高层建筑基础设计(简化版)
- 格式：ppt
- 大小：6.58 MB
- 文档页数：94
下载文档原格式
合集下载
《高层建筑基础分析与设计》高层建筑与地基基础共同作用的分析方法
➢ 梁的长度有“有限长”或“无限长”；梁的刚度 又分为“有限刚度”及“绝对刚性”的假定。
➢ 最重要的简化则是地基的简化，也就是将地基简 化成什么样的“地基模型”是至关重要的。采用 不同的地基模型进行计算，基础梁、板将会得到 不同的内力和变形，它不仅影响内力的大小，甚 至会改变内力的正负号。
12
第二节 考虑上部结构与地基、基础 共同作用的分析方法
先把上部结构隔离出来，并用固定支座来代替基 础，求得上部结构的内力和变形以及支座反力， 但是支座是没有任何变形的（图a）；
接着把支座反力作用于基础上，用结构力学方法 求得地基反力，假定地基反力是线性分布的，从 而得到基础的内力和变形（图b）；
再把地基反力作用在地基或桩上来设计桩数或校 核地基强度和变形（图c）。
24
第三节 线弹性地基模型的共同作用分析
本节中，共同作用分析所应用的土体应力应变关系 均作为线性弹性处理。
地基模型采用文克勒模型、半无限弹性体模型和分 层地基模型．其统一的表达式为
S f R 或 R f 1S K S S
式中 {S}和[f ]——分别为地基变形（沉降）矩
阵和柔度矩阵；
[ Ks]——地基刚度矩阵。
Rb(i)
➢ 整个m个子结构的平衡方程为
(7-11)
K U S R (m)
(m)
(m)
(m)
b
b
b
b
➢ 可简写为
K U S R
b
b
b
(7-12) (7-13)
式力列(7-向13量)中{R，}均边是界未结知点数位。移因列此向，量式{U(7b-}1和3)基仍底没反办 法直接求解。
——子结构分析方法原理
基础内力和地基变形除与基础刚度、地基土性质 等有关外，还与上部结构的荷载和刚度有关。
➢ 最重要的简化则是地基的简化，也就是将地基简 化成什么样的“地基模型”是至关重要的。采用 不同的地基模型进行计算，基础梁、板将会得到 不同的内力和变形，它不仅影响内力的大小，甚 至会改变内力的正负号。
12
第二节 考虑上部结构与地基、基础 共同作用的分析方法
先把上部结构隔离出来，并用固定支座来代替基 础，求得上部结构的内力和变形以及支座反力， 但是支座是没有任何变形的（图a）；
接着把支座反力作用于基础上，用结构力学方法 求得地基反力，假定地基反力是线性分布的，从 而得到基础的内力和变形（图b）；
再把地基反力作用在地基或桩上来设计桩数或校 核地基强度和变形（图c）。
24
第三节 线弹性地基模型的共同作用分析
本节中，共同作用分析所应用的土体应力应变关系 均作为线性弹性处理。
地基模型采用文克勒模型、半无限弹性体模型和分 层地基模型．其统一的表达式为
S f R 或 R f 1S K S S
式中 {S}和[f ]——分别为地基变形（沉降）矩
阵和柔度矩阵；
[ Ks]——地基刚度矩阵。
Rb(i)
➢ 整个m个子结构的平衡方程为
(7-11)
K U S R (m)
(m)
(m)
(m)
b
b
b
b
➢ 可简写为
K U S R
b
b
b
(7-12) (7-13)
式力列(7-向13量)中{R，}均边是界未结知点数位。移因列此向，量式{U(7b-}1和3)基仍底没反办 法直接求解。
——子结构分析方法原理
基础内力和地基变形除与基础刚度、地基土性质 等有关外，还与上部结构的荷载和刚度有关。
(完整版)《建筑地基基础设计规范》
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）新内容有关调整部分：新规范于2002年4月1日启用，原规范（GBJ7-89）于2002年12月31日废止；新规范规定必须严格执行的强制性条文共27条，具体分配为：第3章有2条、第5章有4条、第6章有3条、第7章有3条、第8章有9条、第9章有3条、第10章有4条；新规范主要修订内容是：明确了地基基础设计中承载力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法；强调按变形控制设计的原则，满足建筑物使用功能的要求；细化岩石分类和地基土的冻胀分类；增加有限压缩层地基变形和回弹变形计算方法；增加岩石边坡支护设计方法；增加复合地基设计方法；增加基坑工程设计方法；增加地基基础检测与监测内容；取消了壳体基础设计的规定。
新规范第1.0.2条中明确规定：地基基础设计，必须坚持因地制宜、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。
新规范第1.0.4条中明确规定：在设计时，荷载取值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009）的规定；基础的计算尚应符合现行国家标准《砼结构设计规范》（GB50010）和《砌体结构设计规范》（GB50003）的规定。
强制性条文部分：第3章“基本规定”之强制性条文：第3.0.2条：根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定：所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；设计等级为甲级、乙级的建筑物（地基基础设计等级分类参见表3.0.1），均应按地基变形设计；注：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，被定为丙级建筑物。
