高层建筑基础设计中的应用
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高强预应力管桩在多高层建筑基础设计中的应用
高强预应力管桩在多高层建筑基础设计中的应用
增城市城市规划设计室赖伯舟
增城市第筑工程公司阮伟权
一、前言
经过近几年的实践，高强度预应力混凝土管桩（ＰＨＣ）以其桩身混凝土强度高，适应性广，耐冲击性能好，穿透力强，具有承载力高，抗弯抗裂性能好，施工快捷、方便，质量稳定可靠，耐久性好等优点，而被广泛应用于高层建筑基础。
二、工程概况
增城市妇幼保健院门诊大楼，占地面积约550平方米，呈“▃”字形，共计九层。首层楼高5.0米，为侯诊大厅；二～九层为各门诊科室，层高二层3.5米，天面层设有水池、洗衣房。结构采用框架结构。该建筑物按规规定为二级建筑物，抗震等级为三级，抗震设防烈度为6度。场地为旧房拆除地，并已清理成平整的场地。
三、场地工程地质状况
通过钻探揭露，场区上部为第四系覆盖土层，下伏为震旦系片麻岩风化层。第四系覆盖土层由人工堆积，冲积和残积层组成，厚度可达30－40米，土质均匀。
地层由上至下分别为：
（１）杂填土：灰白色，湿，软弱，由粉土堆填，属高压缩性土，工程性能差，层厚4.6米。
（２）粘土：砖红色，花斑状，可塑，质纯，粘滑。属中压缩性土，工程性能差，层厚1.3~4.9米。
（３）细砂：土黄色，饱水，松散，含大量粉粘粒。层厚6.1~7.0米。
（４）粉质粘土：灰色，粘滑，软塑，为冲击土。属中压缩性土，工程性能差，层厚1.2～2.5米。
（５）粉砂：灰黑色，松散，饱和，总体略软弱，局部为粉土。属中压缩性土，工程性能差，层厚1.7～4.7米。
（６）砾砂：土黄色，饱水，中密－密实，含细砾石：0.2－0.5厘米大小，呈次圆次棱角形，成分以石英、硅质岩为主，含量差别大（10%
－ 70%）。
可作为多层建筑桩端持力层，层厚7.3~11.9米。
（７） a、砂质粘性土：灰褐色，稍湿－湿，以硬塑为主，上部较软，往下渐硬，底部近风化花岗岩，原岩结构清晰，含砂量不大，含亲水矿物，遇水易软化、膨胀。为较为理想的桩端持力层，层厚大于4.1米。
b、ZK2钻孔揭露为砂质粘性土：褐黄色，稍湿－湿，硬塑－坚硬。花岗岩全风化形成的未经搬运的残积土。底部为全风化岩。为较为理想的桩端持力层，该层未揭示。
本场地地貌简单，地形平坦，无不良地质现象，属二类场地；场地水对混凝土无侵蚀性。地基各土层承载力参数列于表１。
表1
土层号岩土名称预应力混凝土管桩标贯
N63.5
qsk (kPa) qpk (kPa)
②-1 粘土 20 11.00
②-2 细砂 20 4.80
③粉质粘土 30 16.50
④粉砂 50 31.30
⑤砂砂 38 2600 41.60
或⑥砂质粘土 35 2500 17.30
⑦全风化花岗岩 80 2800 57.00
四、基础方案
（１）本工程选用高强预应力混凝土管桩（ＰＨＣ），直径为D=400，壁厚为125，C80高强预应力混凝土管桩桩身容许承载力为［Ｒ］＝
1800kPa，承载力标准值Rk=1800kN，桩长约17~20米，以冲积沙砾层为桩端持力层，桩端进入持力层1.0米。接桩采用焊接，桩头锚入承台100，在桩头插入4Ф22,长2.0米，其中1.0米。
锚入桩并浇C30混凝土封堵。
（２）单桩承载力的确定：高强预应力混凝土管桩单桩竖向承载力是按桩身额定强度来确定，利用经验公式进行估算，通过现场静荷载
试验确定。管桩因管桩外径、壁厚、混凝土强度等级等因素而承
载力不同。桩身额定强度，《地基基础设计规》DBJ08-11-89
采用了美国UBC和ACI的计算公式形式，桩身结构强度按下式验算：σ≤(0.20～0.25)R－0.27σpc
式中σ桩身垂直压应力，单位同R；
R 边长为20cm的混凝土立方体试块的极限抗压强度；
σpc 桩身截面上混凝土有效预加应力。
我国管桩生产厂家流行的算式是套用日本和英国的公式，即
Rb＝1/4(fc－σpc )·A
式中Rb 管桩桩身额定承载力；
fc 管桩桩身混凝土设计强度，如C80时，取fc＝80Mp a；
σpc桩身有效预压应力；
A 桩身有效横截面积。
建设实业集团公司副总工王离高工提出了华南地区管桩单桩竖向承载力标准值的经验公式：
Rk=100NAp+UpΣqsiLi
式中Rk 管桩竖向承载力标准值；
N 桩端处强风化岩的标贯值；
Ap 桩尖（封口）投影面积；
Up 管桩桩身外周长；
Li 各土层划分的各段桩长；
qsi 桩周土的摩擦力标准值，按GBJ7-89规附录十五所
列数值的上限（高值）取用，强风化岩的qs值取150kPa。
公式适用围：（１）管桩桩尖必须进入N≥50的强风化层，
当N＞60时，取N=60；
（２）当计算出来的Rk大于桩身额定承载力
Rb 时，取Rk为额定承载力Rb 。由于管
桩单桩竖向承载力设计值在3500kN
以下，因此多数工程都是以静荷载试验
来确定其承载力。
单桩承载力根据省《预应力管桩基础技术规程》（征求
意见稿）估算。
按照该规程公式：
Rk=rsusqsiLi+rpqpAp
式中Rk 单桩承载力标准值（kN）；
rs 桩周土摩擦力调整系数；
us 桩身周长（m）；
qsi 桩周土摩擦力标准值(kN/m2)；
Li 各土层划分的各段桩长(m)；
rs 桩端土承载力调整系数；
qp 桩端土承载力标准值(kN/m2)；
Ap 桩身横截面积(m2)。
（３）由于工期较紧，而且附近有已完成的相似的基础工程可参考，
所以采用按照华南地区经验公式计算所得的单桩竖向承载力
Rk=1800kN作为本工程所采用的单桩承载力。在打桩过程中
采用PDA应变作为辅助观察，以有效的控制桩的贯入度，进
