高层建筑基础类型的选择与一般要求

高层建筑结构选型的影响因素和选取方法高层建筑结构选型的影响因素和选取方法在高层建筑设计中,结构设计赋予建筑物一个支撑骨架.该骨架型式及其空间关系的合理性不仅直接关系到建筑物的安全,而且关系到建筑物能否实现其预定的功能和能否达到预期的经济效益.依据工程实践经验,若高层建筑结构体系选型不当,同样难以做出安全可靠、经济合理的高层建筑结构设计.正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑的设计、施工乃至使用、维护而言,都具有至关重要的意义.1 高层建筑结构选型的问题当前我国高层建筑结构选型普遍不重视结构选型决策工作,而且缺乏一套完整系统、可行的方法来操作,仅以上部结构土建造价单一指标或几个易于转换成计量单位评估的定量指标来进行决策.因此高层建筑结构选型存在如下问题: 第一是影响因素的不确定性.结构选型决策工作具有很强的综合性,包含大量确定与不确定的因素,多因素共同作用的结果决定结构的型式,需要对诸多因素做大量细致分析.对一栋高层建筑来说,按当前常规做法是不太可能得到完善合理的结构型式的.选错结构型式,不仅会使高层建筑综合经济效益低下,而且使该建筑物给社会经济环境带来不良影响[1].第二是影响因素的多样性.结构体系的选择受到诸多条件和因素影响,除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性、施工条件、技术能力、施工工期、建筑材料和能源供应、建筑美学要求,包括建筑群及其环境的配合,建设场地的地形、地貌、自然灾害等等.一个合理的结构型式是通过进行多目标决策,将诸多因素统一协调而产生.而设计人员正是缺乏这种从整体( 或全局) 的综合经济效益出发来处理结构选型问题的观念,并由于缺乏处理模糊概念的方法和手段,不自觉地把不少本来为模糊的量忽略或当成确定性的,这使得设计变量和目标函数不能达到应有的取值范围,从而导致决策结果不是真正的最满意的.2 高层建筑结构选型的影响因素分析2. 1 高层建筑结构选型不合理的情况及原因分析2. 1. 1 超出建筑结构设计规范中规定的适用范围高层建筑的各种结构体系有各自的适用范围,我国《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》( 以下简称为《高规》) 给出了各类钢筋混凝土结构房屋适用的最大高度.首先房高超规.如高规规定对位于 IV 类场地的建筑或不规则建筑高度应适当降低.抗震规范条文说明指出: "不规则或在 IV 类场地上的结构,适用高度一般降低 20 % 左右.有框支剪力墙的结构,抗震的不利因素是明显的,适用高度一般降低 20 % ~30 %".有的不规则高层建筑高度未按要求降低.其次是剪力墙间距超规主要体现为框剪结构中超过高规中关于剪力墙间距的规定和在有框支墙的现浇剪力墙结构中,落地剪力墙间距超过《高规》规定.超过的原因主要是为满足建设方对大空间的要求.2. 1. 2 选用建筑设计规范中没有的结构体系近年来,由于建筑功能、建筑艺术以及城市规划的需要,高层建筑不仅在层数、高度上迅速增长,而且结构体系日益复杂多变,很多高层建筑的高度已处于《高规》适用范围之外.这些非常规结构往往没有先例可依循,理论和实验依据不够,设计人员在没有充分计算、试验、论证的情况下自行"创新"出一些结构; 这些结构型式本身就很可能受力不合理,更谈不上综合经济效益好[2].2. 1. 3 选用不合理的结构型式首先有的地方新建高层住宅采用重量大、刚度过大、地震反应力大、基础大、造价高、工期长、不利抗震、不便使用的小开间剪力墙结构.如新建 4 栋 23 层~25 层高层住宅采用小开间剪力墙结构,两层箱形基础,结构方案不合理,造成很大浪费.其次高层建筑与裙房用后浇缝连成整体( 包括基础与上部结构) ,一般裙房用框架结构,主楼用框剪结构或框筒结构或剪力墙结构.在用后浇缝连成整体前,高层建筑与裙房选用的结构型式均无问题,用后浇缝连成整体后则明显有剪力墙布置不均匀、不符合《高规》关于框剪结构中剪力墙最大间距的要求和剪力墙数量过少,其承担的.底部弯矩小于总地震弯矩的 50 %等问题.2. 2 影响高层建筑结构选型的因素2. 2. 1 结构受力合理性结构受力合理性包括结构能有效抗风、可靠抗震、传力途径明确、应力分布合理、破坏机制合理等等.结构选型必须保证结构体系的受力合理,要根据力学要求比较各种结构体系优缺点,选择出合适的几个结构体系,结合影响因素做分析、筛选.水平荷载在高层建筑结构设计中起控制作用,具体到非地震区,起控制作用的水平荷载就是风荷载.在风荷载作用下,高层建筑可能出现层间位移过大,导致结构体系中的承重构件如梁、柱、墙等出现不同程度损坏; 或者整个结构摆动过大.因此,在非地震区,特别是风荷载较大的地区,高层建筑结构选型应对风荷载作用引起足够重视,选择时要考虑结构体系在强度、变形方面满足要求,还要使结构在风荷载作用下产生的振动控制在人对不适感的容许限度范围之内.现有地震灾害资料及工程经验表明,在满足建筑物使用功能要求前提下,地震区高层建筑的抗震安全性与经济合理性,很大程度上取决于抗震结构体系的选型是否恰当合理.而选型是根据抗震设防标准,抗震设防标准又得依据设防烈度,设防烈度又受建筑物所在场地的地质条件影响.因地震运动的随机性及复杂性,既不可能准确地划定高烈度地震可能发生的地区和范围,又不能在全国范围内普遍按照高烈度标准设防,给结构选型工作带来困难.