表3.0.2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：地基承载力特征值小于130Kpa，且体型复杂的建筑；在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。
高层建筑ppt课件(完整版)
指由一个或多个筒体作承重结构 的高层建筑体系，适用于层数较
多的高层建筑。
优点
主要抗侧力，四周的剪力墙围成 竖向筒体，或竖向筒体与水平筒 体组合而成空间筒体。筒体结构 可分为框架-核心筒、框筒、筒
中筒、束筒四种结构。
缺点
结构负载大，且空间布局不够灵 活。
03 高层建筑设计要点
建筑设计原则
安全性原则
推动建筑技术进步
高层建筑的建设需要先进的建筑设计、施工 技术和材料，推动了建筑技术的进步和创新 。
D
高层建筑结构与类型
02
框架结构
01
框架结构特点
由梁、柱组成的框架来承受竖向荷载和水平荷载，墙体 仅起围护和分隔作用。
03
02
优点
空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地 配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建 筑结构。
根据建筑功能和使用需求 选择中央空调或分体空调 ，提供舒适的室内环境。
电气系统
强电系统
包括变配电室、高低压 配电柜等，确保建筑用 电安全、稳定。
弱电系统
涵盖电话、网络、电视 等弱电信号的传输和分 配。
照明系统
合理设置照明设备和控 制方式，营造舒适的视 觉环境。
防雷接地系统
保护建筑免受雷电危害 ，确保人员和设备安全 。
排水系统
由排水管道、排水泵等组 成，实现废水、污水的顺 畅排放。
消防给水系统
独立设置，包括消防水池 、消防水泵等，满足火灾 时的紧急用水需求。
供暖、通风与空调系统
供暖系统
采用集中供暖或分户供暖 方式，确保冬季室内温暖 舒适。
通风系统
设置新风系统和排风系统 ，保证室内空气流通，提 高空气质量。
多的高层建筑。
优点
主要抗侧力，四周的剪力墙围成 竖向筒体，或竖向筒体与水平筒 体组合而成空间筒体。筒体结构 可分为框架-核心筒、框筒、筒
中筒、束筒四种结构。
缺点
结构负载大，且空间布局不够灵 活。
03 高层建筑设计要点
建筑设计原则
安全性原则
推动建筑技术进步
高层建筑的建设需要先进的建筑设计、施工 技术和材料，推动了建筑技术的进步和创新 。
D
高层建筑结构与类型
02
框架结构
01
框架结构特点
由梁、柱组成的框架来承受竖向荷载和水平荷载，墙体 仅起围护和分隔作用。
03
02
优点
空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地 配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建 筑结构。
根据建筑功能和使用需求 选择中央空调或分体空调 ，提供舒适的室内环境。
电气系统
强电系统
包括变配电室、高低压 配电柜等，确保建筑用 电安全、稳定。
弱电系统
涵盖电话、网络、电视 等弱电信号的传输和分 配。
照明系统
合理设置照明设备和控 制方式，营造舒适的视 觉环境。
防雷接地系统
保护建筑免受雷电危害 ，确保人员和设备安全 。
排水系统
由排水管道、排水泵等组 成，实现废水、污水的顺 畅排放。
消防给水系统
独立设置，包括消防水池 、消防水泵等，满足火灾 时的紧急用水需求。
供暖、通风与空调系统
供暖系统
采用集中供暖或分户供暖 方式，确保冬季室内温暖 舒适。
通风系统
设置新风系统和排风系统 ，保证室内空气流通，提 高空气质量。
(完整word版)建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)
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。
2．1．8 土岩组合地基Soil-rock composite subgrade在建筑地基的主要受力层范围内，有下卧基岩表面坡度较大的地基；或石芽密布并有出露的地基；或大块孤石或个别石芽出露的地基。
5高层建筑结构的分析方法与简化计算a
5.3.2 剪力墙结构的内力计算 5.3.2.1 竖向荷载作用下的内力计算
5.3.2.2 水平荷载作用下的计算单元和计算简图
可按纵横两方向墙体分别按平面结构进行分析。简化
为平面结构计算时，可以把与它正交的另一方向墙作为翼
缘。
横向地震作用计算
纵向地震作用计算
剪力墙的有效翼缘宽度bi
截面形式 考虑方式 按剪力墙的净距离S0考虑 按翼缘厚度hi考虑 按门窗洞净跨度b0考虑 T（或I形）截面 b+S02/2+S03/2 b+12hi b01 L形截面 b+S01/2 b+6hi b02
D值法。
修正后柱的抗侧移刚度D 反弯点法求柱的抗侧移刚度基于横梁无限刚性，认
为框架节点只有侧移，没有转角。D值法抛弃这一假定，
