淺談高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘 " "要：近年來(lái)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)力度加大，大多數(shù)農(nóng)村人口轉(zhuǎn)移到城市，雖然人們生活質(zhì)量不斷提高，但同時(shí)居民建筑用地越來(lái)越少，就演變成今天看到的高層建筑越來(lái)越多的出現(xiàn)在了生活中。那么想要設(shè)計(jì)出更好的符合人們要求的建筑，就對(duì)其設(shè)計(jì)者提出了更高的要求。這就需要設(shè)計(jì)人員不斷學(xué)習(xí)，提升自己的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，爭(zhēng)取使高層建筑設(shè)計(jì)逐漸成熟。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)基礎(chǔ);設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU973.3 " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " " " " " " 文章編號(hào)：1004-7344（2019）03-0296-01

前 言

隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提升，建筑設(shè)計(jì)師對(duì)軟件使用技術(shù)的嫻熟以及綜合素質(zhì)的提升，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)合理開(kāi)發(fā)利用土地資源理念的進(jìn)步，在我國(guó)不斷出現(xiàn)了越來(lái)越多的高層建筑。對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們要做的就是讓其可以承受更大的荷載進(jìn)而可以減少其在突發(fā)情況下的形變程度，保證建筑的安全性和穩(wěn)定性。

1 "高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)探析

1.1 "建筑結(jié)構(gòu)的剛度對(duì)基礎(chǔ)受力的影響

高層建筑無(wú)外乎就是層數(shù)相對(duì)低層較多，所以我們很容易理解該建筑需要基礎(chǔ)牢固，這樣才能承受較大的壓力來(lái)增強(qiáng)高層建筑的穩(wěn)定性。所以設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工作時(shí)就需要考慮到這一點(diǎn)，并盡可能的想到會(huì)影響其穩(wěn)定性的所有因素。那么在對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算是我們最開(kāi)始并且最重要的一部分，只有獲得精準(zhǔn)全面的相關(guān)數(shù)據(jù)，才能進(jìn)而確定基礎(chǔ)內(nèi)力、承載力以及面積。當(dāng)然也要根據(jù)實(shí)際建筑具體情況進(jìn)行具體計(jì)算分析，不能空有紙上談兵，這樣有可能會(huì)產(chǎn)生誤差，造成不可估量的損失。建筑基礎(chǔ)的柔性也要達(dá)到一定的數(shù)值，可以一定程度的避免高層建筑在荷載較大時(shí)的傾斜概率，同時(shí)地基也更好的分擔(dān)了荷載的作用力，增強(qiáng)了建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。一旦荷載均勻，則會(huì)出現(xiàn)我們不想看到的盆形沉降;只有荷載以著由兩端到中部逐漸減小的趨勢(shì)，基礎(chǔ)才會(huì)出現(xiàn)我們想看到的均勻沉降。為了達(dá)到基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中計(jì)算的準(zhǔn)確性及安全性，只有全面結(jié)合各方面影響因素，這樣才能使建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性得以實(shí)現(xiàn)。

1.2 "建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制程度

結(jié)構(gòu)側(cè)移這一現(xiàn)象也對(duì)高層建筑的安全性有著不可忽視的影響。高層建筑物與低層建筑物的一個(gè)很大的不同點(diǎn)就在于結(jié)構(gòu)側(cè)移這一點(diǎn)。高層建筑前面已經(jīng)提到過(guò)層數(shù)多，這也是其為什么會(huì)在外力荷載的作用下偏移的原因。并且層數(shù)越高，偏移現(xiàn)象越明顯，安全系數(shù)越低。事實(shí)上結(jié)構(gòu)側(cè)移的數(shù)值的選取最主要的決定性因素就是該建筑的層數(shù)。因此，結(jié)構(gòu)側(cè)移還是有一個(gè)數(shù)值范圍的。

1.3 "結(jié)構(gòu)軸向變形對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響

實(shí)際上，豎向荷載給高層建筑帶來(lái)的影響也是不容小覷的。一旦豎向荷載達(dá)到建筑所能控制的最大數(shù)值，那么荷載再加大就很容易使建筑構(gòu)件產(chǎn)生軸變。這時(shí)只有兩種方法可以增加正負(fù)彎矩，減少支座彎矩，但卻都嚴(yán)重影響著施工過(guò)程中對(duì)材料的投放。那么無(wú)法改變豎向荷載，只能根據(jù)軸變的實(shí)際情況，對(duì)建筑構(gòu)件中下料的要求進(jìn)行調(diào)整，大部分情況下稍微改變下料的長(zhǎng)度，不改變其寬度。

