声明：本文是笔者结合规范与软件应用的个人学习总结，旨在梳理知识脉络以供交流。内容源于个人理解，可能存在疏漏，不可作为设计依据。实际工程须以现行规范、官方软件手册及有资质工程师的判断为准。欢迎批评指正，共同学习。

一、地下室和上部结构整体建模共同计算

一般应将地下室和其上的上部结构各层共同建立完整的计算模型进行计算分析。上部结构和地下室组成一个承力体系，具有共同的位移场，相互协调变形。共同作用分析可以较准确地得到上部结构对地下室变形的影响，同样也可以较准确地反映地下室结构的变形对上部结构的影响。一般情况下地下室结构的位移对上部结构的水平位移以及受力状态都有影响，因此需要考虑地下室回填土的侧向约束对整体结构水平位移的影响；地下室楼层刚度通常都比较大。另外，规范对于地下室的很多要求、地下室本身的计算等常需要在整体模型中得到体现。

二、地下室的计算参数

将地下室建入整体模型后，需要在计算参数的几处设置地下室相关的参数：一是在结构总体信息页中设置地下室层数、嵌固端所在层号；二是在地下室信息页填写地下室回填土的侧向约束、侧向水土压力等地下室相关参数。

1、结构总体信息页

嵌固端所在层号一般和地下室层数相同，但是当地下室的刚度不够大、不能起到嵌固作用时，可能比地下室层数小。嵌固端所在层号影响底层柱截面调整、地下室顶梁调整、刚度比控制等。

在楼层组装时，应正确输入地下室各层的底标高，对于顶层地下室顶板处应设置为0标高。程序可根据用户输入的地下室层数，给出每层的层名称，如地下1层、地下2层等，以及地上1层、地上2层等。这些信息的输入还有助于基础部分的设计。

2、计算控制信息页

这里设置有选项：地下室是否按照刚性楼板假定计算，程序隐含将地下室部分的各层按照强制刚性板假定计算。

有的地下室结构不适合按照强制刚性板假定计算的地下室层，如板柱结构的地下室层，刚性板假定计算时不能考虑楼板的面外刚度，将使柱承受的力大很多，这与实际不符。此时可将这样的楼层设置为弹性楼板3，并在此处的选项中取消对地下室按照强制刚性板假定计算。

3、地下室信息页

这是有关地下室计算的重要参数，主要填写“土层水平抗力系数的比例系数（m值）。

地下室部分特殊的荷载就是地下室外墙的侧向土水压力。程序假定侧土压力沿地下室外墙高度方向线性分布。在计算参数的地下室部分输入土、水压力参数。

地下室外墙由程序自动判断，并可由用户补充修改，程序根据定义的侧土水压力计算地下室外墙的平面外弯矩。

三、水平荷载的作用

计算软件假定地震加速度作用位置在模型最底部，根据振型分解反应谱法，将地震加速度的作用等效成作用在包括地下室结构的各层楼面处的地震力。

地下室各层地震反应力的大小与地下室的侧向约束相关。当地下室侧向约束越大，地下室结构的水平位移变小，因此地震反应力也会越小。

对于风荷载的计算，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。结构在风荷载作用下的反应（位移、内力），也受地下室回填土侧向约束大小的影响。

以图示带5层地下室工程为例，从各层地震力图和各层风荷载图可见带地下室结构的地震力和风荷载分布特点。

四、回填土对地下室侧向约束的计算

回填土对地下室侧向约束的大小与基坑开挖方式、地下室外侧土质、室外地坪上的荷载等因素相关。

程序采用“土层水平抗力系数的比例系数（m值）”来考虑回填土对地下室的侧向约束，m值可按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）表5.7.5中灌注桩类型的m取值。m的取值范围一般在2.5——100之间，在少数情况的中密、密实的沙砾、碎石类土取值可达100-300。该附加刚度与地下室结构刚度无关，而与土的性质有关，便于用户填写掌握。

用m值求出的地下室侧向刚度约束呈三角形分布，在地下室顶层处为0，并随深度增加而增加。

当用户认为回填土对地下室完全嵌固时，可填入一个负数“-m”，（m小于或等于地下室层数Mbase），如某模型有3层地下室，且填入-3，则3层地下室的水平向位移和绕竖轴转角为零，达到侧向嵌固的目的

要区分的是，这里的嵌固只限制地下室的水平自由度和绕竖轴的扭转自由度，对其他三个自由度没有限制。

对侧向非完全嵌固的情况，可输入一个正的m值。程序对回填土的侧向约束用附加在地下室的侧向刚度来表示。当约束越大，附加的刚度也越大，反映在结构上的变形越小。

五、地下室各层地震剪力图可能没有反映地下室侧向约束影响

以图示带5层地下室工程为例，左图是在地震作用下各层的地震力图，右图是各层的地震剪力图。可见地下室各层的地震剪力从上至下逐渐增大，表现与上部结构相同。从该图可以看出他没有考虑到地下室受到周边土的侧向约束，因为在土的约束下地下室各层剪力应逐渐减小，越往下土的约束越大，减少幅度越大。

