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浅谈高层建筑结构设计
摘要:二十世纪八十年代以来,伴随着社会经济的蓬勃发展,尤其是城市建设建筑的发展,在城市中高层建筑是不可或缺的一部分,成为了城市经济繁荣和社会进步的一展旗帜。本文主要从高层建筑的建筑特点出发,针对高层建筑基础选型、结构选型设计等基本方面进行分析论述。
关键词:高层建筑;基础选型;结构选型;载荷;合理参数
引言
伴随经济文化需求的飞速发展,特别在二十世纪末结构工程方面世界各国都取得了巨大的成就。所以各个发达国家都在计划建造更高更大的高层复杂结构建筑,比方在高层建筑方面,全球各地都在刷新着世界记录;在大跨度建筑方面,许多国家已经把空间网架结构和张拉式悬索结构成功应用在尺度达200m以上的建筑。我们国家近年来,由于经济建设实力的迅速发展增强,已经十分需求建设一批更高更大的建筑物,这也是我国建筑领域面临的机遇和挑战。
1 高层建筑的特点
在相同的建设面积中,一方面,高层建筑可获得更多的建筑面积,设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观,比方新加坡某些居住区中建造了高层建筑群,节省了更多地面空间,这就更好地建设了城市绿化空间。另一方面,高层建筑竖由电梯来完成竖向交通,这就增加了建筑的造价,高层筑的防火要求也会增加高层建筑的造价以及成本,高层建筑太多、太密集也可能对城市带来热岛效应和光污染现象。
2 高层建筑基础选型
高层建筑中选择合理的基础型式是个关键问题,选择基础型式与建筑物的使用性质、地质状况、建筑结构类型、抗震能力、对周围建筑物的影响等存在密切联系,一般情况下应考虑一下几个问题:
(1)建筑结构、地基、承载载荷方面:
①建筑上部结构为框架结构、无地下室、荷载小、地基好、柱网分布均匀,可采用柱下独立基础;
②建筑上部结构为框架剪力墙结构、无地下室、地基条件又比较好,可以选用十字交叉钢筋混凝土条形基础或筏基二者之一;
③当建筑上部结构是剪力墙结构、无地下室、地基较差、荷载较大时候,为增加基础整体性,减弱不均匀沉降,可采用十字交叉钢筋混凝土条形基础,如若不能满足需求,又不采用桩基或人工地基,也可以选择筏基;

④当建筑上部结构为框架或剪力墙结构、有地下室、上部结构又对不均匀沉降有较严限制,这时建筑对防水要求较高,可采用箱基。
(2)筏基上柱荷载中等或以下、柱距较小且等距时宜选择无梁筏板基础,而柱荷载相差大且柱距较大宜采用梁板式筏基,当地基比较差采取上述各类型基础不能满足设计时,可采用桩基或其他人工地基。最后,与深基础或其它人工地基相比比较经济并且又有施工条件时,可选用桩基。
总体来说,高层框架结构伴随层数增加,基础上的柱荷载量也有所增大,所以竖向基础产生碟形沉降,而且内柱沉降大,受到拉伸而卸载,必然会引起上部结构和基础内力变化。在高层框架结构基础设计中宜柔不宜刚,但是如地基土性质为高压缩性时,则基础宜刚。采用桩基时,可以考虑变刚度布桩的方式,比如加密中部布桩或者改变基础中部桩径、桩长,从而调整地基桩基的支承刚度,使差异沉降低到最小,从而减小基础以及承台的内力。
3 高层建筑结构选型
(1)高层建筑结构:建筑结构选型不单单是结构问题,更是一个综合性的科学问题。一个优秀的建筑物,其建筑功能与结构功能会被结合成一个有机结合体。一个优秀的高层建筑结构的选择,不仅仅需要考虑