造价入门之二阅读施工图（施工技术与造价知识荟萃02-）

内容介绍：

“嵌固部位”是建筑结构计算模式中的一个重要假定，关系到结构内力分配、结构侧移、结构经济性等问题，是设计单位要解决的一个重要课题。本文主要是从施工单位角度出发，来探讨“嵌固部位”的现实意义以及在施工技术和造价管理中值得注意的地方。

一、嵌固部位对于设计的意义：

本文旨在讨论嵌固部位对施工单位的现实意义，而“嵌固部位”来源于结构设计时的一个假定，深究其意义不是本文目的，但为了更好的理解其对施工带来的影响，不得不首先来解释一下“嵌固部位”的由来。

建筑结构总是由基础和上部结构组成的，上部结构高度越大意味着抗水平位移的需求更大，设计计算时的内力就越大。就好比树一样，树越高，就必须要更粗壮的树干来抵抗风的水平力，因此在结构设计时，首先要确定用于计算内力的“有效高度”。

这是建筑设计出于安全性和经济性的首要问题，如果“有效高度”取值小了，设计结果可能造成承载力不足（抗倾覆、抗侧移）；反之，设计可能过于保守而不经济。

“有效高度”起算位置就是“嵌固部位”，对一棵树而言，起算位置就是树干与地面的交界处。而对于建筑来说相对就复杂一些，因为建筑上部结构与地面的交界处往往不是唯一的。比如：一个拥有负二层的全地下车库的高层建筑，基础、负二层、负一层都是埋在地面以下的，嵌固部位就可能是这三个地方任意之一。不同嵌固部位选择都会造成计算高度的不同，同时也影响到安全性和经济性。

“嵌固部位”把建筑物分成了两个部分，下部结构和上部结构，上部结构是可以位移或旋转的，而下部结构是不能位移或旋转的，或者说下部结构的位移和上部结构的位移相比是可以忽略不计的。这个分界点，就是内力计算取值的“原点”。

基础是不会水平位移的，所以基础肯定可以作为“嵌固部位”，埋在地下的负一层、负二层是否会产生水平位移呢？那就不一定了，这要看车库周边地面对负一层、负二层的约束力是否足够大到使他们的水平位移（变形）“忽略不计”。

既然把负一层作为嵌固部位还要考虑诸多前置条件，那直接把基础考虑成嵌固部位不是更简单吗？何必搞得这么复杂。如果那样简单处理就忽略了结构设计的基本原则之一--“经济性”。

试想，如果周边地面对负一层施加的约束力非常大，使得负一层在水平荷载的作用下产生的的水平位移忽略不计，那就可以把负一层看作基础的一部分（把地下车库看作箱型基础），“嵌固部位”就可以从基础顶面上升到负一层顶板。这样就减小了建筑物的“有效高度”，设计内力就会更小，建筑就更经济了。

确定最可靠、最经济的“有效高度”起算点，就是“嵌固部位”在结构设计中的意义所在。至于具体的规定或要求，不是本文讨论的内容，这里只是简单地介绍一下，有兴趣的朋友可以参考“高规”（JGJ3）中的5.3.7和“抗规”（GB50011）中6.1.14等相关内容。

二、嵌固部位、嵌固层、嵌固端三种的具体定义：

嵌固部位：就是前述中“下部结构”，是对构件而言的，是嵌固力的实施者。比如：基础，车库顶板等。

嵌固层：是指的建筑楼层，不是结构层，而是整个楼层空间，是嵌固力的受力者。比如：有负二层的高层建筑，在基础作为嵌固部位时，嵌固部位就是基础顶面，嵌固层就是负二层。如果把地下室顶板作为嵌固部位，那么地上一层就是嵌固层（如下图）。

嵌固端：就是前述中“上部结构”的底部，是对构件的某一部位而言的，是嵌固层的一部分。比如：基础作为嵌固部位时，负二层墙柱根部就是嵌固端。如果车库顶板作为嵌固部位，首层墙柱根部就是嵌固端。如下图所示：