实验表明,要合理选择抗震结构体系,使设计的结构总体方案更加创新和完美,精确的数值计算分析固然重要,但更有赖于正确运用概念设计的思想及工程经验的定性判断[3].所以,结构设计理论及计算手段改进也是影响结构选型的一大因素.2. 2. 2 经济因素对高层建筑结构选型的制约我国的"适用、经济、安全、美观"建设方针把经济放在重要地位,在结构选型决策时对不同结构体系进行经济比较具有重要性.从整体的和长远的角度利用综合经济分析方法系统地考虑结构方案的经济性.首先是不但要考虑某个结构方案付诸实施时的一次性投资费用,还应考虑其全寿命期费用; 其次是除了以货币指标核算结构的建造成本外,还应从节省材料消耗和节约劳动力等各项指标来衡量.此外,从可持续发展的角度来考虑,还要特别考虑资源的节约; 再次是某些生产性建筑若能早日投产交付使用,可以较快地回收投资资金,更能得到较好的经济效益.从能耗面分析,我国建筑能耗约占全国总能耗的 25 %~ 30 % ,随着人民生活水平提高,建筑能耗在我国总能耗中所占比例还将增加.依据国内外统计,日常使用能耗占建筑总能耗的 90 %以上,因此建筑节能的重点为日常使用能耗,其中尤以采暖及空调耗能为主.从结构施工周期的缩短考虑,可以使整个建筑更早地投入使用,取得经营收入,同时还可以缩短贷款的还贷时间,减少还贷利息.因此,即使结构方案的一次投资费用较高,也可能是经济的方案.从结构全寿命周期费用角度考虑,在进行结构方案的经济分析时,考虑一次性投资费用不够全面.一幢建筑物在其整个使用寿命期内( 一般为 50 a) 会发生其它费用,如结构的一般维护、维修费用,灾后的重建费用等等,这些费用的数额较大,进行结构选型决策时也应予以考虑.2. 2. 3 施工水平对高层建筑结构选型的影响建筑施工的生产技术水平及生产手段对建筑结构型式有很大影响,主要表现在先进施工技术、建筑结构方案密切与施工条件相结合以及施工使用阶段阶结构受力状况三个方面.施工技术条件不具备或选用的结构方案不适应现有施工技术能力,将给工程建设带来困难.在结构选型时,有关设计人员应与施工单位人员沟通,共同磋商解决选型中出现的矛盾.另外选择结构型式时应结合施工工艺因素考虑工程的具体施工条件.同一种结构型式可以对应不同的施工工艺,而不同的施工工艺会影响材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标和结构受力状态、抗震性能、计算分析及构造措施.因此高层建筑结构选型中应对施工工艺连同其它因素加以全面综合权衡考虑.3 高层结构选型的方法高层建筑结构选型决策受诸多确定性因素和不确定性因素的影响.这些因素中有的能量化为定量指标,而有一部分要凭经验做出主观判断,因此比较分析备选方案应从定量分析和定性分析两方面进行.通常,先对备选结构方案进行定量分析,然后进行定性分析,最后两者综合起来进行整体成本分析,选出最佳方案.整体成本分析方法受到结构占用面积和结构施工工期两方面的影响.高层建筑采用钢结构或钢-混凝土混合结构的结构占用面积比采用混凝土结构的结构占用面积小,建筑的有效使用面积相对增加,在销售上就能体现出其经济效益,可以抵消一部分因采用钢结构而增加的费用.施工工期对整体成本的影响主要体现在"时间即是成本"的关系上[4].施工工期的缩短,可使建筑物提早投入使用,缩短贷款建设的还贷时间,并且能提早出租增加租金收入,对整体成本的影响体现在利息和租金的收益上.高层建筑采用钢结构或钢混结构与采用混凝土结构相比,在建筑有效使用面积与施工工期方面具有一定的优势,能取得较可观的经济收益,从而可抵消一部分因采用钢结构而增加的费用,进而使得工程的整体成本明显降低.通过整体成本分析高层建筑钢结构或钢混结构的经济效益主要来自结构施工工期的缩短带来的贷款利息节约、租金收入增多.从分析中还可知,高层建筑的层数越高,这方面的优势越明显.而钢筋混凝土结构的造价低但工期长,时间成本相对要高,在超高层建筑中的综合经济效益就显得相对较低.因此,当业主对高层建筑的结构材料方案进行评估时,应该对钢结构的施工工期优势加以充分考虑以争取节约成本的机会.从结构方案的整体成本出发以定量方法对影响整体造价的主要因素进行量化和计算,根据得出的整体成本指标直接进行结构方案的比较、选择.这种定量方法把大量的不确定性因素的影响排除在外,其决策目标函数为只追求造价( 成本) 最低的单目标.造成由于目标函数达不到应有的数量( 这里目标函数的数量是指综合目标函数中包含的子目标函数的个数) 从而降低决策结果的可信度的后果.4 小结结构选型所涉及的影响因素是比较多,它是一个多目标的综合决策问题.要求在确定决策的综合目标函数时,要尽可能多地考虑各种影响因素( 包括确定性和非确定性的影响因素) ,并反映到具体的子目标函数上来.一个综合目标函数只有充分地考虑了大多数的影响因素时,得出的综合目标函数值才有足够的根据,最终的决策才可能有足够的说服力和可信度.从而综合目标函数值最高的结构方案即为能使该高层建筑的综合经济效益达到"令人满意"的结构方案.在考虑子目标函数时由于在多个目标之间可能存在矛盾甚至可能是互斥,对一个目标来说是最优的,对另一些目标就不一定能满足的情况,就不存在对所有目标都是最优的方案.这就形成一个对目标函数数量选择的"度"的问题.参考文献[1] 叶浩波. 高层建筑结构选型影响因素分析[J]. 中国高新技术企业,2007,( 13)[2] 喻敏波,王全凤. 浅谈高层建筑结构选型[J]. 福建建筑,2010,( 5)[3] 冯望. 高层建筑结构选型的探讨[J]. 中华建设,2008,( 4)[4] 卢铭杰. 浅谈房屋建筑成本控制[J]. 技术与市场,2011,( 3)。

