高层住宅建筑的基础结构设计

高层住宅建筑的基础结构设计

摘要：随着我国建设经济的不断发展，高层住宅建筑越来越普遍，不仅缓解了城市的建设用地，还最大程度运用了空间，高层住宅建筑基础结构的设计是项比较复杂系统的工程，本文就高层住宅建筑的基础结构设计进行了分析讨论。

关键词：高层住宅；建筑；基础结构；设计

Abstract: With the continuous development of China’s construction economy, high-rise residential buildings is becoming increasingly common, not only to ease the city construction land, but also maximizing the space, the design of high-rise residential building infrastructure is a complex systems engineering, this articlethe basic structural design of high-rise residential buildings are analyzed and discussed.

Keywords: high-rise residential; buildings; infrastructure; design

随着我国社会经济发展，城市化进程加快，越来越多的高层住宅建筑被建设，这种高层住宅建筑不仅有效缓解了城市用地面积，还最大化地运用了空间，随着人们生活水平提高及科技迅速发展，人们对高层住宅建筑要求越来越高，进行高层住宅建筑设计时，对其合理性及经济性的把握是很重要的。

一、基础结构设计概述

1.高层住宅总体指标控制

在高层住宅建筑设计时，要对地震及风荷载作用下的水平位移限值进行计算，从而判断其结构抗震是否符合要求，并对地震及风荷载作用之下建筑物底部的剪力及总弯矩进行判断，还有自振周期及结构振型曲线等均应进行计算判断，这些相关的总体指标能够对高层住宅建筑进行总体判别，当周期太短及刚度太大时，会造成地震效应增大，并导致不必要材料浪费，可刚度太小的话，结构变形就会增大，影响其使用性能。对结构布置扭转实施控制时，需要考虑偶然偏心对地震作用的影响，高层住宅建筑竖向构件最大层间位移及水平位移不能比该建筑楼层平均值1.2倍要大，对于顶层构件可暂不考虑。

2.高层住宅建筑中的基础结构设计

在基础结构设计的时候，要注意构件延性，可依据相关规范进行梁内恰当钢筋的配置，现在短肢剪力墙高层住宅为满足埋置深度要求，通常会设置地下室，其基础所采用的是桩筏基础，对桩给予合理选型，能够对整个高层住宅地下室设计经济性产生很大影响。在基础选型上可进行方案比较，并选出较为合理经

济方案，在筏板厚度取值上，应该考虑桩冲切、墙冲切、板配筋、角桩冲切及建筑沉降差等因素。为了地下室使用合理，在筏板长度设计上，会采用后浇带设计来缓解底板超长所引起的温度裂缝及收缩情况，其效果是比较明显的，可就是会给施工单位带来较多麻烦，当处理不当时，就会出现后浇带裂缝及漏水现象，因此，对于高层住宅的基础结构的后浇带设计上还需要进一步的优化。

二、基础结构设计具体要求

1.筏板及桩基础设计要求

筏板基础设计时，要依据上部结构荷载分布及地基承载力等进行基础平面尺寸确定，在计算的时候，不必使用偏心距进行计算；筏板厚度确定除了要考虑上述所提到冲切承载力外，还应该对不平衡的弯矩作用产生附加剪力影响进行考虑，板厚通常要在40cm以上；当上部结构刚度较大且地基比较均匀的时候，柱间距与柱荷载变化在20%以内的时候，筏板基础可仅考虑局部的弯曲作用，不然，筏板基础内力就应依照弹性的地基板来分析；在筏板基础地面及顶面都应设立双向的钢筋网片，并且钢筋间距应控制在15-30cm之间，受力的主筋直径应该在1.2cm以上。桩基础设计的时候，应因地制宜，目前各地均有较为成熟经验，并且有自身地区规范，当实施桩基础设计时，工程所在地具有地区规范，就要依照当地规范进行设计，承台设计及桩基选择应该依据荷载大小、上部结构类型、地下水位、桩穿越土层、施工经验及条件、持力层的土类型和材料供应条件等综合因素考虑；为了保证桩基经济性及安全性，可依据静载试桩的结果对桩基抗拔承载力、竖向承载力及抗剪承载力进行确定，使桩基更稳固，建筑更安全，还能降低成本，促进经济效益实现；有几类桩基础的设计还要考虑沉降计算，像甲级的设计等级桩基础，有沉降要求建筑桩基础，桩端下含有软土层或者建筑体型比较复杂的乙等级设计桩基础，摩擦型桩基础等，这些类型桩基础设计均要实施沉降计算；当桩基对水平位移具有特殊要求或者会承受较大永久的水平作用力时，就需要对水平变化进行验算，以确保桩基础设计合理科学。