认为节点不仅有侧移，而且有转角，为了方便计算，作 了如下假设： 任一柱AB（不在底层）节点的转角、杆端转角都相同 (均为θ)
与柱AB相连上下两层柱的弦转角都相同
与柱AB相连上下两层柱的线刚度都相同 层高相等
5.2.2.2 水平荷载作用下框架的近似内力分析—反弯点法和D 值法
水平荷载：风荷载、地震水平作用
反弯点法
分析
① 水平荷载作用下框架各柱上下端既有水平位移Δ，又有转 角φ，而越往下框架所受的总水平力越大，所以转角自 下而上φ1>φ2>…>φn-1>φn
② 各层上下端的相对水平位移引起各柱变形特点是上下层 弯曲方向相反，从这点看，反弯点就在中点；但转角不
为简化计算，假定：
底层各柱反弯点高度距离基础顶面2/3底层柱高处，其余
各层柱反弯点在柱的中点；
在同层各柱间分配剪力时，假定横梁刚度无限大，即梁 端无转角。
《高层建筑基础分析与设计》天然地基上的高层建筑基础
W / A
W为与偏心距方向一致的基底截面抵抗矩，A为面积。
不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！
24
一、水平荷载作用下防止滑移
设作用于箱形或筏形基础顶部的水平荷载（风载 、地震荷载或其他荷载）为Q，箱形或筏形基础侧 壁填土能可靠的传递被动土压力和摩擦力的高度 h0≤D，计算简图如下。
抗水平滑移验算简图
作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔 基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台； 位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的 影响，造成边坡失稳。
22
规范规定：当建筑物基础满足抗滑移和抗倾覆的 前提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。
《高层建筑箱形与筏 形基础技术规范》对 箱基或筏基的构造要 求有： (1) 基础埋置深度； (2) 荷载偏心率。
25
水平剪力Q由垂直于剪力方向侧壁的被动土 压力合力P、基底摩擦力合力F1，侧壁（平行 于剪力方向）摩擦力合力F2之和来平衡，于 是应满足：
KQ F F P
1
2
式中K为安全系数，取1.2~1.5。
26
F A S
1
1
F1、F2 按公式计算：
F f A
2
h
h
2
Al—基底面积； A2—平行于剪力方向的两侧壁有效面积(A2=2bh0)； S —地基土抗剪强度，对于饱和软土S=0.5qu (qu为土
2
3
地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料， 经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以 指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的 离散程度的影响均没有反映。
地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正， 将从表中查出的地基承载力基本值f0乘以小于1的回 归修正系数。
W为与偏心距方向一致的基底截面抵抗矩，A为面积。
不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！
24
一、水平荷载作用下防止滑移
设作用于箱形或筏形基础顶部的水平荷载（风载 、地震荷载或其他荷载）为Q，箱形或筏形基础侧 壁填土能可靠的传递被动土压力和摩擦力的高度 h0≤D，计算简图如下。
抗水平滑移验算简图
作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔 基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台； 位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的 影响，造成边坡失稳。
22
规范规定：当建筑物基础满足抗滑移和抗倾覆的 前提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。
《高层建筑箱形与筏 形基础技术规范》对 箱基或筏基的构造要 求有： (1) 基础埋置深度； (2) 荷载偏心率。
25
水平剪力Q由垂直于剪力方向侧壁的被动土 压力合力P、基底摩擦力合力F1，侧壁（平行 于剪力方向）摩擦力合力F2之和来平衡，于 是应满足：
KQ F F P
1
2
式中K为安全系数，取1.2~1.5。
26
F A S
1
1
F1、F2 按公式计算：
F f A
2
h
h
2
Al—基底面积； A2—平行于剪力方向的两侧壁有效面积(A2=2bh0)； S —地基土抗剪强度，对于饱和软土S=0.5qu (qu为土
2
3
地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料， 经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以 指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的 离散程度的影响均没有反映。