浅谈高层建筑筏板基础的设计丁少润程少彬【文章以某工程为例，对高层建筑基础的选型和平板式筏板基础的结构设计进行介绍，并着重阐述运用上部结构、基础和地基共同作用的分析原理，对筏板基础内力进行分析的有限元法，以供参考。

】1概述建筑物采用何种基础型式，与地基土类别及土层分布情况密切相关。

工程设计中，常遇到这样的地质情况，地下室底板下的岩土层为风化残积土层、全风化岩层、强风化岩层或中风化软岩层，因此，有可能采用天然基础。

高层建筑地下室通常作为地下停车库，建筑上不允许设置过多的内墙，因而限制了箱型基础的使用；筏板基础既能充分发挥地基承载力，调整不均匀沉降，又能满足停车库的空间使用要求，因而就成为较理想的基础型式。

筏板基础主要构造型式有平板式筏板基础和梁板式筏板基础，平板式筏板基础由于施工简单，在高层建筑中得到广泛的应用。

本文以广州白云区某住宅楼的基础设计为例，拟对高层建筑基础的选型和筏板基础的设计方法进行介绍。

2基础选型2.1工程地质概况本工程设地下室1层，塔楼地上20层，采用剪力墙结构。

根据岩土工程勘察报告，场地土层分布自上而下分别为：①人工填土层，厚度0.5m~3.0m；②冲洪积土层，厚度0.60m；③可塑状残积土层，厚度1.6m~8.30m，标贯击数为8~16击；④硬塑状残积土层，厚度2.2m~12.0m，标贯击数为18~29击；⑤岩石全风化带，厚度2.40m~8.60m，标贯击数为30~46击；⑥岩石强风化带，厚度0.60m~12.0m，标贯击数为50~65击；⑦岩石中风化带，厚度1.10m~2.13m，天然单轴极限抗压强度24.55MPa~49.55MPa；⑧岩石微风化带，厚度1.0m~1.60m，天然单轴极限抗压强度43MPa~120MPa。

2.2基础结构方案选择高层建筑常用的基础结构型式为桩基础，本工程岩土工程勘察报告中建议基础型式采用预应力管桩基础或人工挖孔桩基础。

①采用预应力管桩基础，以强风化花岗岩为桩端持力层，由于场地基岩埋深相对较浅，地下室开挖后，最短有效桩长仅为2m左右，且场地局部地段在残积层中存在中风化岩孤石，对预应力管桩施工带来困难。

建筑基础结构类型：
1.独立基础：用于单层或多层建筑，直接将建筑物荷载传递到
下层土体中。

独立基础按构造形式可以分为普通独立基础和扩展独立基础。

2.条形基础：多用于多层建筑，将建筑物荷载通过一块较大的
混凝土板均匀传递到下层土体中。

条形基础按构造形式可以分为墙下条形基础和柱下条形基础。

3.筏板基础：将建筑物荷载通过一块较大的混凝土板均匀传递
到下层土体中，常用于地下室、车库等建筑中。

筏板基础按构造形式可以分为平板基础和梁板式基础。

4.箱形基础：由底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙构成，
常用于高层建筑中。

箱形基础按构造形式可以分为平板基础和梁板式基础。

5.桩基：将建筑物荷载通过桩传递到下层土体中，按构造形式
可以分为预制桩和灌注桩。

桩基适用于地质条件较差的情况，如淤泥、软土等地区。

高层建筑常用哪些基础形式我们知道，基础着肩负承受建筑物的全部荷载并将其传递给地基的任务，它是建筑结构重要的组成部分。

摩天大厦的垂直和水准水平荷载很大，，高度荷载还属于动力荷载，多数还需充分考虑地震作用，因此其基础的剪应力更为复杂，对基础的承载力、刚度和稳定性的要求更为严格，所以，高楼大厦高层建筑的基础设计是一项十分重要的工作。