可在计算参数的设计信息页勾选参数“按竖向构件内力统计层水平荷载剪力”，再进行计算后，得到的各层的地震剪力图如下图，该图中地下室各层的地震剪力往下逐层减少，该图可以反映出地下室对结构的侧向约束作用。

六、地下室抗震设计

1、地下室抗震等级

《抗规》6.1.3条：“当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。”

在《抗规》6.1.3条的条文说明中写道：“关于地下室的抗震等级。。。。地面以下地震响应逐渐减小，规定地下一层的抗震等级不能降低；而地下一层以下不要求计算地震作用，规定其抗震构造措施的抗震等级可逐层降低。”

程序对于该条文自动处理。程序将嵌固端所在层号当做地下一层，并对嵌固端所在层号的抗震等级不降低。

如果嵌固端层以下还设置了地下室，则程序对于嵌固端所在层号以下的各层的抗震等级和抗震构造措施的抗震等级分别自动设置：对于抗震等级自动设置为四级抗震等级，对于抗震构造措施的抗震等级逐层降低一级，但不低于四级。

2、抗震构造要求

按照《抗规》6.1.14条和《高规》12.2.1条，自动将嵌固端层的柱纵向钢筋增大10%，梁端顶底截面钢筋增大10%。

3、底层内力调整和剪力墙加强区判断

《抗规》6.2.3条：

一、二、三、四级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.7、1.5、1.3和1.2。底层柱纵向钢筋应按上下端的不利情况配置。

程序对嵌固端所在层号以上的首层柱底及地下室底层柱底截面弯矩设计值，均按规范的“底层柱下端截面组合的弯矩设计值”的要求，进行调整。

在进行最小剪重比调整时，程序把地下室部分扣除，即从地上一层开始自动放大地震作用。

七、地下室外墙设计

1、地下室外墙的定义

程序自动搜索地下室外墙，用户也可在特殊构件定义菜单下指定地下室外墙或取消地下室外墙定义。程序对没有定义为地下室外墙的剪力墙不进行土水侧压力作用的计算。

《高规》JGJ3-201012.2.5条：“高层建筑地下室外墙设计应满足土压力及地面荷载侧压作用下承载力要求，其竖向和水平分布钢筋应双层双向布置，间距不宜大于150mm，配筋率不宜小于0.3%。”

程序对于定义了地下室外墙的的墙段自动按照下节所述的计算方法；并自动将其竖向分布钢筋的配筋率设置为不小于0.3%；同时在配筋计算时控制其水平分布筋配筋率不小于0.3%；在剪力墙施工图绘制中，对于地下室外墙控制其水平和竖向分布筋的间距不大于150mm。

2、将剪力墙承受的面外荷载直接加到上部结构整体计算模型计算

下图为水土压力的计算简图, 水土压力沿楼层高度为梯形（或三角形）分布。

YJK的有限元计算可以计算剪力墙承受面外荷载，因此YJK将剪力墙承受的面外荷载直接加到上部结构整体计算模型计算。这样，在上部结构计算中既能考虑这些墙的面外荷载对于整体计算的影响，又能在墙的有限元分析中得出墙的面外弯矩。

在计算简图中，可以表示墙的面外荷载的情况，从图中可以看出，墙的面外荷载是直接施加到墙面内的各个单元节点上的。

如果在计算参数中勾选了“生成绘等值线用节点应力数据”，则可在计算结果的“等值线”菜单下查看每一片剪力墙在各个荷载工况下的内力等值线图。下图即是地下室外墙在水土压力下的面外弯矩等值线图，在它的各个单元节点上可标出弯矩的数值。

3、在配筋结果文件中对地下室外墙补充输出竖向及水平分布筋的计算结果

在各层配筋结果文件中，如果某墙柱是承受了水土压力或人防荷载的地下室外墙，则在原有内容之外补充“面外设计结果”，输出了墙的竖向分布钢筋和水平分布钢筋的双侧最大配筋面积，同时给出控制的面外弯矩、轴力和组合号。

八、单侧布置地下室外墙的结构计算

有的工程只在单侧布置了地下室外墙，如在一侧靠山，另一侧开敞的地下室情况。有时地下室虽然两侧布置，但布置并不对程。在这些情况下，地下室周边的土压力、水压力只施加到单侧，这将造成结构的不对称受力。