嵌固部位示意图

三、施工图集和施工图纸中对于嵌固部位的描述：

首先来看一下《16G101-1》对嵌固部位的描述，在该图集的第8页：

以上三条都应该在设计图中予以明确，特别要注意第3条“不是嵌固部位但考虑嵌固作用”，这在实际施工中是很忽略的地方，而且一旦忽略将造成较大损失。

再来看看设计文件中是怎么描述的。嵌固部位是设计单位的设计成果，当然存在于设计文件中，一般在结构设计总说明或墙柱平面布置图的相应位置中。如下图：

这是在结构设计总说明中的相关描述，但把车库顶板叫做“嵌固端”是不严谨的说法，叫做“嵌固部位”更合理。再比如：

这是在“墙柱平面布置图”中关于嵌固部位的描述，描述没问题。但并没有按制图规范的要求，在层高表嵌固部位标高下使用双细线注明。当然，也不影响理解和施工。

四、对施工技术的影响：

从嵌固部位的产生原理就应该知道，嵌固部位是和结构受力以及钢筋构造有关的。主要表现在钢筋构造上，影响墙柱嵌固端的非连接区长度和箍筋加密区长度，《16G101-1》第63、64页。

1、嵌固端的非连接区长度为Hn/3（Hn为楼层柱净高）。如下图：

2、当嵌固部位不是基础，而是地下室顶板时，地下室墙柱非连接区长度为max(Hn/6,500mm)。嵌固端的非连接区长度为Hn/3，只不过位置上升到了首层。如下图：

3、不仅仅是墙柱纵向钢筋的预留长度变化了，箍筋加密区也随“非连接区”的变化而变化。

4、受“嵌固部位”影响的竖向构件包括框架结构中的框架柱、剪力墙结构中的端柱和截面高度不大于截面厚度4倍的矩形截面独立墙肢（短肢直行墙）。

五、对造价管理的影响：

广联达建模软件中的设置，如下图：

从设计原理来说，每个建筑只会有一个嵌固部位，但是理论上存在“嵌固部位不在地下室顶板，但仍需考虑地下室顶板对上部结构实际存在嵌固作用”的情况，此时首层柱端箍筋加密区长度范围及纵筋连接位置均按嵌固部位要求设置，也就是说存在两处按嵌固部位实际施工的地方。这时软件设置表现为两处嵌固部位，如下图：

这种设置方式与下面的设计图纸吻合：

即：负二层设计为嵌固部位，负一层不是嵌固部位但实际发挥嵌固作用。

但同时也要注意，如果嵌固部位只有一处，且不是在基础顶面而是地下室顶面，记得更改“嵌固部位设置”，取消基础，增加负一层。

六、项目生产应采取哪些应对措施来避免损失：

1、设计文件审查与钢筋下料表：

把“嵌固部位”纳入设计文件审查内容目录之一（设计文件审查时按审查目录清单逐一销项），并根据嵌固部位的具体设计制作、复核钢筋下料表。避免墙柱纵筋连接接头和箍筋加密区长度出现错误，给结构带来安全隐患。同时也尽量避免了返工，节约成本和工期。

2、算量软件的设置：

把“嵌固部位”、“端柱纵筋构造”纳入计算设置目录清单，在建模算量时逐一销项核对。对“截面高度不大于截面厚度4倍的矩形截面独立墙肢”的情况进行图元修改或手工计算。

如果不考虑嵌固部位的真实情况，软件是默认把基础作为嵌固部位的。这种情况下一般会多算钢筋工程量，因为通常地下结构比首层的层高要高，箍筋加密区也会更高，从而多算箍筋量（纵筋几乎不影响工程量，只影响下料组合）。

但是，如果存在一处嵌固部位和一处发挥嵌固作用的部位，那么就会少算工程量。

总结：

1、“嵌固部位”来源于结构设计时的一个重要假定。作为最可靠、最经济的“有效高度”起算点，是“嵌固部位”在结构设计中的意义所在。

2、嵌固部位的设计，一般可以在“结构设计总说明”或“墙柱平面分布图”中找到相关描述。

3、嵌固部位的不同影响首层墙柱纵筋的下料长短配比，影响箍筋的工程量。这就是施工技术和工程造价要关注的点。

4、把嵌固部位作为设计文件审查和造价计算设置的“必检项目”进行事前控制，避免给施工带来质量隐患，给造价带来工程量误差（可能少算，也可能多算）。

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