地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正， 将从表中查出的地基承载力基本值f0乘以小于1的回 归修正系数。
高层建筑结构设计 第02章 高层建筑结构设计基本规定
• （3）对超过B级高度的工程，应通过全国超限高 层建筑工程抗震专家委员会进行审查论证。
A 级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比
结构类型
非抗震设计
框架，板柱—抗震墙
５
框架—抗震墙
5
筒体，抗震墙，框架—筒体
6
抗震设防烈度
6度、7度 8度 9度
4
3
2
5
4
3
6
5
4
注：（1）当有大底盘时，计算高宽比的高度从大底盘的顶部算起； （2）超过表内高宽比的体型复杂的房屋，应进行专门研究。
• 房屋的平面宽度B，一般矩形平面按所考虑方向 的最小投影宽度计算高宽比，对突出建筑物平面 很小的局部构件（如楼梯间、电梯间等），一般 不作为建筑物计算宽度。
• 实际上当满足高规对侧向位移、结构稳定、 抗倾覆能力、承载能力等性能的规定时， 高宽比的规定可不作为一个必须满足的条 件，也不作为判断结构规则与否及超限高 层建筑抗震专项审查的一个指标。
2.3 楼盖结构
• 房屋高度超过50m时，框架-剪力墙结构、 筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇 楼盖结构，剪力墙结构和框架结构宜采用 现浇楼盖结构。当房屋高度不超过50m时， 剪力墙结构和框架结构可采用装配式楼盖， 但应采取必要的构造措施。
• 楼盖构造要求 • （1）为了保证楼盖的平面内刚度，现浇楼盖的混凝
• 对于结构上下有收进或挑出时， 其收进或挑出部分的尺 寸限制为：上部楼层收进时， 且 H 1 / H ＞ 0.2 时， 应 有 B 1 / B ≥ 0.75 ； 上部楼层外挑时， 应有 B / B 1 ≥ 0.9
且a≤4m。
二、最大适用高度与高宽比
结构体系
框架
框架--抗震墙
A 级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比
结构类型
非抗震设计
框架，板柱—抗震墙
５
框架—抗震墙
5
筒体，抗震墙，框架—筒体
6
抗震设防烈度
6度、7度 8度 9度
4
3
2
5
4
3
6
5
4
注：（1）当有大底盘时，计算高宽比的高度从大底盘的顶部算起； （2）超过表内高宽比的体型复杂的房屋，应进行专门研究。
• 房屋的平面宽度B，一般矩形平面按所考虑方向 的最小投影宽度计算高宽比，对突出建筑物平面 很小的局部构件（如楼梯间、电梯间等），一般 不作为建筑物计算宽度。
• 实际上当满足高规对侧向位移、结构稳定、 抗倾覆能力、承载能力等性能的规定时， 高宽比的规定可不作为一个必须满足的条 件，也不作为判断结构规则与否及超限高 层建筑抗震专项审查的一个指标。
2.3 楼盖结构
• 房屋高度超过50m时，框架-剪力墙结构、 筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇 楼盖结构，剪力墙结构和框架结构宜采用 现浇楼盖结构。当房屋高度不超过50m时， 剪力墙结构和框架结构可采用装配式楼盖， 但应采取必要的构造措施。
• 楼盖构造要求 • （1）为了保证楼盖的平面内刚度，现浇楼盖的混凝
• 对于结构上下有收进或挑出时， 其收进或挑出部分的尺 寸限制为：上部楼层收进时， 且 H 1 / H ＞ 0.2 时， 应 有 B 1 / B ≥ 0.75 ； 上部楼层外挑时， 应有 B / B 1 ≥ 0.9
且a≤4m。
二、最大适用高度与高宽比
结构体系
框架
框架--抗震墙
高层建筑结构设计简答题
高层建筑结构设计简答题第1章概述1、什么是高层建筑和高层建筑结构？JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》和JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》是如何规定的？联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会在1972年年会上建议将高层建筑为四类：第一类高层建筑 9～16层（高度不超过50m ）；第二类高层建筑17～25层（高度不超过75m ）；第三类高层建筑26～40层（高度不超过100m ）；第四类高层建筑 40层以上（高度超过100m 以上，即超高层建筑）；JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：将10层及10层以上或高度超过28m 的混凝土结构为高层民用建筑；JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》规定：10层及10层以上的住宅和约24m 以上的其他民用建筑为高层建筑。
高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨架。
2、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何？答：高层建筑结构中：轴力和结构高度成线性关系；弯矩和结构高度成二次方关系；位移和结构高度成四次方关系。