前部基础的构造类型主要与上部结构特点、荷载大小和地质前提有关，也要考虑经济与施工客观因素方面的因素。

根据亚洲地区的经验，目前高层建筑的基础形式主要是片筏基础、箱形基础、桩基础和箱加桩复合基础。

（1）片筏基础如果反复无常地基软弱且高层建筑的荷载又很大，采用十字形基础（即在墙下或柱网下前进方向纵横两个方向设置钢筋混凝土条形基础）不能满足地基的容许承载力和容许变形的要求时，可将基础底板扩大到与底层面积相同甚至更大，这种整块的钢筋混凝土坚实基础基础形式称为片筏式基础。

片筏基础按构造不同分为平板式和梁板式坚实基础两类。

平板式片筏基础是在地基上做一片厚度厚度较大的钢筋混凝土底板，柱子直接支承在底板上。

见图2。

底板的厚度决定于土质情况及上部荷载的分布逼不得已和大小。

这种表现形式施工方便，只需周边少量模板，施工速度快，国内外高层建筑中应用超高层较多，但一般底板厚度较大，混凝土用量大。

梁双管基础按梁板的位置不同又可分为两类。

一类是在底板上所做梁、柱子支承在梁上，见图3（a）;第二类是将梁放在底板的梁下方，底板上面平整，可作为底层地面，见图3（6）。

梁板式与平板式比较，梁板式可以减小底板厚度，减少混凝土用量，但增加了支模等工程量。

<2）箱形基础箱形基础是由钢筋基础混凝土隔板、顶板和纵横交叉的隔墙组成的空间结构，见图4。

箱形基础的底板、顶板和隔墙共同工作，具有很大的整体刚度。

箱形基础的中空方法论部分常作为地下室。

箱形基础的促进作用可助益归纳为三点，1）整体刚度大，能有效地溢出上部结构传给地基土的荷载;并能较好地抵抗地基不均匀沉降，减少由此而对上部结构忧虑的不利影响。

基础的类型与构造一、基础的埋深1.基础埋深：指室外设计地坪到基础底面的距离。

浅基础：基础的埋置深度小于5m。

深基础：基础的埋置深度大于5m。

基础的最小埋置深度不小于500mm。

2.影响基础埋置深度的因素(1)建筑物的使用要求、基础型式及荷载(2)工程地质与水文地质条件a.工程地质条件在满足地基稳定和变形要求的前提下，要尽量浅埋。

当浅层土不能满足要求时，可考虑深埋，但应与其它方案比较。

b.水文地质条件尽量将基础埋置在地下水位200mm以上，如果地下水位较高，基础不得不埋在地下水中时，应将基础置于最低水位200mm以下。

(3)土的冻结深度的影响基础底面必须置于冰冻线以下200mm。

(4)相邻建筑物基础的埋深新建基础应低于相邻原有基础。

如埋深大于原有基础，则必须保持一定的距离。

基础间净距是基础底面高差的1～2倍。

(5)其它基础底面要底于室外设计地面不少于。

二、基础的分类1.按材料的受力特点分类(1)刚性基础：是用刚性材料建造，受刚性限制的基础。

如混凝土基础、砖基础、毛石基础、灰土基础。

通常用在层数不太高或地基条件很好的地区(2)柔性基础：是指基础宽度的加大不受刚性角限制，抗压、抗拉强度都很高，如钢筋混凝土基础。

钢筋混凝土基础用的最广(1)刚性基础(2)柔性基础2.按基础的构造形式(1)单独基础单独基础是独立的块状形式，常用断面形式有踏步形、锥形、杯形。

适用于多层框架结构或厂房排架柱下基础，其材料通常采用钢筋混凝土、素混凝土等。

(2)条形基础基础是连续带形，也称带形基础。

有墙下条形基础和柱下条形基础。

1）墙下条形基础：一般用于多层混合结构的承重墙下。

2）柱下条形基础：为增加基底面积或增强整体刚度，以减少不均匀沉降，常用钢筋混凝土条形基础，将各柱下基础用基础梁相互连接成一体，形成井格基础。

(3)满堂基础（用板梁墙柱组合浇筑而成的基础）底宽在3m以上且底面积在20㎡以上的为满堂基础(满堂桩承台)一般有板式（也叫无梁式）满堂基础、梁板式（也叫片筏式）满堂基础和箱形基础三种形式。

高层建筑分类标准高层建筑是指在城市中拔地而起的建筑物，通常指高度超过一定标准的建筑物。

根据建筑的用途、结构、高度等不同特点，高层建筑可以被划分为不同的分类。

在实际建筑设计和规划中，对高层建筑进行科学合理的分类有助于提高建筑的设计质量和运行效率，同时也有利于城市的可持续发展。

下面将介绍几种常见的高层建筑分类标准。

首先，根据建筑的用途，高层建筑可以分为住宅建筑、商业建筑、办公建筑、酒店建筑等不同类型。

住宅建筑主要用于居住，通常包括公寓楼、别墅等；商业建筑用于商业活动，包括购物中心、超市等；办公建筑用于办公活动，包括写字楼、办公大楼等；酒店建筑用于提供住宿服务。

根据不同的用途，高层建筑在结构、空间布局、设施配备等方面有着不同的要求，因此需要针对性地进行设计和规划。

其次，根据建筑的结构形式，高层建筑可以分为钢结构建筑、混凝土结构建筑、钢混结构建筑等不同类型。

钢结构建筑以钢材为主要承重结构，具有结构轻、抗震性能好等特点；混凝土结构建筑以混凝土为主要承重结构，具有结构稳定、耐久性好等特点；钢混结构建筑则是钢结构和混凝土结构的组合，兼具两者的优点。

