房屋建筑基础结构设计探讨

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1、房屋建筑基础结构设计探讨金芝兰艾奕康咨询（深圳）有限公司广东深圳518001摘要：近几年来所建的房屋大多是高层建筑，由于高层建筑层数高及重量较大，自身所承受的荷载力所导致的倾斜力矩也会越大。在这种情况下，就需要基础只有较强的承载力，从而实现对建筑沉降和倾斜的有效控制，使房屋建筑在风荷载及地震荷载下能够具有更好的稳定性。所以在房屋建筑结构设计中需要对基础设计和施工提出更严格的要求，这不仅由于基础工程所占造价比重较大，同时还由于基础工程直接关系到整体工程的质量和建筑的安全性，决定着工程的投资效益的实现。关键词：基础设计；设计分析；结构基础一、高层建筑基础设计概述（一）

2、进行高层建筑基础设计时需要考虑较多因素，如基础的承载力、内力及配筋等情况的确定，这些都需要相应的计算才能取得准确数据。因此在计算过程中需要结合地质勘察报告、上部结构类型、基础所需承受工作荷载效应等方面的因素进行周全考虑。只有进行周全的考虑，才能确保基础设计时各项计算的准确性，确保基础的安全性和经济性。（二）在实际工程施工中，由于不同的结构形式建筑对施工要求会有所不同，同时施工过程中地质条件千变万化，施工周期要求长短不一，所以会采用不同的基础形式来进行施工。在地质条件良好，且设计选定的基础持力层埋深较浅的情况下，可以选择天然基础；反之在不良地质条件下，通常优先考虑桩

3、基础形式。天然基础和桩基础各有利弊，设计中应结合工程需要，选择合适的基础形式。（三）目前在我国高层建筑基础工程施工中，由于高层建筑自重较大，目前普遍会采用桩基础形式，按桩基础受力情况一般乂简单的分为端承桩和摩擦桩,由于端承桩其桩底处于岩层或硬土层中，桩端持力层具有较好的非压缩性，能有效的避免桩端发生沉积，同吋桩具奋良好的承载力。摩擦桩主要是依靠桩侧摩擦阻力来承担竖向荷载，同时桩底上层也会对桩端提供一定的承载力，但由于底部支承的土层具有可压缩性，所以摩檫桩的桩基沉降量相对端承桩还是会较大。（四）高层房屋建筑基础施工吋，采用桩基础，基础受力方式简单直接，不利地质条件的

4、影响较小，并且能够有效的控制建筑沉降。采用天然地基，由于建筑物基础下的各土层厚度不均，且各土层压缩模量不一，在建筑物上部结构荷载作用下不可避免的会导致不均匀沉降的发生，难以奋效控制建筑沉降。采用桩基础进行施工，可以使深部土层的承载能力得到充分的发挥。冋吋桩基础与现代施工技术和材料实现了完美的结合，冇效的提高了桩基础施工技术的水平，使其在高层建筑基础工程中发挥着更好的性能。二、高层建筑基础的设计分析（-）上部结构的刚度对基础受力状况的影响上部结构刚度是指上部结构对基础不均匀沉降或弯曲的抵抗能力，包括水平刚度，竖向刚度和抗弯刚度的综合。上部结构刚度对基础变形奋约束作用

5、，能改善基础的纵向弯曲程度，减小基础的沉降差异，在对沉降要求较严格的天然基础设计中值得重点考虑。在实际工程设计中，可以采用多种方法增强上部结构刚度，例如：（1）增加剪力墙布置数量或长度；（2）增加纵横向梁数量或截面尺吵；（3）增加框架柱截面；（4）尽量避免采用细长形建筑等措施。常见的PKPM设计分析软件可以计算结构上部刚度，并ii在后续JCCAD基础计算吋叠加上部结构刚度后得出基础内力，配筋和沉降等结果。根据多个工程实例计算分析，在地基、基础和荷载条件不变的情况下，增加上部结构的刚度会减少基础的相对挠曲和内力，但同时也会导致上部结构自身内力增加，即上部结构对减少基

6、础内力的贡献是以在自身中产生不容忽视的次应力为代价的。设计中还应当注意的是上部结构的刚度贡献也不是无限的。（二）基础刚度对基底反力分布的影响基础按刚度大小通常可分为刚性基础和柔性基础。刚性基础抗弯刚度大，基础受荷后不发生挠曲，冇较强的调整基地反力的能力，它能跨越基础中部，将所承担的荷载相对集中的传递到基础边缘，起到“桥梁”的作用。由于刚性基础与地基的变形协调一致，因此在轴心荷载作用下地基表面各点的竖向变形值相同。当荷载较小时，地基反力分布曲线呈凹抛物线或马鞍形；随着荷载的增大，位于基础边缘部分的地基土产生塑性变形区，边缘地基反力不再增大，而荷载增加部分则由中间部分

7、的土体承担，中间部分的地基反力继续增大，地基反力分布曲线逐渐由马鞍形转变为抛物线形；当荷载接近地基土的破坏荷载时，地基反力分布曲线又由抛物线形变成钟形（基底反力图形见图1）。图1轴心荷载下刚性基础地基反力分布形式（a）凹抛物线形；（b）马鞍形；（c）凸抛物线形；（d）钟形柔性基础由于其刚度很小，在竖向荷载作用下没有抵抗弯曲变形的能力，基础能随着地基一起变形。因此，地基反力的分布与作用与基础上的荷载分布是一致的。柔性基础在均布荷载作用下，其沉降特点是中部大、边缘小（基底反力图形见图2）。图2荷载作用下柔性基础地基反力分布形式（三）地基条件对基础受力状况的影响地基土的

8、软弱程度一