说明其只能成为上部结构水平方向的嵌固端,不能成为其竖向的嵌固端,因为嵌固端不能约束上部结构的竖向变形,更保证不了因地基土的压缩而造成的沉降。。所以,不同的结构空间计算模型,不同的工程,应采用力学知识,力学概念,分析其正确性,确保结构的安全。