不同的结构形式对建筑的高度、跨度、荷载承受能力等方面有着不同的要求，因此需要根据实际情况进行选择。

另外，根据建筑的高度，高层建筑可以分为超高层建筑、高层建筑、中高层建筑等不同类型。

超高层建筑通常指高度超过300米的建筑物，如世界上著名的迪拜哈利法塔；高层建筑通常指高度在100米以上的建筑物，如国内的上海中心大厦；中高层建筑则是指高度在50米至100米之间的建筑物。

不同高度的建筑在结构设计、安全管理、消防设施等方面都有着不同的要求，需要根据实际情况进行综合考虑。

综上所述，高层建筑的分类标准涉及建筑的用途、结构形式、高度等多个方面，需要综合考虑各种因素，才能得出科学合理的分类结果。

在实际建筑设计和规划中，应根据建筑的具体情况，结合相关标准和规范，进行分类确定，以保证建筑的安全性、实用性和美观性。

第二部分 高层建筑结构
高层建筑结构
• • • • • • 1 高层建筑的定义及发展历史 2 高层建筑结构的受力与变形特点 3 高层建筑结构体系及其选择 4 高层建筑结构的布置原则与要求 5 高层建筑结构设计的基本要求 6 世界知名高层建筑简析
1 高层建筑的定义及发展历史
• 1.1 高层建筑的定义 • 高层建筑并不以高度或楼层数为其定义。重要的准则在于 它的设计是否受到“高度”的影响。 • 就结构特性而论，高层建筑可以定义为必须着重考虑侧向 荷载和重力荷载组合影响的建筑物。 • 设计高层建筑时，它的结构除在上述荷载组合下的强度、 刚度和稳定性应该予以确保外，还必须控制风荷载造成顶 部楼层的加速度反应，以使用户对摆动的感受和不适感降 到最低程度。
• 低层建筑—所有重力荷载就是决定其结构体系的设计荷载， 风荷载对结构体系的影响忽略不计； • 中层建筑—有规律设置的楼盖和柱网、墙体形成的结构体 系，可以提供足够的抗侧力强度和侧向刚度，来承受因风 荷载和重力荷载组合所引起的结构内力和变形； • 高层建筑—需要一个经过精心设计的明确而有效的承受风 荷载的结构体系。随着建筑高度增加，风荷载对整个建筑 结构的影响（倾覆力矩和水平剪力）更在大幅度增加。
5). 在民用建筑中，一般横墙短而数量多， 纵墙长而数量少 横向剪力墙的间距一般在6-8m 纵向剪力墙一般设为二-四道 6). 剪力墙宜设置于建筑物两端、楼梯间、 电梯间及平面刚度有变化处，同时以能纵 横向相互连接在一起为有利； 7). 当建筑使用功能要求有底层大空间时， 可以使用框支剪力墙，但一般均应有落地 剪力墙协同工作。
高层建筑的基本抗侧力单元有框架、剪力墙、 框剪、筒体等，由它们可以组成多种结构体系。
框架结构 框架-剪力墙结构 剪力墙结构 筒体结构 框架-核心筒结构 带加强层的高层建筑结构

高层建筑的上层结构载荷很大,基础底面压力也很大,应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。

根据上部结构类型、层数、载荷及地基承载力,可以用单独柱基、交叉梁基础、筏型基础或箱型基础;当地基承载力或变形不能满足设计要求时,可以采用桩基或复合地基。

1 筏型基础筏型基础也称为板式基础,多用在上部结构荷载较大、地基承载力较低的情况。

一般有两种做法:倒肋形楼盖式和倒无梁楼盖式。

倒肋形楼盖的筏基,板的折算厚度较小,用料较省,刚度较好,但施工比较麻烦,模板较费。

如果采用板底架梁的方案有利于地下室空间的利用,但地基开凿施工麻烦,而且破坏了地基的连续性,扰动了地基土,会降低地基承载力;采用倒无梁楼盖式的筏基,板厚较大,用料较多,刚度也较差,但施工较为方便,且有利于地下空间的利用。

采用此种形式的筏板,应在柱下板底或板面加墩,板底加墩有利于地下空间的利用,板面加墩则施工较为方便。

因此选择施工方案的时候应考虑综合因素。

2 箱型基础当地基极软切沉降不均匀十分严重时,采用筏形基础,其刚度会显得不足,在上部结构对基础不均匀沉降敏感时尤其如此,在这种情况下采用箱型基础就较为合理。

箱型基础是由底板、顶板、外围挡土墙以及一定的内隔墙组成的单层或多层混凝土结构。

箱型基础刚度大、整体性好、传力均匀;能适应局部不均匀沉降较大的地基,有效地调整基地反力。

由于地基面积较大,且埋置深度也较大,挖去了大量土方,卸除了原有的地基自重应力,地基承载力有所提高,建筑物沉降减小。

由于埋深较大,箱型基础外壁与土的摩擦力增大,增大了基础周围土体对结构的阻尼,有利于抗震。

但是箱形基础的内隔墙较多,支模等施工时间较费,工期较长;在使用上也受到隔墙太多的限制。

3 桩箱和桩筏基础在浅层地基承载力比较软弱,而坚实土层距离地面又较深的时候,采用其他类型的基础就不能满足承载力或变形控制的要求。

这是应当考虑采用桩基础。

桩基础由两部分组成:一是桩基承台,二是桩基本身。

高层建筑基础设计的选型与一般要求梁金胜（广州市住宅建筑设计院有限公司广东广州510623）摘要：随着高层建筑在我国的工程建设中越来越普遍，高层建筑基础作为高层建筑结构体系的一个重要组成部分，也日益被业内人士所重视，那是因为高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用，在设计时，应将高层建筑上部结构、基础与地基协同考虑，选择合理的基础形式。