2.荷载组合要求

对于各种荷载组合及桩基或者地基承载力特点，基本上均是运用电算程序化来计算出及设计的，地震效应及风荷载所引起高层住宅边角的竖向轴力比较大的时候，如果把永久荷载及短期荷载进行等同对待，就会使边角的竖向结构基础比较大，而中间竖向结构基础并没有增大，容易使地基墙体产生裂缝；当地震作用及重力荷载进行组合的时候，应该依据有关设计规范，适当加强承载力的特征值；当风荷载和重力荷载进行组合的时候，可把承载力的特征值进行适当提高；并且高层住宅基础设计应尽量降低差异变形、地基变形等长期荷载作用。

3.箱型的基础设计

对现行的基础设计，也要依据住宅建筑上部的荷载大小及地基承载力进行基础几何尺寸确定，并且基础外墙要沿着高层住宅周边进行设置，内墙要沿着剪力墙的位置或者网柱来分布，其墙体总面积要比全部箱型基础包围面积1/10要大，

如果基础长宽在4以上时，那么纵横的水平间面积要比全部基础包围面积1/18要大；这种类型基础高度要有效满足结构刚度、承载力和高层住宅的使用功能要求，其高度应该要比箱型基础长度的1/20要大，并且要在3m以上；对于箱型基础顶板、墙体及底板厚度应依据防水及受力计算等要求进行确定，没有人防要求基础设计，外墙要大于25cm以上，底板厚度要在30cm以上，顶板及内墙厚度应该在20cm以上，当进行箱型基础设计的时候，尽量符合这些设计要求，能够有效提高设计安全性及经济性等方面要求。

三、基础结构设计中的其他注意事项

现在钢筋混凝土的多层框架房屋大部分是柱下的独立基础，对于地基受力有规定称，如果地基受力范围里，没有软弱的粘性土层，并且住宅楼层没有超过8层，高度也在25m之下的时候，就可以不进行基础及地基的抗震承载能力验算，可在住宅建筑的基础设计时，即使符合这种情况，也应该进行风荷载影响考虑，对于风荷载进行计算，切忌地震区之外的高层住宅建筑就不进行风荷载计算。当层住宅建筑没有地下室的时候，其基础拉梁要按照层1来计算输入，并且拉梁上存在荷载时，也要将荷载一块输入计算。一般框架结构或者框架抗震墙结构，都会存在填充墙，这就会让结构实际刚度比计算刚度要大，并且实际周期会比计算周期小得多，从而得出地震剪力要小些，结构也不安全，这时对结构计算周期给予折减是很有必要的，对框架结构计算周期进行折减时，一定要注意合理性，防止折减系数太大或者该折减没有折减的情况发生，对于运用轻质墙体的板材，其周期折减系数能够取值0.9，运用砌体填充墙的，折减系数取值范围可为0.6-0.7，对于那些运用轻质砌块或者砌体填充墙比较少的，折减系数可以取值0.7-0.8，仅有无墙纯框架，进行计算周期时不用折减。

结束语：

随着社会经济发展及人们生活水平提高，人们对高层住宅建筑的要求也相应提高了，进行高层住宅建筑基础结构设计时，需要注意建筑结构的耐久性、安全性、舒适性及经济性，只有这样在保证了建筑质量及满足人们要求的同时，才能够有效提高建筑企业的经济效益及社会效益。

参考文献：

[1]蔡满堂.论高层住宅建筑基础结构设计[J].城市建设与商业网点,2009(18)

[2]林衍.浅析高层建筑结构设计中的基础设计[J].中国新技术新产品,2012(09)