而保证质量。由于该工程地处城区，又是医院，不适宜进行打入式施工，故采用YZY-240静力压桩机入桩施工，以桩长为主、按设计荷载2倍的压力压下时，卸载后复压1~2次的最后贯入度为辅的双控指标。待基础工程施工完毕后，再按实际情况依照《建筑桩基技术》（JGJ94-94）的要求进行静荷载试验检验单桩承载力。
五、桩的检测
（１）桩基质量无损检查：本工程共抽16根桩（占总桩数的15%）采用低应变动力检测反射波法进行检测。检测的目的主要通过动测
方法检查桩基的质量，包括桩身的完整性（桩身断裂、桩身各节
的连接情况）及混凝土的质量（混凝土的胶结情况）和动测推算
单桩承载力等。检测的16根桩，实测纵波波形曲线规律性较好，
未见明显的桩间反射波异常，且均可观测到桩底反射波信号，表
明这16根桩桩身完整，连接良好，未出现明显的桩身质量问题
（检测结果表略），动测推算的整桩混凝土的平均抗压强度及单桩
承载力能达到设计要求，均评为一类桩即良好桩。
（２）静荷载试验全部采用工程桩进行，在考虑了动测结果、施工情况、平面分布等因素后，选取了下列三根桩进行试桩。试桩的Q－s
曲线见附图１。三根桩的静载均是加荷至2.0[Rk]时停止加载试验。
结果表明：三根桩在各荷载的作用下，桩顶沉降量较小，而且
Q－s曲线平稳，说明承载力达到设计要求。但卸载后，发现沉
降的回弹力偏小。
六、小结
通过该工程的设计实践，基本上掌握了高强度预应力混凝土管桩在增城地区的地质参数和基本控制条件。由试桩Q－s曲线等综合分析对比后，认为该基桩设计的地质参数在原设计取值的基础上还可以进一步提高，在桩施打过程中，控制贯入度小于30（YZY-240静力压桩机）的要求不是十分合理，最后贯入度的取值与压桩荷载、落距、桩长、桩的直径及地质构造等条件、桩端进入持力层的厚度、桩的承载力等因素有关，对此还须在实践中加以摸索。
参考书目
１．王离．高强度预应力混凝土管桩的应用和施工．建设开发公司，1992．２．桩基工程技术．：中国建材工业，1996．
３．建筑地基基础设计规（GBJ7-89）．
４．王离．预应力管桩基础设计应注意的问题．建设开发公司，1996．2002年5月10日
高层住宅建筑的基础结构设计 摘要：随着我国建设经济的不断发展，高层住宅建筑越来越普遍，不仅缓解了城市的建设用地，还最大程度运用了空间，高层住宅建筑基础结构的设计是项比较复杂系统的工程，本文就高层住宅建筑的基础结构设计进行了分析讨论。 关键词：高层住宅；建筑；基础结构；设计 Abstract: With the continuous development of China’s construction economy, high-rise residential buildings is becoming increasingly common, not only to ease the city construction land, but also maximizing the space, the design of high-rise residential building infrastructure is a complex systems engineering, this articlethe basic structural design of high-rise residential buildings are analyzed and discussed. Keywords: high-rise residential; buildings; infrastructure; design 随着我国社会经济发展，城市化进程加快，越来越多的高层住宅建筑被建设，这种高层住宅建筑不仅有效缓解了城市用地面积，还最大化地运用了空间，随着人们生活水平提高及科技迅速发展，人们对高层住宅建筑要求越来越高，进行高层住宅建筑设计时，对其合理性及经济性的把握是很重要的。 一、基础结构设计概述 1.高层住宅总体指标控制 在高层住宅建筑设计时，要对地震及风荷载作用下的水平位移限值进行计算，从而判断其结构抗震是否符合要求，并对地震及风荷载作用之下建筑物底部的剪力及总弯矩进行判断，还有自振周期及结构振型曲线等均应进行计算判断，这些相关的总体指标能够对高层住宅建筑进行总体判别，当周期太短及刚度太大时，会造成地震效应增大，并导致不必要材料浪费，可刚度太小的话，结构变形就会增大，影响其使用性能。对结构布置扭转实施控制时，需要考虑偶然偏心对地震作用的影响，高层住宅建筑竖向构件最大层间位移及水平位移不能比该建筑楼层平均值1.2倍要大，对于顶层构件可暂不考虑。 2.高层住宅建筑中的基础结构设计 在基础结构设计的时候，要注意构件延性，可依据相关规范进行梁内恰当钢筋的配置，现在短肢剪力墙高层住宅为满足埋置深度要求，通常会设置地下室，其基础所采用的是桩筏基础，对桩给予合理选型，能够对整个高层住宅地下室设计经济性产生很大影响。在基础选型上可进行方案比较，并选出较为合理经
高层建筑基础结构设计探讨 发表时间：2018-04-18T15:19:14.887Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第32期作者：刘少龙[导读] 对于高层建筑来讲，其主要由上部结构、基础和地基等三部分构建成为一个完整的体系。 摘要：高层基础在结构体系中是非常关键的组成部分，由于建筑自身高度较大及层数较多，竖向荷载很大，这些都会导致在风荷载及地震荷载作用下的高层建设倾覆力矩会成倍增长，因此，基础结构设计要科学合理，才能为建筑提供更好的竖直和水平承载力。本文主要对高层建筑基础结构设计选型及要点进行探讨，供同行借鉴参考。 关键词：高层建筑；基础结构；设计；结构选型；要点 前言 对于高层建筑来讲，其主要由上部结构、基础和地基等三部分构建成为一个完整的体系，而且三个部分相互依托，相互作用。