经过技术经济比较，严格遵照国家有关规范进行设计，才能得出较经济合理的方案。

关键词：高层建筑，基础设计选型；设计要求Abs tract:wit h t he hig h-ris e bu ild in g s in o ur coun try is be com ing more an d more co mmo n inen gin ee ring con st ructio n,hig h b uildin g fou nd atio n as a h igh b uild ing structu re o f the syste m is an importan t pa rt o f th e indu s try wa s also in creas ing ly atten tion,that is becaus e h igh bu ildin g fou n dat ion will bear the su pers tru cture of loa d tra ns fer to th e impo rt an t role o f foun d at ion,in the d esign,sh ou ld will s upe rs tru ctu re and fo und atio n a nd fou nd atio n collaborativeco ns ideratio n,s elect the re aso nab le fou nda tion form.After techn ical an d e co no mic com p aris on, strictly comp ly wit h t he re levant sta te re gulat ions,carry ou t th e des ign,can we re ach a m ore reas ona ble schem e.K e ywo rd s:high b uild ing,bas ic d esign selection;Desig n re quirem ent s中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：引言高层建筑中基础工程的设计与施工对高层建筑本身及其周围环境的安全至关重要，其造价与工期对高层建筑总造价和总工期有举足轻重的影响。

防止高层建筑基础不均匀沉降的措施论文
一、引言
目前，随着经济发展，越来越多的高层建筑正在兴建，但是建筑物的基础不均匀沉降是个很大的问题，这会导致建筑物失稳，会有影响地质环境、破坏建筑结构的安全性和稳定性。

因此，如何防止高层建筑基础不均匀沉降已成为一个重要的课题。

本文重点研究了防止高层建筑基础不均匀沉降的措施，以期为更好的建筑加固提供一定的参考。

二、主要内容
1.选择合适的建筑基础
选择合适的建筑基础是防止基础不均匀沉降的最有效措施之一、在建筑的基础选择上应根据排水条件、地基特性等要求，对合适的基础类型进行考虑。

一般而言，建筑物的最佳基础类型是高压桩基础和桩排基础，这些基础类型具有良好的抗浮载能力和耐久性，可以有效地降低建筑物基础压力，防止基础不均匀沉降。

此外，还可以选择混凝土柱或混凝土网柱作为建筑物基础，这样可以帮助防止土壤的沉降。

2.设置限制性架构
在建筑物的主结构设计中，应采用限制性架构，即在一些关键的位置上强制安装结构限位器、支撑器或滞回器等，以减轻主结构受力，防止基础受到不均匀的沉降变形。

基础的类型:基础按受力特点及材料性能可分为刚性基础和柔性基础；按构造的方式可分为条形基础、独立基础、片筏基础、箱形基础等。

1．按材料及受力特点分类(1)刚性基础: 受刚性角限制的基础称为刚性基础。

刚性基础所用的材料的抗压强度较高，但抗拉及抗剪强度偏低。

刚性基础中压力分布角a称为刚性角。

在设计中，应尽力使基础大放脚与基础材料的刚性角相一致，目的：确保基础底面不产生拉应力，最大限度地节约基础材料。

构造上通过限制刚性基础宽高比来满足刚性角的要求。

常用的有：砖基础。

灰土基础。

三合土基础。

毛石基础。

混凝土基础。

毛石混凝土基础。

1)大放脚为保证基础外挑部分在基底反力作用下不至发生破坏。

2)灰土基础灰土基础适用于地下水位较低的地区，并与其他材料基础共用，充当基础垫层。

3)三合土基础三合土基础一般多用于地下水位较低的四层和四层以下的民用建筑工程中。

4) 毛石基础具有强度较高、抗冻、耐水、经济等特点。

5)混凝土基础常用于地下水位高，受冰冻影响的建筑物。

6)在上述混凝土基础中加入一定体积毛石，称为毛石混凝土基础。

2)柔性基础。

在混凝土基础底部配置受力钢筋，利用钢筋受拉，这样基础可以承受弯矩，也就不受刚性角的限制。

所以钢筋混凝土基础也称为柔性基础。

钢筋混凝土基础断面可做成梯形，最薄处高度不小于200mm；也可做成阶梯形，每踏步高300-500mm。

通常情况下，钢筋混凝土基础下面设有C7．5或C10素混凝土垫层，厚度lOOmm左右；无垫层时，钢筋保护层为75mm，以保护受力钢筋不受锈蚀。

2．按构造分类(1)独立基础(单独基础)。

1)柱下单独基础。

单独基础是柱子基础的主要类型。

2)墙下单独基础。

墙下单独基础是当上层土质松软，而在不深处有较好的土层时，为了节约基础材料和减少开挖土方量而采用的一种基础形式。

(2)条形基础。

1)墙下条形基础。

条形基础是承重墙基础的主要形式。

当上部结构荷载较大而土质较差时，可采用钢筋混凝土建造，墙下钢筋混凝土条形基础一般做成无肋式；肋式的条形基础条件：地基在水平方向上压缩性不均匀，为了增加基础的整体性，减少不均匀沉降。