3、按功能材料分，高层建筑结构类型主要有哪几种？答：按功能材料分：①混凝土结构②钢结构③钢和混凝土的混合结构型式.4、高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类？各有哪些组成和承受作用特点？答：高层建筑的抗侧力类型主要有：框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构、筒体结构、悬臂结构及巨型框架结构。
组成和承受作用特点：①框架结构体系架结构体系有线型杆件－梁和柱作为主要构件组成的，承受竖向和水平作用；②剪力墙结构体系：混凝土墙体组成，承受全部竖向和水平作用的；③框架－剪力墙结构体系：框架结构中布置一定数量的剪力墙组成由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用；④筒体结构体系：由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用；⑤悬臂结构体系：在钢筋混凝土内筒为主要受力结构的高层建筑中，从内筒不同高度处伸出金属悬臂杆，并在其端部挂有钢吊杆与内筒共同承受各层楼板的自重与附加的活荷载；⑥巨型框架结构体系：由若干巨柱以及巨梁组成，承受主要的水平力和竖向荷载；其余的楼面截面梁柱组成二级结构，只将楼面荷载传递到巨型框架结构上去。
《高层建筑基础分析与设计》高层建筑基础的变刚度调平设计
主楼和裙房联接不分开、不设缝，此时，可增强主体 ，采用较长、密度较大的桩基；弱化裙房，采用短桩 、复合地基，甚至天然地基等进行设计。
14
二、试验验证
粉质粘土地基，20层框筒结构1/10现场模型试验
等桩长与变桩长模型试验(JGJ94-2008)
15
➢ 从图中可看出，等桩长布桩与变桩长布桩相比，在 总 荷 载 F=3250kN 下 ， 其 最 大 沉 降 由 smax ＝ 6mm ， 减至smax＝2.5mm，最大沉降差由Δsmax≤0.012L0(L0 为二测点距离)减至Δsmax ≤0.0005L0。
美国石油学会建议*，在桩距小于8d时，群桩效应必 须考虑，大于8d时群桩效应不明显。
上海试桩结果表明**，群桩效应范围约在6d； 对于伦敦土群桩效应范围约为12d。 为了更好反映实际情况，可以限定桩的有效影响范围
为12d以内，具体应根据地基土的特性而定。
*API Recommended Practice for Planning, Design and Constructing Fixed Offshore Platforms, 11th Ed.Jan. 1980
一、地基模型——桩-土体系模型
➢ 合理地选择地基模型是基础变刚度调平设计计算的 一个重要问题。
➢ 常用的地基模型有： 文克尔(winkler)模型 弹性半空间地基模型 分层地基模型 非线性模型，等
➢ 桩-土体系弹性模型： 桩土体系的影响系数法 桩土体系的Mindlin-Geddes方法
23
(一) 单桩刚度的计算
6
➢对于高层建筑的桩基刚度，一般有以下调整方法： 1)根据荷载密度的差异变桩长 在荷载密度大的地方一般会发生较大的变形（沉
降），因此采用具用较大刚度的长桩，而在荷载集 度小的地方变形也较小，因此采用刚度较小的短桩 ，以达到基础刚度调平的目的，见图10-2 (a)。
14
二、试验验证
粉质粘土地基，20层框筒结构1/10现场模型试验
等桩长与变桩长模型试验(JGJ94-2008)
15
➢ 从图中可看出，等桩长布桩与变桩长布桩相比，在 总 荷 载 F=3250kN 下 ， 其 最 大 沉 降 由 smax ＝ 6mm ， 减至smax＝2.5mm，最大沉降差由Δsmax≤0.012L0(L0 为二测点距离)减至Δsmax ≤0.0005L0。
美国石油学会建议*，在桩距小于8d时，群桩效应必 须考虑，大于8d时群桩效应不明显。
上海试桩结果表明**，群桩效应范围约在6d； 对于伦敦土群桩效应范围约为12d。 为了更好反映实际情况，可以限定桩的有效影响范围
为12d以内，具体应根据地基土的特性而定。
*API Recommended Practice for Planning, Design and Constructing Fixed Offshore Platforms, 11th Ed.Jan. 1980
一、地基模型——桩-土体系模型
➢ 合理地选择地基模型是基础变刚度调平设计计算的 一个重要问题。
➢ 常用的地基模型有： 文克尔(winkler)模型 弹性半空间地基模型 分层地基模型 非线性模型，等
➢ 桩-土体系弹性模型： 桩土体系的影响系数法 桩土体系的Mindlin-Geddes方法
23
(一) 单桩刚度的计算
6
➢对于高层建筑的桩基刚度，一般有以下调整方法： 1)根据荷载密度的差异变桩长 在荷载密度大的地方一般会发生较大的变形（沉
降），因此采用具用较大刚度的长桩，而在荷载集 度小的地方变形也较小，因此采用刚度较小的短桩 ，以达到基础刚度调平的目的，见图10-2 (a)。
建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)修订内容.