因此在高层建筑基础结构设计过程中，要对上部结构刚度、地基条件和基础受力等所带来的影响进行充分考虑，并在此基础上来选择适宜的基础结构形式，依托于相关理论来完成地基和基础的设计，尽可能的减少基础内力和沉降，确保基础结构具有较好的经济性，这对于整个工程项目的顺利实施具有极为重要的意义。 一、高层建筑基础结构设计理论 （一）上部结构的刚度对基础受力状况的影响上部结构的刚度关系到基础受力状况，假设上部结构为绝对刚度情况下时，当地基出现变形现象时，其各竖向构件会出现下沉现象，下沉时具有较好的均匀性。针对于这种情况下，在具体设计过程中，如果忽略竖向构件抗转运能力，基础梁的不动铰支座的作用可以由竖向构件支座来替代，将二者等同，这样基础梁则等同于倒置的连续梁，出现整体弯曲的可能性几乎没有，但会有局部弯曲现象产生。假设上部结构为绝对柔性，在这种情况下上部结构没有约束力作用于基础，一旦基础梁出现局部弯曲，势必会导致整体弯曲情况发生。对于上部绝对刚性或是上部绝对柔性情况下，基础梁无论是在内力大小或者是在内力分布方面都会存在一定的差异。在实践损伤过程中，结构物多处于这两种情况之间，具体需要依靠计算软件来对其整体刚度进行分析。因此在具体高层建筑基础结构设计过程中，可以适当地增加上部结构的刚度，但这需要在地基、基础和荷载等条件不变的情况下进行，这样基础的相对挠曲和内力则会相应减少，上部结构自身内力得以增加。 （二）地基条件对基础受力状况的影响基础受力状况还会受到地基条件的影响，这种影响多来自于地基土的压缩性和分布的均匀性。当地基土质较好，不具有可压缩性时，基础结构整体弯曲现象也不会发生，即使发生局部弯曲，但这种情况出现的机率也不大，这种情况下下部结构也不会有次应力产生。但在实际高层建筑建设过程中，地基土完全处于不可压缩状态的情况几乎不存在，地基土多少会存在可压缩性，并存在分布不均匀性，因此基础弯矩的分布也存在较大的差异。这种情况下，基础与地基界面处会产生不同程度的摩擦，但基于土自身的强度来讲，基础与地基界面之间摩擦时产生的摩擦力较小，这种摩擦力会处于土的抗剪强度以下。在地基土孔隙水压力出现变化时，必然也会导致压缩时摩擦力的大小和分布情况的改变。而且界面并不简单的受来自于基础的影响，外荷载、基础柔度和土蠕变也会对界面情况带来一定的影响，在估计对界面摩擦影响情况时，需要针对完全光滑至完全粘着这两种极端情况来进行考虑。 （三）上部结构与基础和地基共同作用的概念及分析方法在高层建筑基础结构设计过程中，要明确上部结构、地基和基础三者之间的不可分性，这三者作为一个整体，其连接点和接触点都需要满足变形协调的条件，这样才能更准确的对整个系统的变形和内力进行求解。在高层建筑中，由于上部结构和基础多是由梁和板共同组成，因此要想建立上部结构和基础的刚度矩阵，则能够采取的分析方法较多，如有限单元法、有限条法、有限差分法和解析方法等，同时还要依托于变形协调条件，将其与地基的刚度矩阵有效的耦合起来。当前地基可以根据实际情况来选择具体的地基模型，并建立地基刚度矩阵。 二、高层建筑基础选型工作 （一）高层建筑基础选型的影响因素在进行高层建筑基础选型过程中，其影响主要来自于高层建筑上部结构、地质条件、周围环境及高基础桩种类等几个方面。对于高层建筑基础结构来讲，上部结构直接影响到高层建筑基础的类型、深度和浮力等参数，不同的上部结构会对高层建筑基础荷载的大小和分布带来不同的影响，在具体设计时需要设计人员要给予充分的重视。而且在具体设计过程中，当高层建筑上部结构及地下室种类和形状不同时，其所产生的沉降幅度和变形幅度也会存在差异，进而对高层建筑的基础选型带来较大的影响。对于地质条件对高层建筑基础选型所带来的影响，可以从两方面入手分析。其一，考虑来自于地基持力层所带来的影响，由于持力层需要承担高层建筑的基础荷载，因此在高层建筑基础选型时需要以持力层承载能力大小和压缩变化幅度为依据。其二要考虑穿越土层的基本状况，即所选的高层建筑基础类型来综合考虑土层中地下水和桩基穿越能力的实际情况，这样才能选择出适宜的基础类型。高层建筑基础类型还会受到来自于施工中空间因素的影响，因此在具体选型时要选择利于施工及具有较好稳定性的基础类型。由于高层建筑基础桩基的入土和挤土过程中会产生挤土效益，并对周边建筑和地下管网带来较大的影响，因此在选型时尽量选择挤土效应最小的桩基形式。而且基础桩种类不同时，其尺寸也会存在差异，因此基础桩的类型和规格要根据持力层特性、安全性要求及高层建筑负荷等方面进行具体的考虑。另外，还要考虑施工工期这一因素，需要在保证高层建筑基础施工速度、施工质量和施工效益的基础上来选择适宜的基础类型，以此来确保高层建筑基础的持续性、稳定性和安全性，全面兼顾到高层建筑的总体价值。 （二）高层建筑基础选型的基本原则在进行高层建筑基础选型过程中，需要遵循多样性、经济性和总体优化等原则。即在高层建筑基础选型过程中，要求设计人员要对各种高层建筑基础类型进行掌握，并从中选择具有较高社会和综合价值的基础类型。在具体基础选型过程中还要考虑到成本和施工进度，以此来确保达到最佳的经济效益。
高层建筑结构设计常见问题探讨 摘要：近年来，建筑高度的不断增加, 风格的变化多样，给高层结构设计提出了新的课题和挑战。本文就结构设计中特别要注意的几个问题进行了分析。 关键词：高层建筑; 结构设计;常见问题 一、高层建筑结构设计特点 1 高层建筑结构设计的特点 1.1 水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 1.2 轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响造成连续梁中问支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。 1.3 侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下