4 变形缝的设置
在未采取措施的情况下，伸缩缝的间距不宜超出 表1—8的限制。当有充分依据、采取有效措施时， 表中的数值可以放宽。
高层建筑结构伸缩缝的最大间距 表1—8
注： ①框架—剪力墙的伸缩缝间距可根据结构具体布置取表中框架结构与 剪力墙结构之间的数值； ②当屋面无保温或隔热层措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工 外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减少； ③位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间 距宜适当减少。
多年的高层建筑结构设计和施工经验表明：高层建 筑结构宜调整平面形状、尺寸和结构布置，采取构造 和施工措施，尽量不设变形缝；当需要设缝时，则应 将高层建筑结构划分为独立的结构单元，并设置必要 的变形缝。
4 变形缝的设置
温度缝：防止结构因温度变化和混凝土干缩变形 产生裂缝（基础以上上部结构断开） 不设温度缝的措施： 1. 温度影响较大部位提高配筋率； 2. 加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋面； 3. 顶层局部设温度缝后浇带；即高强度等级的混凝 土；主体混凝土浇注后两个月；贯通结构的横截 面；位置应为结构受力影响最小，且曲折延伸避 免全部钢筋同截面搭接 ；一般每隔30～40m设一 道，后浇带宽800～1000mm。
适用30层以上 。
长/宽<2，截面尺寸接近正方形、圆形、正多边 形较好。
4、筒体结构体系
（1）框筒结构：内筒承受 竖向荷载，外筒承受水平 荷载，柱距一般在3m以内， 框筒梁比较高，开洞面积 在60%以下 1931年102层帝国大厦： 钢框架－剪力墙体系，用 钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心：筒中筒结构体系，用 钢量1.81kN/m2
1974年110层西尔斯大楼：钢成束筒结构体系，用 钢量1.61kN/m2

建筑工程基础设计
汇报人：可编辑
2024-01-05
建筑工程基础设计概述建筑工程基础设计的类型建筑工程基础设计的方法建筑工程基础设计的材料选择建筑工程基础设计的施工工艺建筑工程基础设计的案例分析
contents
目录
建筑工程基础设计概述
01
CATALOGUE
保证建筑物的安全性和稳定性
基础设计是建筑物安全性和稳定性的重要保障，合理的基础设计能够有效地传递和分散建筑物荷载，防止建筑物出现倾斜、沉降和不均匀沉降等问题。
制定应急预案，应对可能出现的自然灾害或其他紧急情况，确保基础结构的安
建筑工程基础设计的案例分析
06
CATALOGUE
复杂多变、综合性强
总结词
高层建筑由于其高度和功能需求，基础设计需要考虑多种因素，如地质条件、载荷分布、结构形式等。设计时需要综合考虑结构、材料、施工等多个方面，确保建筑的安全性和稳定性。
详细描述
筏形基础采用一块较大的混凝土板作为基础，并将建筑物荷载传递到下层土体中的多个支撑点上。这种基础类型能够提供更大的承载能力，减少建筑物沉降和倾斜的风险，适用于大型工业建筑、高层建筑等。
建筑工程基础设计的方法
03
CATALOGUE
静力分析法- 静力分析法是一种常用的建筑工程基础设计方法，它基于静力平衡条件，通过分析建筑物在静力荷载作用下的内力和变形，来确定基础结构的尺寸和配筋。- 静力分析法基于静力平衡条件，通过建立基础结构的力学模型，分析建筑物在静力荷载作用下的内力和变形。这种方法考虑了基础的几何尺寸、材料特性、边界条件和荷载分布等因素，通过计算得出基础结构的承载能力和稳定性要求。静力分析法广泛应用于各种类型的建筑工程基础设计，包括桩基、扩基、地下连续墙等。