2 "高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型問(wèn)題研究

2.1 "高層建筑基礎(chǔ)選型的要求

在高層建筑的上部選擇結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，往往設(shè)計(jì)者要花費(fèi)許多的時(shí)間和心血，因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)底部結(jié)構(gòu)的受力產(chǎn)生影響，只有成功的完成了上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，才能更好的對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，才能使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)更有效的服務(wù)于整個(gè)高層建筑，所以也說(shuō)高層建筑的上部選型是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員結(jié)構(gòu)選型考慮的另一個(gè)因素就是選型功能。并且它所帶來(lái)的影響是與其它方面都不相同。其實(shí)建筑的初衷也是為了能夠更好的滿足人們的需求，給人們提供更加舒適的生活、辦公及學(xué)習(xí)環(huán)境，并能充分利用我們的智慧，設(shè)計(jì)出最穩(wěn)定安全且益處最多的建筑。比如說(shuō)酒店大部分都是高層建筑，而不同于居民住宅的建筑，其設(shè)計(jì)不僅滿足了顧客所需的有更開(kāi)闊的視野等益處，同時(shí)也更好了幫助酒店進(jìn)行管理。施工中空間因素也對(duì)基礎(chǔ)選型產(chǎn)生影響，那么我們就要選擇有較好穩(wěn)定性并利于施工的土地基礎(chǔ)。建筑經(jīng)濟(jì)也被納入選型依據(jù)中。每一個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目除了要考慮安全性、穩(wěn)定性，還要考慮經(jīng)濟(jì)性。那么在高層建筑中，需要資金的地方有各個(gè)方面，其中包括在施工之前的設(shè)計(jì)時(shí)需要的各方面的技術(shù)領(lǐng)域的精英，還有施工土地的選取，施工周期等等都包括在內(nèi)，所以要充分利用現(xiàn)有資金，使利益最大化，減少任何不必要的浪費(fèi)。人們的審美觀也一定程度的影響結(jié)構(gòu)選型。除了考慮高層建筑的安全性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性，它的外觀給人們帶來(lái)的視覺(jué)效果也是非常重要的，也一樣影響著建筑的結(jié)構(gòu)選型。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)高層建筑的外觀時(shí)，不僅僅考慮它的功能給人們帶來(lái)的益處，建筑結(jié)構(gòu)的安全性等，往往還考慮造型的美觀程度，同時(shí)研究該地區(qū)的文化特征并與之結(jié)合，一旦得到一致認(rèn)可，則可以一定程度的帶動(dòng)該地區(qū)旅游事業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。同時(shí)與周邊環(huán)境相融合，使該建筑雖獨(dú)樹(shù)一幟卻又看起來(lái)很融洽。因此，高層建筑的結(jié)構(gòu)選型也要綜合考慮到人們的審美、消費(fèi)心理以及未來(lái)文化的發(fā)展導(dǎo)向。

2.2 "分析高層建筑結(jié)構(gòu)選型的原則

高層建筑承重豎向與橫向都要滿足其對(duì)高度的要求。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)層數(shù)較少，水平承載力和防震要求不高時(shí)，框架是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。而對(duì)于高層建筑這時(shí)會(huì)選擇其它結(jié)構(gòu)，來(lái)提供更大的承載力。如果該高層建筑并不是我們常見(jiàn)的長(zhǎng)方體，并且對(duì)其所需要承受的荷載要求較高，那么可能選擇一些混合結(jié)構(gòu)來(lái)作為原料增強(qiáng)其穩(wěn)定性。一旦扭轉(zhuǎn)事件發(fā)生，對(duì)構(gòu)件所產(chǎn)生的影響性質(zhì)是十分惡劣的，部件會(huì)在建筑內(nèi)部產(chǎn)生移動(dòng)，這樣就可能會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，對(duì)建筑過(guò)程的損失是無(wú)法估量的。通常情況下，我們要通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)方法來(lái)避免扭轉(zhuǎn)情況的發(fā)生，也把它稱作概念設(shè)計(jì)法。這種方法需要在進(jìn)行平面布置時(shí)，設(shè)計(jì)人員通過(guò)計(jì)算得到質(zhì)心與剛心之間的距離。再利用不規(guī)則對(duì)稱的設(shè)計(jì)原理，將距離帶來(lái)的影響消除，從而使質(zhì)心和剛心重合為一點(diǎn)。在進(jìn)行高層建筑基礎(chǔ)選型過(guò)程中，要求設(shè)計(jì)人員綜合分析各方面的影響因素，并能做出有效的評(píng)估，選擇出最適合的結(jié)構(gòu)，既達(dá)到了理想中的目標(biāo)，同時(shí)該高層建筑也有其獨(dú)特的存在意義和價(jià)值。并能周全施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

2.3 "收益對(duì)建筑結(jié)構(gòu)選型的影響

在建筑過(guò)程中，建筑材料的選擇，施工的周期等都會(huì)影響到建筑的成本，但更重要的是人們對(duì)該高層建筑環(huán)境的反饋，只有得到一致的滿意，才能得到良好的收益。而且隨著建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑選型的獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)性，也能很好的進(jìn)行建設(shè)資源的回收利用，不僅有效的節(jié)約了資源，同時(shí)綠色環(huán)保。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-12-10