结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 1.4 结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高层建筑结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。 二、根据不同类型高层建筑，选择合理的结构体系 2.1结构的规则性问题 新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。 2.2结构的超高问题 在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为a 级高度的建筑外，增加了 b级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为 b级高度建筑甚或超过了b 级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
关于高层建筑结构设计的探讨 摘要：随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。本文主要阐述了某高层建筑结构体系及其地基基础设计、结构计算结果分析，最后针对高位转换的加强措施进行分析论述，仅供参考。 关键词：高层建筑，结构设计，措施 1工程概况 该工程总建筑面积65182m2，主塔楼地面以上84米，共25层（1~6层为裙房），其中1~６层为商业用房，层高4.2~5.5米,７层为住宅会所，８至25层为住宅,层高2.9米。塔楼平面为U形。地面以下为两层地下室，底板顶面标高为-8.7米,地下室主要用于设备用房和小汽车库,其中地下二层为平战结合六级人防地下室。 本工程各土层（岩层）从上至下划分为:①人工堆积层:以素填土为主，平均厚度2.57米;②耕土层:主要成份为粘质粘土或粉土平均厚度1.6米;③冲积层:以粉土为主,局部夹有粉砂和中砂,平均厚度1.79米;④残积土:以粉土为主,平均厚度4.34米;⑤全风化岩:岩石已风化成粉土或粉质粘土平均厚度1.4米;⑥强风化岩:岩芯多呈半岩半土状,平均厚度2.67米：⑦中风化岩:以褐红色粉砂岩为主,局部夹微风化岩,层厚1.5~9.4米,平均厚度5.73米;⑧微风化岩:以砾岩为主,部分为粉砂岩,顶部埋深13~23.3米。 本工程基本风压值Wo =0.5KN/m2,按7度近震设防，Ⅱ类场地。 外墙及分户墙为190厚砌块,内隔墙为120厚砌块，砌块容重为13kN/m3。2结构体系及其设计
经综合分析和技术经济比较，本工程主塔楼及裙房均采用框架—剪力墙结构体系，裙楼竖向结构由电梯井筒、落地剪力墙及框架组成；主塔楼竖向结构由电梯井筒、剪力墙肢、短肢剪力墙组成。根据使用功能需要, 将主塔楼四周框架柱在7层以上转换为短肢剪力墙，第六层设梁式转换层。抗震等级按高层建筑正常提交一级采用：剪力墙取为一级，框架采用一级。 由于转换层高度受限制，为减小转换梁截面尺寸，改善结构的受力性态，经与建筑设计配合，尽量使短肢剪力墙一端支承在框支柱上，使得短肢剪力墙与转换梁协同工作，减小转换梁单独工作时的应力集中。 表1 墙柱截面取值及其变化层次 表2 砼强度等级取值及其变化层次
高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切，其中依据轧受力特性的不同，单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙，对应的也会有不同的截面应力分布，所以，在对位移和内力进行计算时，也应该对不同的计算和设计方法进行使用，将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算，能够应用到各类剪力墙之间，然而，也有一定的弊端存在于这种方法中，其有着较多的自由度。所以，在具体的应用时，较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系，其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载，筒体主要承受水平荷载，变性特点类似于框架剪力墙，但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段，有三种类型的分析方法：主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法，其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构，是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较
多，然而，连梁连续化假定方法会经常被使用，在对位移协调条件进行计算时，应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计，将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而，应该考虑需求和因素量会存在的差异，所以，也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载，对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中，尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响，然而，水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