扩展基础
1 锥形基础的边缘高度不宜小于200mm，且两个方向的坡度不宜大于1：3；阶梯形基础的每 阶高度，宜为300mm～500mm；
2 垫层的厚度不宜小于70mm，垫层混凝土强度等级不宜低于C10；
3 扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%，底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm， 间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不 宜小于8mm；间距不宜大于300mm；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的15% 。 当有垫层时钢筋保护层的厚度不应小于40mm；无垫层时不应小于70mm；
2 不满足上述条件时，应考虑刚性下卧层的影响，按下式计算地基的变形：
sgz gzsz
sgz——具刚性下卧层时，地基土的变形计算值（mm）； βgz——刚性下卧层对上覆土层的变形增大系数； sz——变形计算深度相当于实际土层厚度确定的地基最终变形计算值 （mm）。
岩石地基（新增）
岩石地基基础设计应符合下列规定： 1 置于完整、较完整、较破碎岩体上的建筑物可仅进行地基承载力计算； 2 地基基础设计等级为甲、乙级的建筑物，同一建筑物的地基存在坚硬程度不同，两种或 多种岩体变形模量差异达2 倍及2 倍以上，应进行地基变形验算； 3 地基主要受力层深度内存在软弱下卧岩层时，应考虑软弱下卧岩层的影响进行地基稳定 性验算； 4 桩孔、基底和基坑边坡开挖应控制爆破，到达持力层后，对软岩、极软岩表面应及时封 闭保护； 5 当基岩面起伏较大，且都使用岩石地基时，同一建筑物可以使用多种基础形式； 6 当基础附近有临空面时，应验算向临空面倾覆和滑移稳定性。存在不稳定的临空面时， 应将基础埋深加大至下伏稳定基岩；亦可在基础底部设置锚杆，锚杆应进入下伏稳定 岩体，并满足抗倾覆和抗滑移要求。同一基础的地基可以放阶处理，但应满足抗倾覆和抗 滑移要求； 7 对于节理、裂隙发育及破碎程度较高的不稳定岩体，可采用注浆加固和清爆填塞 等措施。 8对遇水易软化和膨胀、易崩解的岩石，应采取保护措施减少其对岩体承载力的影响。
高层建筑物基础设计步骤
⾼层建筑物基础设计步骤⾼层建筑物基础设计步骤1、地基基础设计等级的确定分为甲、⼄、丙级所有建筑物的地基均应满⾜承载⼒计算甲、⼄级建筑物应按地基变形设计。
计算地基变形时Es的取值。
丙级的部分建筑物可不作变形验算——满⾜表3.0.22、基础埋深的确定埋置深度可从室外地坪算⾄基础底⾯a天然地基或复合地基，可取房屋⾼度的1/15b桩基础，可取房屋⾼度的1/18c桩箱、桩筏，可取房屋⾼度的1/20d当满⾜承载⼒、稳定性、及⾼宽⽐⼤于4时，基础底⾯不出现零应⼒区，⾼宽⽐不⼤于4时，基础底⾯与地基之间零应⼒区⾯积不应超过基底⾯积的15％时，可不按上述三条执⾏e基础埋深不宜深于已有相邻建筑物的基础。
f当基础深于已有建筑物的基础时，其基础之间的净距d，应不⼩于基础之间的⾼差h 的1.5～2倍。
并应满⾜表7.3.3。
上述要求不满⾜时，应分段施⼯，设临时加固⽀撑，打板桩，地下连续墙等措施，或加固原有建筑物地基。
3、桩基础设计要点：1）桩的选型：根据地质报告、当地的经验、施⼯的难易程度。
2）桩的布置：a摩擦桩的中⼼距不宜⼩于桩⾝直径的3倍b扩底灌注桩的中⼼距不宜⼩于扩底直径的1.5倍，扩底直径⼤于2m时，桩端净距不宜⼩于1mc扩底灌注桩的扩底直径不宜⼤于桩⾝直径的3倍。
d桩端全断⾯进⼊持⼒层的深度，对于粘⼟、粉⼟不宜⼩于2d，砂⼟不宜⼩于1.5d，碎⽯类⼟，不宜⼩于1d。
当存在软弱下卧层时，桩基以下持⼒层厚度不宜⼩于4d。
e当轴压⼒⼩，弯矩较⼤时，可采⽤增⼤桩距（即增加反⼒⼒臂），尽量避免出现抗拔桩。
3）单桩承载⼒计算。
1）抗震设计时要注意液化⼟层桩基侧阻⼒的折减。
2）对⽋固结⼟（包括淤泥）或有⼤⾯积堆载的⼯程，应分析桩侧负摩阻⼒影响。
3）在砂⼟地层，采⽤单桥静⼒触探估算预制桩和沉管灌注桩单桩竖向承载⼒与试桩成果⽐较吻合，⼀般是按⼟⼯试验确定的单桩竖向承载⼒的1.5～2倍。