建筑工程地基地基是建筑物的基础，它承受着建筑物的重量，并将其传递到地面。

地基的设计和施工对建筑物的稳定性和安全性起着至关重要的作用。

本文将对建筑工程地基的类型、材料选择、设计原则和施工过程进行讨论。

一、地基类型根据地基与地面的接触情况，地基可分为浅基础和深基础两种类型。

1. 浅基础浅基础是指直接建在地面上的基础，适用于土质较好、压实度高的地区。

浅基础包括扩展基础、连续基础和独立基础。

- 扩展基础：扩展基础适用于地基土质较弱的情况。

施工时，底部面积较大的基础将建筑物的重量分散到更大的区域，减小地基的负荷压力。

- 连续基础：连续基础适用于负荷较大、地基压实度较高的情况。

它通常为连续的混凝土梁，能够均匀分布建筑物的负荷到地基上。

- 独立基础：独立基础适用于具有较小重量或单个柱子支撑的建筑物。

它由单个柱子周围的矩形或圆形基础组成，能够将柱子的负荷传递到地基。

2. 深基础深基础是指通过地表，将建筑物的重量传递到较深的土层中。

深基础包括桩基础和墙基础。

- 桩基础：桩基础适用于地基承载能力较差的情况。

施工时，钻入地下的桩能够将建筑物的重量传递到更深的稳定土层。

- 墙基础：墙基础适用于较大水平荷载或较高建筑物的情况。

墙基础通常采用混凝土板或墙体的形式，能够承受和分散建筑物的重量和水平力。

二、地基材料选择地基的材料选择取决于地基类型和地区的土质条件。

一般来说，地基材料应具有足够的强度、稳定性和耐久性。

1. 碎石碎石是一种常用的地基材料，具有较高的强度和稳定性。

它能够有效排水，减小地基的渗透压力，并提高地基的承载能力。

2. 砂土砂土是一种较为常见的地基材料，其颗粒之间具有较大的孔隙度，有助于透水和排水。

然而，在设计和施工过程中，需要确保砂土的稳定性和密实度。

3. 混凝土混凝土是一种常用的地基材料，具有较高的强度和耐久性。

它通常用于构建扩展基础、连续基础和独立基础。

4. 钢筋钢筋是地基加固的常用材料。

通过将钢筋置于混凝土中，可以提高地基的抗拉强度和稳定性。

地基基础等级划分标准
地基基础设计等级是根据地基复杂程度来划分的，共分为甲级、乙级、丙级三种。

具体标准如下：
甲级：重要的工业与民用建筑物、30层以上的高层建筑、体型复杂、层数
相差超过10层的高低层连成一体建筑物、对地基变形有特殊要求的建筑物、复杂地质条件下的坡上建筑物、对原有工程影响较大的新建建筑物、场地和地基条件复杂的一般建筑物。

乙级：除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物、除甲级、丙级以外的基坑工程。

丙级：场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物；非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保护要求不高且开挖深度小于的基坑工程。

请注意，不同等级的地基基础设计，所考虑的因素和设计的复杂程度是不同的。

以上信息仅供参考，如需了解更加详细的信息，建议查阅《建筑地基基础设计规范》等专业书籍。

高层建筑基础由其自身的特点决定，通常应用较多的基础型式有以下几类：???（1）交叉梁式条形基础????交叉梁式条形基础是由纵横两个方向的柱下钢筋混凝土条形基础所组成的一种空间结构，如图（a）。

与独立基础和一般柱下条形基础相比，它进一步扩大了基础底面积，空间整体刚度亦进一步增大，可以更好地调整地基的不均匀沉降。

它适用于地质条件好或经处理的人工地基，土性均匀，建筑平面简单，层数一般不超过13层的建筑。

???（2）筏形基础????筏形基础是柱下或墙下连续的平板式钢筋混凝土基础。

平板式筏形基础为置于地基上的等厚度钢筋混凝土平板，图1（c）；梁板式筏形基础是带肋梁的钢筋混凝土板，图（b）,肋梁可沿建筑柱网纵横向布置，亦可根据结构需要单向布置，肋梁可以向上布置在板面以上，也可以向下嵌入地基土中。

筏形基础由于扩大了基底面积，减少了单位面积的地基反力，可适当降低对地基的承载能力和刚度的要求；它本身具有较大的刚度，能较好地调节上部结构荷载差异引起的地基不均匀沉降；除此之外，筏形基础能较好地满足地下室的使用功能要求。

因此，筏形基础是高层建筑中常见的基础型式。

???（3）箱形基础????箱形基础就是形状如箱子的基础，是由底板、顶板、侧墙及一定数量内隔墙构成的整体刚度较好的单层或多层钢筋混凝土基础，图（e）。

箱形基础具有很大的空间刚度和很好的整体性，能有效地调整地基的不均匀沉降，常用于上部荷载大、地基软弱且分布不均的情况。

箱形基础一般为多层，至少一层，因此埋深较大，具有较好的补偿性和较好的抗震效果。

天然地基上较高的高层建筑或重型建筑物一般须采用箱形基础，???（4）桩基础????桩基础通常又称桩基，是深基础的一种。

它是由一根或多根在土中的桩和连接桩顶的承台组成，图1（f）。

桩基础具有承载能力大，沉降变形小，传力直接，布置灵活，设计计算简单，能抵御复杂荷载以及能良好地适应各种地质条件的优点，对于软弱地基上的高层建筑，桩基础是尤为适宜的基础型式。

建筑地基基础设计规范-----------------------作者：-----------------------日期：1 总则1．0．1 为了在地基基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制定本规范。

1．0．2 本规范适用于工业与民用建筑（包括构筑物）的地基基础设计。

对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土以及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计，尚应符合国家现行相应专业标准的规定。

1．0．3 地基基础设计，应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则；根据岩土工程勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。

1．0．4 建筑地基基础的设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语和符号2．1 术语2．1．1 地基 Subgrade, Foundation soils支承基础的土体或岩体。

2．1．2 基础 Foundation将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。

2．1．3 地基承载力特征值 Characteristic value of subgrade bearing capacity 由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。

2．1．4 重力密度（重度） Gravity density, Unit weight单位体积岩土体所承受的重力，为岩土体的密度与重力加速度的乘积。

2．1．5 岩体结构面 Rock discontinuity structural plane岩体内开裂的和易开裂的面，如层面、节理、断层、片理等，又称不连续构造面。

2．1．6 标准冻结深度 Standard frost penetration在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年的实测最大冻结深度的平均值。

2．1．7 地基变形允许值 Allowable subsoil deformation为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。