数，在高层建筑的结构设计中，水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先，由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能，对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中，并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力；其次，就高层建筑结构而言，地震作用和竖向荷载，也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同，在高层建筑结构设计中，结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量，结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中，不但规定结构要有一定的强度，对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受，同时，还应该确保具备一定的抗侧刚度，确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。
高层建筑结构设计 名词解释 1. 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而 设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置 轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 8. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力?-P 效应的主要参数。 10. 抗推刚度（D ）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产 生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的 变形特征是呈剪切型的。 14. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受 轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹 塑性状态。在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固 端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作一次分配即结束。 第一章 概论 （一）填空题 1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
一、填空题： 1、《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》中规定10层及10层以上或房屋高度大于28m得建筑物为高层建筑。 2、地基模型就是研究土体在受力状态下土体内得应力-应变关系。 3、有限压缩层地基模型就是以分层总与法为基础，运用辛布奈史克公式求得得。 4、温克尔地基模型一般适用于力学性质与水相近得（土体中剪应力很小得）地基。 5、采用天然浅基础时，筏板基础得最小埋深不宜小于建筑物地面以上高度得1/12。 6、《高层建筑箱型与筏板基础技术规范》JGJ6-99规定将按局部弯曲算出来得顶、底板得纵横向支座钢筋得1/2-1/3贯通全跨，且贯通钢筋得配筋率不小于0、15%与0、10%。 7、桩端进入持力层得深度对于粘性土、粉土不宜小于2d，碎石土不宜小于1d。 8、《建筑桩基技术规范》对于桩中心距不大于6倍桩径得桩基，其最终沉降量计算可采用等效作用分层总与法。 二、问答题： 1、高层建筑基础设计方法经历了哪几个阶段？各有什么优缺点？ 答：三个阶段： （1）基本不考虑共同作用得阶段。 优点：简单、方便，力学概念清楚。缺点：忽略了上部结构基础、
地基得变形协调，造成基础内力计算得偏差与地基计算得偏差。 （2）仅考虑基础与地基共同作用得阶段。 优点：设计理论化、系统化。缺点：忽略了上部结构得刚度贡献，其结果夸大了基础得变形与内力，引起配筋及材料得浪费；且计算冗繁。 （3）开始全面考虑上部结构与基础与地基共同作用得阶段。 优点：较真实地反映其实际工作状态，可根本上提高与改善高层建筑基础设计得水平与质量，设计最为经济合理。缺点：尚处于发展与完善中。 2、常见得线弹性地基模型有哪几种？ 答：主要有四种：文克尔地基模型、利夫金模型、弹性半无限地基模型（均匀各向同性地基模型）、有限压缩层地基模型（分层地基模型）。 3、什么就是筏板基础？如何区分筏板基础与箱型基础？ 答：（1）筏板基础就是指柱下或墙下连续得平板式或梁板式钢筋混凝土基础。 （2）箱型基础就是由底板、顶板、侧墙及一定数量内隔墙构成得整体刚度较好得单层或多层钢筋混凝土基础。其内、外墙沿上部结构柱网与剪力墙纵横均匀布置。与筏形基础相比，箱型基础有更大得抗弯刚度，只能产生大致均匀得沉降或整体倾斜，从而基本上消除了因地基变形而使建筑物开裂得可能性。箱型基础埋深较大，基础中空，从而使开挖卸去得部分土重抵偿了上部结构传来得荷载，因此，与一