4）桩⾝承载⼒计算（基规第8.5.9条） 5）抗拔桩的设计内容： a 抗拔承载⼒计算 b 桩⾝强度、裂缝验算 c 桩与承台连接部位计算 d 接桩部位焊缝验算 e 管桩截桩时的特殊处理6）桩端持⼒层下有软弱下卧层时，应进⾏软弱下卧层验算（桩规第5.2.13条） 7）甲、⼄级建筑物桩基础、摩擦桩均应进⾏沉降变形验算8）承台周围⼟层处理：地坪垫层以下⾄桩基承台底⾯的回填⼟的要求，压实系数≥0.94。
高层建筑基础设计
箱形基础高度一般取建筑物高度的1/8～1/12，且不宜小于箱形基础长度的1/20，也 不小于3m。
(5)箱形基础的顶板和底板 基础底板厚度不应小于250，顶板厚度不应小于150。 顶板和底板的厚度应满足抗剪承载力要求，底板的厚度还应满足抗冲切承载力要求。 在实际工程中，底板由于受力和防水要求，厚度一般在500～600以上；顶板厚度一般可达
高层建筑基础设计
10.1 高层建筑地基与基础的特点和设计原则
10.1.1 高层建筑地基与基础 10.1.2 高层建筑地基与基础的特点
高：层数多，总高度高； 重：自重大，荷载大； 由于建筑物高耸，使得竖向荷载大而集中，水平荷载（风荷载和地震作用）引起的倾覆
力矩很大，因此多层房屋基础形式及设计方法一般不能简单搬用于高层建筑。 大：高层建筑通常由主楼和裙房构成，占地面积较大。 主楼和裙房间荷载差异较大的相邻基础间往往采用沉降缝分开，地基和基础受力和构造
整体系统进行分析，利用三个条件求解整个系统的内力和变形。 共同作用分析的特点：高维甚至无穷纬超静定。只有采用计算机与数值分析方法进行。
10.1.5我国高层建筑基础设计方法的发展过程 （1）基本不考虑共同工作阶段 设计方法：将上部结构、基础、地基及分割成三个部分，各自独立求解。
以图1-1所示的高层框架为例，求解可分为三步： 第一步，将框架柱沿基础顶面切开，框架视为柱底为嵌固端的独立结构，利用结构力学的方
1/10。
(3)箱形基础的平面尺寸 平面形状应力求简单，基础底面的形心应尽量与上层结构的竖向荷载重心相重合。 对单幢建筑物，基底平面形心宜与结构竖向长期荷载重心重合，两者间偏心距e应满足： 当恒载与活载组合时，e≤60； 当恒载、活载与风荷载组合时， e≤30 。
式中b为矩形箱形基础底板的宽度或长度。 (4)箱形基础的高度
(5)箱形基础的顶板和底板 基础底板厚度不应小于250，顶板厚度不应小于150。 顶板和底板的厚度应满足抗剪承载力要求，底板的厚度还应满足抗冲切承载力要求。 在实际工程中，底板由于受力和防水要求，厚度一般在500～600以上；顶板厚度一般可达
高层建筑基础设计
10.1 高层建筑地基与基础的特点和设计原则
10.1.1 高层建筑地基与基础 10.1.2 高层建筑地基与基础的特点
高：层数多，总高度高； 重：自重大，荷载大； 由于建筑物高耸，使得竖向荷载大而集中，水平荷载（风荷载和地震作用）引起的倾覆
力矩很大，因此多层房屋基础形式及设计方法一般不能简单搬用于高层建筑。 大：高层建筑通常由主楼和裙房构成，占地面积较大。 主楼和裙房间荷载差异较大的相邻基础间往往采用沉降缝分开，地基和基础受力和构造
整体系统进行分析，利用三个条件求解整个系统的内力和变形。 共同作用分析的特点：高维甚至无穷纬超静定。只有采用计算机与数值分析方法进行。
10.1.5我国高层建筑基础设计方法的发展过程 （1）基本不考虑共同工作阶段 设计方法：将上部结构、基础、地基及分割成三个部分，各自独立求解。
以图1-1所示的高层框架为例，求解可分为三步： 第一步，将框架柱沿基础顶面切开，框架视为柱底为嵌固端的独立结构，利用结构力学的方
1/10。
(3)箱形基础的平面尺寸 平面形状应力求简单，基础底面的形心应尽量与上层结构的竖向荷载重心相重合。 对单幢建筑物，基底平面形心宜与结构竖向长期荷载重心重合，两者间偏心距e应满足： 当恒载与活载组合时，e≤60； 当恒载、活载与风荷载组合时， e≤30 。
式中b为矩形箱形基础底板的宽度或长度。 (4)箱形基础的高度
高层民用建筑设计规范最新版
高层民用建筑设计规范最新版本文档是高层民用建筑设计规范的最新版，旨在指导和规范高层民用建筑的设计和施工。
本文档详细描述了各个方面的设计要求，包括结构设计、建筑材料、电气设计、供暖通风与空调设计、给排水与消防设计，以及基础设施等方面的规定。
