高层住宅建筑基础结构设计分析朱莉霞

高层住宅建筑基础结构设计分析朱莉霞

朱莉霞

（无锡鹏润房地产开发有限公司，江苏无锡214000）

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，我国的建筑行业迅速的发展起来，要想确保建筑行业的发展，一定要对基础结构的设计进行完善和健全。基础结构的设计是整个工程结构设计的最为重要的一个环节，必须要认真对待。本文就高层住宅建筑基础结构设计作简要的分析，以期待能对该建筑业的进步贡献一点力量。

关键词：高层住宅建筑；建筑行业；基础结构

引言

高层住宅建筑的竖向荷载比较大，由于风荷载、地震荷载的影响，其倾覆力矩就会呈现出成倍的增长趋势。高层住宅建筑基础结构设计的要求比较高，需要有良好的水平、垂直承载力，还需要有效地控制倾斜、沉降等问题，使其处于可控的范围内，从而使建筑物的稳定性得到保障。

1高层住宅建筑基础结构设计特点

1.1轴向变形与侧移

高层住宅建筑中，框架中柱的轴压应力要明显比边柱的大，中柱的轴向压缩变形也要比边柱的更加明显。不同于多层、低层建筑，在高层住宅建筑结构设计中，结构侧移是十分重要的影响因素，随着住宅建筑高度的增加，在水平荷载作用下，结构侧向变形也会大幅度增加，与建筑高度的4次方成正比例关系。结构的侧移需要被控制在一定范围内。

1.2水平荷载

对于低层建筑，结构设计通常是由竖向荷载进行控制的，在高层住宅建筑中，虽然竖向荷载会影响结构设计效果，但是起到决定作用的却是水平荷载。其一，楼房的自身重量及楼面使用的荷载在竖构件中造成的轴力、弯矩数值，与楼房高度的一次方成正比例关系。对于水平荷载，其对结构产生的倾覆力矩、在竖构件中造成的轴力与楼房高的二次方成正比例关系。其二，建筑达到一定高度，其竖向的荷载基本上定数的，对于风荷载及地震等水平荷载的影响，依据不同的结构动力性，其数值也会呈现出一定的变化。

1.3结构延性与抗震设计

为保证塑性变形后，结构的变形能力依旧比较强，避免出现倒塌等事故，就需要科学地对工程构造进行处理，从而使其延性得到保证。高层住宅建筑结构设计中有抗震设计，不仅要对其风荷载、竖向荷载等进行分析，还需要使结构有好的抗震性能。

1.4地基条件造成的影响

上部结构和基础的受力是由所在区域的地基土的均匀性和可压缩性决定，若是工程的施工处的地基土并不能压缩的时候，例如该区域在岩石层上，基础结构不会有整体性的弯曲，而且有且仅有极弱的局部性的弯曲，这样上层结构就不可能由于不均匀的沉降而导致次应力的发生。但实际的施工场地的地基土大多数是可以被压缩的，并且大都是不均匀的分布，如此便会使得基础结构各个区域的弯矩分布完全不同，地基和基础的接触部分也有可能发生摩擦。由于有土层自身的强度不高，能够提供的摩擦力比较小，通常不大于土层的抗剪强度。此外，摩擦力也有可能被孔隙水压力影响。此外，比如土壤的蠕变、基础结构的相对柔度以及外荷载的分布情况都会给界面条件造成影响。所以对于摩擦给界面造成影响的预估，应由完全的光滑至完全的黏着来进行，避免出现大的错误。

2高层住宅建筑基础结构设计要点

2.1箱形或筏型基础设计

若高层住宅建筑工程地基承载力不够均匀，建筑对地基基础承载力要求较高，就可以使用箱形或筏型基础。此外，若高层住宅建筑工程中有地下室，要应用筏型基础，将筏型基础作为地下室，并保证其作用得到充分的发挥。在进行箱形或筏型基础设计时,降低基础整体弯曲应力的工作是比较难的。因此在设计过程中需要将基础与高层住宅工程上部结构看做一个整体，通过共同作用分析法设计。共同作用分析法就是在高层住宅建筑工程基础设计过程中，将上部结构与基础、地基作为整体，保证三者实现平衡的保持力、协调的变形力。相比于传统的方法，共同作用分析法更加科学，涉及到的范围广，但也在一定程度上使设计难度增加。随着计算机硬件、软件要求的提升，投资成本也是比较高的.

2.2框架结构基础设计的要点

在设计高层建筑框架结构基础过程中，基础尽可能的以柔为主，但当地基土处于高压缩性情况下时，基础在偏向于刚。当采用桩基时，可以采用变刚度布桩的方式，以此来对地基或是桩基的竖向支承刚度进行调整，尽可能的降低产生的差异沉降，确保基础或是承台内力的减小。

2.3桩箱基础设计

桩箱基础就是一种桩基础与箱形基础一起承载受力的基础形式，其沉降量不大，有很强的抗弯刚度以及卸载能力，这种桩箱基础一般被应用在地基较软地区建设的高层建筑、重型建筑及对沉降要求高的高层住宅建筑中。桩箱基础设计中，布桩方法的选择是难度比较大的。由于不同位置地基土的性质是不同的，因此在设计过程中需要选择合适的布桩方法，从而使基础底板的受力得到分载，保证基础底板的受力能够实现均衡的状态。如果受力不均匀，为实现受力均衡的目的，可以适当的增加中间位置的桩间距。

3高层建筑基础设计中应注意的问题

3.1参与变形协调，减少不均匀沉降

基础结构介于上部结构与地基土之间，其刚度大小及其在平面上的分布，对调整不均匀沉降、减少整体和局部挠曲至关重要。例如：多、高层建筑中，当采用条形基础不能满足上部结构对地基承载力和变形的要求，或当建筑物要求基础具有足够的刚度以调节不均匀沉降时，可采用筏型基础。筏型基础的平面尺寸，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与上部结构竖向永久荷载的重心重合。当不重合时，在荷载效应准永久组合下，宜通过调整基底面积使偏心距符合要求。

3.2加强建筑结构体系的建设

一个良好的建筑结构体系的建立是一个建筑工程非常关键的一部分。因此，在实际的高层建筑工程施工过程中，建立一个完整的、有效地高层建筑基础结构体系能够在很大程度上避免一系列潜在的工程问题。在高层建筑的施工现场，高层建筑基础结构设计人员对建筑结构体系的变化的应对是十分灵活的，具有相当大的发展方向和发展空间。通常而言，如果建筑结构体系非常规范良好，对于高层建筑竖向压力的变化就可以很好的适应，但是在实际的情况中由于承重墙分布过于杂乱或者是其它问题的存在，必须加强对高层建筑结构体系的建立工作。

结语

随着时代的进步和社会的发展，建筑行业取得了显著的进步。如今的高层住宅建筑基础结构设计更是受到了社会的广泛关注，高层住宅建筑的结构基础不但要有着足够的安全性和稳定性，还需要有不断地优化和创新，不断的完善。基础结构在高层建筑中的作用越来越重要，但是其设计还受到各种外界因素的影响，例如上部结构以及地基土等等因素。在进行设计时还要充分的考虑到地基、上部结构和基础三者的共同作用，全面而又综合的设计考虑能够使工程施工工程中避免众多潜在的麻烦。此外，设计人员的专业修养也会对设计造成影响，扎实的专业基础和良好的责任心会使基础结构的设计遇到的困难迎刃而解。高层住宅基础结构的设计使整个工程设计的关键环节，建筑公司应重视这一环节，认真做好自己的工程项目，一起为建筑业的发展做出自己的贡献。

参考文献

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