谈高层建筑结构设计的探讨 摘要：随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高。业主及建筑师的创新艺术使得钢筋混凝土高层建筑发展被广泛应用。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求，各方面需要注意的问题都应考虑到。本文高层建筑结构设计分别从结构设计的特点、结构优化设计的方法与提高高层抗震性能的措施进行探讨。 关键词：高层建筑；结构设计；优化措施 abstract: with the rapid increase of china’s national economic development and people’s life. the owner and architect’s innovative art of the reinforced concrete high-rise building development is widely used. structure design of high-rise buildings put forward higher requirements for the engineering design, the problems that need attention should be given to the. in this paper, structure design of high-rise building from the method of optimum design, structural design features of the structure and improve the seismic performance of high-rise measures are discussed. key words: high-rise building; structure design; optimization measures 中图分类号：tu3 一、高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置。不同结构
目录 一、超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异 (2) 二、结构设计特点 (3) 2.1 重力荷载迅速增大 (3) 2.2 控制建筑物的水平位移成为主要矛盾 (4) 2.2.1 风作用效应加大 (4) 2.2.2 地震作用效应加大 (4) 2.3 P△效应成为不可忽视的问题 (4) 2.4 竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大 (5) 2.5 倾覆力矩增大。整体稳定性要求提高 (5) 2.6 防火、防灾的重要性凸现 (5) 2.7 建筑物的重要性等级提高 (6) 2.8 控制风振加速度符合人体舒适度要求 (6) 2.9 围护结构必须进行抗风设计 (6) 三、结构设计方法 (6) 3.1 减轻自重减小地震作用 (7) 3.2 降低风作用水平力 (7) 3.2.1减小迎风面积 (7) 3.2.2 降低风力形心 (7) 3.2.3 选用体型系数较小的建筑平面形状 (7) 3.3 减少振动。耗散输入能量 (7) 3．4加强抗震措施 (7) 3.4.1 选用规则结构使建筑物具有明确的计算简图 (8) 3.4.2 采用多个权威程序(如SATWE、TAT、SAP2000等)进行计算比较 (8) 3.4.3 进行小模型风洞试验，获取有关风载作用参数 (9) 3.4.4 采用智能化设计，提高结构的可控性 (9) 3.4.5 提高节点连接的可靠度 (9) 3.5超高建筑结构类型中的混合结构设计 (9) 3.5.1 混合结构的结构类型 (9) 3.5.2 型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制 (10) 四、高层建筑结构方案选择的主要考虑因素 (11) 4.1 抗震设防烈度是超高层结构体系选用首要考虑因素之一 (11) 4.2 超高层建筑方案，应受到结构方案的制约 (11) 4.3 超高层建筑结构体系中结构类型的选择 (12) 4.3.1 拟建场地的岩土工程地质条件的影响 (12) 4.3.2 抗震性能目标的影响 (12) 4.3.3 采用合理的结构类型，应考虑经济上的合理性 (13) 4.3.4 施工的合理性的影响 (14) 五、关于结构的抗侧刚度问题 (15) 六超高层建筑结构的基础设计 (16) 6.1 天然地基基础 (17) 6.2 桩基础设计 (18)
探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点孙双全 发表时间：2018-10-17T18:20:39.560Z 来源：《防护工程》2018年第16期作者：孙双全[导读] 在高层和超高层建筑的结构设计工作中，面临的问题十分复杂，与普通建筑相比，高层和超高层建筑的结构设计工作难度更高 丹东市民用建筑设计研究院有限公司辽宁省丹东市 118000 摘要：在高层和超高层建筑的结构设计工作中，面临的问题十分复杂，与普通建筑相比，高层和超高层建筑的结构设计工作难度更高。为了解决高层及超高层建筑结构设计的难题，有必要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨研究，这对我国城市发展以及建筑行业的发展都将起到重要的意义。基于此，本文就复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行了分析探讨，以供参阅。 关键词：复杂高层；超高层建筑结构；设计要点 引言：我国市场经济近些年的发展进程越来越快，导致当今市场对于复杂高层和超高层建筑工程的建设需求不断得到提高。在实际建设的过程中，其复杂程度不断得到加深，尤其是在结果设计的方面更加复杂，要想使建筑物的安全性和经济性得到有效的保证，就要使相关的结构设计工作做好。