一：结构设计1.1 基本原则1.2 抗震设计1.3 承重结构设计1.4 梁柱设计1.5 地下室设计二：建筑材料2.1 混凝土材料2.2 钢材料2.3 砌体材料2.4 装饰材料2.5 隔音材料三：电气设计3.1 供电系统设计3.2 照明系统设计3.3 通信系统设计3.4 安全系统设计3.5 接地与防雷设计四：供暖通风与空调设计4.1 供暖系统设计4.2 通风系统设计4.3 空调系统设计4.4 室内空气质量控制设计五：给排水与消防设计5.1 给水系统设计5.2 排水系统设计5.3 消防系统设计5.4 室外排水设计六：基础设施6.1 建筑物配套设施6.2 停车场设计6.3 绿化设计6.4 照明景观设计附件：1. 结构设计相关图纸2. 材料规格表3. 设备选型参数表法律名词及注释：1. 建筑法：指《中华人民共和国建筑法》2. 建筑设计规范：指《建筑设计规范》（GB50096-2011）3. 结构设计规范：指《建筑结构工程技术规范》（GB50010-2010）本文档是高层民用建筑设计规范的最新版，旨在指导和规范高层民用建筑的设计和施工。
本文档详细描述了各个方面的设计要求，包括建筑布局、建筑结构、建筑材料、供暖通风与空调设计、给排水与消防设计，以及基础设施等方面的规定。
一：建筑布局1.1 总体规划1.2 立面设计1.3 建筑功能布局1.4 平面布局1.5 道路与交通规划二：建筑结构2.1 结构形式2.2 地基与基础设计2.3 主体结构设计2.4 屋面结构设计2.5 外墙设计三：建筑材料3.1 混凝土-砂浆3.2 金属材料3.3 玻璃材料3.4 保温隔热材料3.5 装饰装修材料四：供暖通风与空调设计4.1 供暖系统设计4.2 通风系统设计4.3 空调系统设计4.4 热源与热力设计4.5 新风系统设计五：给排水与消防设计5.1 给水系统设计5.2 排水系统设计5.3 消防系统设计5.4 室内消防设备布局设计5.5 室外排水设计六：基础设施6.1 停车场设计6.2 绿化设计6.3 照明景观设计6.4 配套设施设计附件：1. 结构设计图纸2. 建筑材料规格表3. 设备选型参数表法律名词及注释：1. 建筑法：指《中华人民共和国建筑法》2. 建筑设计规范：指《建筑设计规范》（GB50096-2011）3. 结构设计规范：指《建筑结构工程技术规范》（GB50010-2010）。
高层建筑地基处理施工方案(基础设计与施工技术)精选两篇
《高层建筑地基处理施工方案》一、项目背景随着城市化进程的不断加快，高层建筑如雨后春笋般涌现。
高层建筑的稳定性和安全性至关重要，而地基处理是确保高层建筑质量的关键环节。
本项目为一座[具体名称]高层建筑，地处[具体地点]，总建筑面积为[具体面积]平方米，建筑高度为[具体高度]米。
该地区地质条件较为复杂，存在软土层、砂土等不良地质情况，因此需要进行科学合理的地基处理，以保证建筑物的安全稳定。
二、施工步骤1. 场地平整首先对施工场地进行平整，清除地表障碍物，如树木、石块等。
同时，根据设计要求确定场地标高，进行土方开挖和回填，确保场地平整度符合施工要求。
2. 地质勘察在施工前，进行详细的地质勘察，了解场地的地质情况，包括土层分布、地下水位、土的物理力学性质等。
根据勘察结果，制定合理的地基处理方案。
3. 地基处理方法选择根据地质勘察结果和建筑物的设计要求，本项目采用桩基础结合地基加固的方法进行地基处理。
具体如下：（1）灌注桩施工采用钻孔灌注桩，桩径为[具体直径]，桩长根据地质情况确定。
施工过程包括钻孔、清孔、钢筋笼制作与安装、混凝土灌注等。
（2）地基加固采用高压旋喷桩对地基进行加固，提高地基的承载力和稳定性。
施工过程包括钻机就位、钻孔、喷射注浆等。
4. 桩基础施工（1）灌注桩施工①钻孔：采用钻机进行钻孔，控制钻孔垂直度和孔径。
②清孔：在钻孔完成后，进行清孔，清除孔内的泥土和沉渣。
③钢筋笼制作与安装：根据设计要求制作钢筋笼，确保钢筋笼的尺寸和质量符合要求。
然后将钢筋笼吊入孔内，进行固定。
④混凝土灌注：采用商品混凝土进行灌注，控制混凝土的坍落度和灌注速度。
在灌注过程中，要确保混凝土的密实性。
（2）预制桩施工（如有）①预制桩制作：在工厂或现场制作预制桩，确保桩的质量符合要求。
②桩的运输和堆放：采用专用车辆运输预制桩，在施工现场进行合理堆放。
③沉桩：采用锤击法或静压法进行沉桩，控制沉桩速度和桩的垂直度。
5. 地基加固施工（1）高压旋喷桩施工①钻机就位：将钻机安装在设计位置，调整钻机的水平度和垂直度。