淺析高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)

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1、淺析高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)淺析高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高層建筑在我國的工程建設(shè)中也越來越普遍，而高層建筑基礎(chǔ)作為高層建筑結(jié)構(gòu)體系的一個重要組成部分，也日益被業(yè)內(nèi)人士所重視。這是因?yàn)楦邔咏ㄖA(chǔ)承擔(dān)著將高層建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給地基的重要作用，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將高層建筑上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基協(xié)同考慮。為使基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更合理，應(yīng)綜合考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用?！　　　「邔咏ㄖA(chǔ)工程的重要性，還表現(xiàn)在基礎(chǔ)工程在高層建筑的工程造價(jià)中占有較大的比重?；A(chǔ)工程所耗費(fèi)的鋼材、水泥用量多，施工難度大，一般情況下基礎(chǔ)工程造價(jià)占土建工程總造價(jià)

2、的20%左右，工期占土建工程的20-30%，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，其造價(jià)和工期所占的比重還會增加。因此，選擇合理的基礎(chǔ)形式與計(jì)算方法，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全，降低工程造價(jià)的一個有效措施?！　「邔咏ㄖA(chǔ)的重要性，還表現(xiàn)在基礎(chǔ)形式的多樣性和影響因素的復(fù)雜性。在一些地質(zhì)條件差的地區(qū)，基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工涉及面廣，它不僅與上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)本身有關(guān)，還與地基土的性質(zhì)、水文條件、周圍環(huán)境等因素相關(guān)。基礎(chǔ)工程在雨季施工時(shí)，也會給施工增加很多困難，還會造成一些局部的返工，土建工程拖延工期往往就和基礎(chǔ)工程進(jìn)度有關(guān)。因此，選擇合理的基礎(chǔ)形式對縮短施工工期也是具有重要意義的?！　「邔咏ㄖA(chǔ)設(shè)計(jì)比一般

3、建筑基礎(chǔ)要更復(fù)雜，總的來說，它具有荷載大、埋置深及要求嚴(yán)的特點(diǎn)，在選擇基礎(chǔ)型式時(shí)與建筑物的使用性質(zhì)、上部結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)情況、抗震性能、對周圍建筑物的影響及施工條件等有密切的關(guān)系。在一般情況下，在基礎(chǔ)選型與設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下因素:　　當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)、無地下室、地基較好、荷載較小、柱網(wǎng)分布較均勻時(shí)，可采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。在抗震設(shè)防區(qū)，其縱橫方向應(yīng)設(shè)連系梁，連系梁可按柱垂直荷載的10%引起的拉力和壓力分別驗(yàn)算?！　‘?dāng)上部結(jié)構(gòu)為框架或剪力墻結(jié)構(gòu)、無地下室、地基較差、荷載較大時(shí)，為了增加基礎(chǔ)的整體性，減少不均勻沉降，可選用十字交又鋼筋砼條形基礎(chǔ)或樁基，如仍不能滿足要求，又不采

4、用樁基或其他人工地基時(shí)，可以選用筏基?！　‘?dāng)上部結(jié)構(gòu)為框架或剪力墻結(jié)構(gòu)、有地下室、上部結(jié)構(gòu)對不均勻沉降限制較嚴(yán)、防水要求較高時(shí)，可選用箱基?！　‘?dāng)上部結(jié)構(gòu)為框一剪結(jié)構(gòu)、無地下室、地基條件較好時(shí)，可采用十字交叉鋼筋砼條形基礎(chǔ)或筏基?！　‘?dāng)上部結(jié)構(gòu)為框一剪結(jié)構(gòu)、有地下室、無特殊防水要求、柱網(wǎng)、荷載及開間分布比較均勻、地基較好時(shí)，可選用十字交叉剛性墻基礎(chǔ)?！　》せ现奢d較小或中等、柱距較小且等距的情況下宜采用無梁筏板基礎(chǔ)，當(dāng)柱荷載相差大且柱距又較大時(shí)，宜采用梁板式筏基?！　‘?dāng)?shù)鼗^差或很差時(shí)，采取上述各類型基礎(chǔ)仍不能滿足設(shè)計(jì)時(shí)，可選用樁基或其他有效的人工地基?！　「邔咏ㄖ?/p>

5、如遇下列情況，與深基礎(chǔ)或其它人工地基相比較經(jīng)濟(jì)，且施工條件又可能時(shí)，可采用樁基?！　〉鼗浫酰鳛樘烊坏鼗?，其承載力或沉降量不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求時(shí)?！　∠噜徑ㄖ镏g相互影響，地基將形成過大的不均勻沉降時(shí)?！　Τ两涤刑厥庖髸r(shí)?！　∠抻诂F(xiàn)場既有建筑不允許開挖，又無其他施工手段時(shí)。　　土層變化較大、厚度不均勻或下臥基巖面起伏相差較大而將引起過大的不均勻沉降時(shí)?！　〔捎蒙盥裉烊坏鼗诮?jīng)濟(jì)上、施工條件上進(jìn)行比較又不經(jīng)濟(jì)時(shí)?！　∧壳?，最理想的分析方法是上部結(jié)構(gòu)與地基、基礎(chǔ)共同作用的分析方法，這種方法中地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)之間同時(shí)滿足接觸點(diǎn)的靜力平衡以及接觸點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)兩個

6、條件，即將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者看成是一個彼此協(xié)調(diào)的整體。這種從整體上進(jìn)行相互作用的分析方法難度較大，計(jì)算量龐大，對計(jì)算機(jī)的性能及存儲量要求較高，只在較復(fù)雜或大型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，按目前可行的方法考慮地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)的相互作用。然而，這種考慮上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)共同作用的分析方法也不是完美無缺的。它同樣需要采用種種假定，也不能避免各種地基模型的固有誤差;并且上部結(jié)構(gòu)的剛度形成存在滯后，因?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)的剛度在建造過程中是逐層形成的，在考慮上部結(jié)構(gòu)邊界剛度對基礎(chǔ)的影響時(shí)，這一滯后過程能否被真實(shí)模擬也會對分析結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。　　共同作用分析方法的進(jìn)步之處僅在于它考慮了上部結(jié)構(gòu)

7、的剛度而已。　　目前，對于一般基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，采用的仍然基于經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈性力學(xué)的常規(guī)設(shè)計(jì)方法。這種方法簡便快捷，對于單層排架結(jié)構(gòu)一類的上部柔性結(jié)構(gòu)以及地基較好的獨(dú)立基礎(chǔ)，能夠得到較滿意的結(jié)果;對于高層剪力墻結(jié)構(gòu)下箱形基礎(chǔ)置于一般土質(zhì)天然地基這種情況，簡化計(jì)算結(jié)果也能滿足要求。但是，對于鋼筋混凝土框架這類對地基沉降較敏感的結(jié)構(gòu)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際不同;對于軟弱地基上的條形基礎(chǔ)，按這種方法計(jì)算與實(shí)際差別也較大?！　Ω邔涌蚣芙Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建議　　對于高層框架結(jié)構(gòu)，隨著層數(shù)的增加，作用在基礎(chǔ)上的柱荷載也將增大。在豎向荷載作用下，基礎(chǔ)產(chǎn)生碟形沉降，由于上部結(jié)構(gòu)具