针对复杂的高层建筑和超高层建筑，要以其自身的承受强度为基础，开展相关的抗震设防的设计工作。 1高层建筑结构设计方案考虑因素 1.1建筑结构方案与类型选择要点 根据大量实践经验总结，复杂高层与超高层建筑结构设计在结构方案与结构类型选择时，应充重视起建筑结构的规则性与均匀性，并在设计过程中尽可能提高建筑结构的规则性与均匀性，提高建筑结构传力途径的直接性，保证传力途径明确清晰，尤其是抗侧力传递途径与竖向受力传递途径。对结构方案进行合理的设计，对结构类型进行合理的选择，并使结构方案与结构类型之间相互协调统一。同时，从建筑行业长远发展角度分析，建筑结构方案与结构类型选择还应充分考虑可持续性发展原则。 1.2建筑结构方案与类型的确定 为保证复杂高层与超高层建筑施工的顺利进行，保证建筑施工质量符合国家有关标准规定，在确定建筑结构方案与结构类型时，应结合工程实际，依据具体情况，全面考虑各相关因素来进行，以确保结构方案与结构类型满足整个建筑结构设计要求。鉴于复杂高层与超高层建筑结构设计不同于一般的建筑结构设计，设计难度更高，对设计人员技术水平要求也更高，所以除了需要从工程实际出发对各种因素充分考虑之外，还需要委任专业知识扎实、技术水平高、实践经验丰富的人才来对复杂高层与超高层建筑结构方案、类型进行设计，对整个建筑结构进行设计。 2复杂高层与超高层建筑结构设计要点 2.1抗震设防烈度 复杂高层与超高层建筑抗震设防烈度的设计是保证建筑物使用安全的重要设计内容。对于复杂高层与超高层建筑的结构设计要求，设计人员要根据其承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。然而，由于建筑物高度是不同的，这就意味着在进行结构设计时，要依据实际工程情况进行有针对性的设计。一般情况下，复杂高层与超高层建筑高度均超过300米，那么在结构设计时，就不适合将其设计在抗震设防烈度为“八”的区域，而更适合设计在抗震设防烈度为“六”的区域。由此可以看出，在设计复杂高层与超高层建筑结构时，要综合考虑抗震设防烈度的具体情况。这样做，不仅可以有效减少建设误差，还可以保障居民的生命财产安全。此外，提高复杂高层与超高层建筑结构设计中的抗震技术水平，能够在一定程度上增强建筑物的经济性和安全性。 2.2结构舒适度 确保复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度是树立“以人为本”重要结构设计理念的基础。从结构设计的一般方法来说，复杂高层与超高层建筑的结构是相对柔软的。因而，在进行结构设计的过程中，不仅要保证结构设计的安全性，更要满足建筑物使用人群对舒适度的要求。这就意味着要对高层建筑的高钢规程和混凝土规程作出明确的设计要求。这一过程是使高层建筑物的结构设计达到顺风向和横风向顶点的最大加速度的重要设计内容。结构舒适度分析是复杂高层与超高层建筑结构设计的重要组成部分。具体内容包括以下两方面：第一，对混凝土结构的建筑来说，其设计的阻尼比最好取0.05；第二，对于钢结构以及混合结构的建筑来说，其设计的阻尼比要根据工程项目的实际情况控制在0.01-0.02之间。这样一来，就可以在复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提升建筑物的舒适度水平。 2.3施工过程 在进行设计的过程中一定要充分考虑施工因素的影响，如在复杂高层和超高层建筑中，竖向构件的压缩变形会使建筑物的外形发生改变，而且影响建筑的内力分布。因此，为了避免建筑的外形发生改变，提高建筑结构设计的合理性，保证施工过程的安全，应对复杂高层和超高层建筑进行施工过程模拟和预变形演练。另外，在结构设计时，一定要注意复杂节点部位钢筋及钢材传力的可靠性，同时要考虑现场施工的可实施性。如在型钢混凝土梁柱节点中主筋与型钢相交时，通常采取以下4种处理措施：型钢表面焊接钢筋连接套筒；钢筋绕过型钢；钢筋与型钢表面加劲板相焊连；钢板上开洞穿钢筋等。在实际设计中，一定要合理选择处理措施，保证现场施工的可实施性。 2.4载荷计算 主要是在相应力的条件下，复杂高层和超高层建筑结构荷载队友建筑的稳定性和安全性具有直接的影响。和整体高度比较低的建筑进行比较，复杂高层和超高层建筑在水平和竖直方向的具体情况比较复杂，相关的设计人员要对荷载进行准确的计算，这样设计出来的方案才会起到积极的作用。 2.4.1地震载荷计算 针对复杂高层和超高层设计地震载荷计算，主要是对基础性内容进行基础性校核，当前复杂高层和超高层建筑结构自身的自振周期主要是在6.0～9.0s，而规范中的地震载荷主要的影响系数就是6.0s左右，需要以建筑设计实际需要为基础，设置地震荷载取影响系数为6.0～10s。 2.4.2风荷载计算
高层建筑基础设计的优化研究 摘要：目前，随着我国高层建筑的不断增多，使得其结构设计上的变化也越来 越多，人们开始广泛关注高层建筑的结构设计问题。在高层建筑结构设计中，基 础设计是十分重要的组成部分，加强对该部分的研究具有一定的现实意义。本文 将根据高层建筑的相关定义，深入分析高层建筑基础设计的策略，旨在提高我国 高层建筑结构的设计水平。 关键词：高层建筑；基础设计；优化 一、基本定义 高层建筑指的是超过一定层数或高度的建筑。而对于高层建筑的起始高度或 层数，各国的规定有所差别，并没有统一的绝对严格的标准。根据我国的《高层 建筑混凝土结构技术规程》中的有关定义：高层建筑结构指的是层数在10层或 10层以上的又或者是楼层高度超过28 米的钢筋混凝土结构。高层建筑的历史可 以追溯到几千年前，近现代以来，当世界范围内的各个城市的经济发展到一定的 水平之后，都专注于提高建筑的高度和层数。这是因为高层建筑的出现使用能够 给社会带来丰富的经济效益：首先，推动城市化进程，人口大规模集中化，高层 内部的横向和纵向的空间延展性便利了大规模的沟通，起到提高效率的作用；其次，以纵向发展代替横向发展，大面积建筑的用地因此而大幅度缩小，极大地节 约了有限的土地资源；此外还可以使得政府的建设投资大大减少，提高施工效率。而随之出现的就是高层建筑在设计上出现的诸多新的问题，只有解决了这些问题，高层建筑才能更好地为人类社会服务，发挥其应用的作用。 二、高层建筑地基基础设计的主要依据和基本要求 1.主要依据 对于高层建筑来说，其地基基础设计受许多种因素的影响，地面上的土质结 构以及地面下的岩土成分等都是外部的基本条件；而建筑本身的层高、地下室的 层数以及建筑的内部结构对地基的压迫程度也是建筑本身对地基基础的限制条件；除此之外，与之相关的抗震要求等对基础设计也提出了更高的要求，根据这几种 因素，再与工程设计的造价总体规划结合在一起，对地基基础做出整体而全面的 科学评估，就能够得出地基设计的基本数据。 2.基本要求 和一些普通的多层建筑设计进行比较，因影响高层建筑地基基础因素有很多，所以在设计期间要考虑的设计要求也变得愈加复杂。地基的牢固性、建筑结构的 稳定性与抗震性、地基竖向的承载力与横向的抗滑移、地基的沉降指数、地基土 层的抗压能力和地基压力变形范围等等，这些都是地基基础设计的基本要求。所以，在对地基基础进行设计时，不但要考虑到建筑外观设计上的要求，还需要考 虑到地面条件和建筑本身结构对高层建筑所提出的具体客观要求。目前，随着我 国模拟技术和勘测技术的越来越完善，给高层建筑设计提供了许多便利条件和可 靠数据，从而在一定程度上满足高层建筑最基本的安全性要求。 三、高层建筑结构基础设计的优化策略 为了优化建筑结构基础设计，满足安全性、经济性、功能性、环保性的要求，结合基础设计的实际情况，可采取如下策略。 1.建筑基础方案选择 建筑基础合理布置及选型一直是整个建筑结构的关键。即使是同一种场地地基，在基础形式上可供选择的余地很大。一般而言，建筑工程造价与施工难度直
高层建筑及复杂和超高层建筑的基础设计 摘要：为保证高层建筑使用过程的安全性，延长使用寿命，提出加强高层建筑基础设计的建议。本文首先浅谈高层建筑基础设计的特征，其次探讨了嵌岩桩、平板式筏形、桩筏等基础形式的特征及施工工艺等，最后分析了建筑基础设计的相关注意事项。希望与同行共同分享施工经验，共同优化高层建筑基础设计效果，推动建筑行业健稳、持久发展进程。在当代生活中，高层建筑与超高层建筑逐渐兴起，与传统建筑不同的是，高层建筑与超高层建筑在结构设计上均有着不同程度的复杂性。人们的居住需求和审美需求，同时对复杂高层和超高层建筑提出了相当高的要求。本文主要针对复杂高层和超高层建筑的结构设计进行分析。 关键词：高层建筑；基础设计；基础形式；施工工艺；复杂高层；超高层建筑；结构设计 1高层建筑基础设计特征 在对任何建筑物基础设计之前，一定要获得足够的材料，这些材料包括两大部分，即地质资料、与上部结构相关的资料。高层建筑通常需要更详细的资料，在分析地质材料过程中，应对地基类型作出科学判断并考虑其可能出现的问题，重点研究土层的分布规律，探查地下、地面水的活动情况；在分析上部结构过程中应重视建筑物体型的复杂性、结构类型及其传力体系。所有的成功的基础工程均应符合如下各项稳定性及变形要求[1]：（1）深埋足以防止基础底部物质朝向侧面挤出，这对优化单独基础及筏形基础施工质量均有很大现实意义。（2）埋深应在冻融以及植物生长诱发的季节性体积改变区段以下。（3）基础结构在抗倾覆、转动、滑动或防止土破坏等方面必需是安全的。（4）基础结构有较大能力去应对后续在场地或施工规格尺寸方面作出的改变，并且在出现重大改变时便于调整。（5）从基础设计采用的方法进行分析，其应具有经济性。 2高层建筑基础设计时的常用形式 2.1嵌岩桩基础 又被叫做嵌岩墩，桩体下段带有浇筑在岩体内的钻孔灌注桩，且其长度适宜。桩端嵌入岩体内的桩被叫做嵌岩桩。在对高层建筑基础设计过程中，已知上部结构传导到基础地面的载荷处于较高水平，故而通常会把结构相对稳定的微风化岩层或一定厚度的中风化岩层设为持力层，上部结构荷载传导至岩层过程中嵌岩桩发挥媒介作用。采用嵌岩桩基础设计高层建筑基础结构，桩尖承载能力较大，且桩侧与土两者之间还会形成一定摩擦力，促进持力层变形量趋于零，很容易符合上部结构荷载对基础承载能力提出的要求，且设计期间计算流程相对简易，但施工周期相对较长，桩身施工结束后一定要等到混凝土强度达到设计要求强度时，方可检测桩身质量，这会进一步延长工期，增加造价成本[2]。 2.2平板式筏形基础 平板式筏形是以天然地面为基础发展起来的一种基础形式，其施工期间对施工场地进行平整处理，使用压路机碾压地表土碾压，确保其密实度符合设计要求，在较密实的持力层，对钢筋混凝土平板进行浇筑施工，该平板是建筑物的基础。筏形基础是现阶段高层建筑中常用的基础形式，其具有刚度大、结构完整性优良等特征，可以实现对上部结构荷载的有效分散，进而降低基底压力，实现对不匀称沉降的有效调整，还能够跨越地基土局部软弱区或溶洞，其在抗渗透性方面体现出很大优越性。在现实施工实践中，筏形基础常用的形式主要有平板、梁板两类。梁板式筏形内的基础梁既能正放还能反放，正梁筏具有板面平整度高、利于排水、便于使用等优点，但其施工流程较繁杂；反梁筏板尽管施工流程较简单，但在排水与使用时需安设架空地坪[3]。整体分析，平板式筏形基础施工便捷、模板样式简单、卷材防水施工较简单，故而在高层建筑基础设计施工中有较宽广的应用前景。 2.3桩筏基础 基岩层所处地层相对较深是国内沿海城市的岩土地层结构主要特点，因为嵌岩桩基础基本上不能实现，故而只能选用桩基础，但由于摩擦桩的承载能力偏低，部分情况下难以迎合高层建筑上部结构荷载对基础承载能力提出的要求，因此该区段高层建筑基础设计可选择桩筏基础形式。桩筏基础为桩基与筏板基础的