高层住宅建筑的基础结构设计
某高层住宅工程复杂基础结构的有限元设计方法
某高层住宅工程复杂基础结构的有限元设计方法某高层住宅工程复杂基础结构的有限元设计方法摘要：针对某一实际高层住宅小区工程设计实例，本文利用ETABS和SAFE有限元软件对其复杂基础结构进行整体建模分析和设计，实现对其进行更加合理和经济配筋，且保证其可靠性，可以为同类实际工程提供参考。
关键词：桩基础整体弹性分析有限元方法中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：1、基础设计概述根据《建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）》简称《地规》[1]，本工程的基础设计等级为甲级，共有一层地下室，地下室底板板顶相对标高为-0.800m。
根据当地区域工程经验，考虑工程的经济性和施工便利性，综合勘察报告，本工程采用低承台桩基础，选用旋挖桩，包括扩底和不扩底两种形式，桩端持力层为中风化泥岩，并结合后注浆技术进行设计和施工。
2、基底竖向构件内力根据《建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008）》简称《桩规》[2]，本工程采用中国建筑设计研究院PKPM2010新版本中JCCAD模块程序分析地下室与上部塔楼和裙房结构整体刚度模型，以基底竖向构件内力标准值组合最大轴力值作为承台布桩及验算地基承载力；并以整体结构竖向恒载准永久值与水浮力值组合工况下基底竖向构件内力值作为抗浮设计依据和验算桩基抗拔承载力，且局部竖向构件基底内力受水浮力荷载工况控制，故须验算水荷载工况下承台和抗拔桩承载力及裂缝要求。
由于在地下水位以下，也需对底板进行验算水荷载工况下承载力和裂缝要求。
3、基础构件设计本工程地下室全部采用桩基承台加防水底板的基础形式，基础构件设计包括基桩、承台和底板三部分。
地下室底板抗浮力设计水头标高取至室外地面相对标高-0.500m，水头计算高度范围约5m~12m。
基桩设计：采用结构自重结合灌注桩的措施抗浮，除非抗浮力基桩设计外，需对局部承台下进行抗浮力基桩设计。
1、非抗浮力基桩：根据《桩规》, 对其进行单桩竖向承载力计算和配筋。
高层住宅楼筏板基础的设计
高层住宅楼筏板基础的设计在现代城市的建设中，高层住宅楼如雨后春笋般拔地而起。
而作为支撑这些高楼大厦的重要基础结构，筏板基础的设计至关重要。
筏板基础具有整体性好、能有效调整不均匀沉降等优点，在高层住宅楼的建设中得到了广泛应用。
一、筏板基础的概念与特点筏板基础，简单来说，就是一块像筏子一样的钢筋混凝土板，将整个建筑物的底面积全部覆盖，把建筑物的荷载均匀地传递到地基上。
其主要特点包括：1、整体性好：筏板基础能够将上部结构的荷载均匀地分布到整个基础底面，有效地减少了不均匀沉降的发生。
2、稳定性高：由于基础面积大，对地基土的承载力要求相对较低，能够适应较软弱的地基条件。
3、抗渗性能强：对于地下水位较高的地区，筏板基础可以有效地抵抗地下水的渗透，保证建筑物的安全性。
二、高层住宅楼筏板基础设计的考虑因素在设计高层住宅楼的筏板基础时，需要综合考虑多个因素，以确保基础的安全性、经济性和合理性。
1、上部结构的荷载准确计算上部结构传递到基础的竖向荷载和水平荷载是设计的关键。
这包括建筑物的自重、使用活荷载、风荷载、地震作用等。
不同的荷载组合会对筏板基础的尺寸和配筋产生重要影响。
2、地质条件地质勘察报告提供的地基土的物理力学性质、承载力特征值、地下水位等信息是设计的基础。
根据地质条件，选择合适的基础持力层，并确定地基的处理方式。
3、沉降控制高层住宅楼由于高度较大，荷载较重，对沉降的要求较为严格。
设计时需要通过合理的基础尺寸和配筋，控制建筑物的沉降量和差异沉降，避免因不均匀沉降导致结构开裂和损坏。
4、抗浮设计在地下水位较高的地区，建筑物可能会受到地下水的浮力作用。
此时，需要进行抗浮设计，确保筏板基础能够抵抗地下水的浮力，保证建筑物的稳定性。
5、温度应力由于筏板基础的混凝土体积较大，在施工过程中会产生较大的温度应力。
设计时需要采取相应的措施，如设置后浇带、添加膨胀剂等，减少温度裂缝的产生。
三、筏板基础的设计计算1、地基承载力计算根据地质勘察报告提供的地基土参数，按照相关规范和公式，计算地基的承载力。
高层住宅统一构造做法
高层住宅统一构造做法一、地下室部分（一）地下室底板：（从上至下）1、150厚C25混凝土随捣随抹光，内配双层双向钢筋网φ6＠200；2、三彩布隔离层；3、最薄处100厚碎石（10~30mm）1%找坡，坡向设置的排水明沟，排水明沟坡向集水井；4、沿排水沟边设100（宽）X100（高）、C20素混凝土坎，予埋φ20＠2000 PVC塑料排水管（L=150、壁厚=2.5）；5、自防水钢筋混凝土底板（抗渗等级按设计要求）；6、低压配电室等设备用房面层铺贴防滑地砖。
（二）地下室外墙外侧：（从外至内）1、回填土；2、25厚发泡聚苯乙烯板（密度：32kg）保护层；3、1.5+1厚911防水涂膜,中间加玻纤布作胎体；4、刷冷底子油；5、自防水钢筋混凝土外墙（抗渗等级按设计要求）。
（三）地下室外墙内侧：（从外至里）1、白色ICI外墙涂料；2、5厚1：2.5水泥砂浆罩面（0.9kg杜拉纤维/m3水泥砂浆）；3、15厚1：2.5水泥砂浆打底；4、自防水钢筋混凝土外墙（抗渗等级按设计要求）。
（四）地下室内墙、柱：（从外至里）1、白色优质内墙乳胶漆；2、满刮双飞粉内墙腻子；3、5厚1：2.5水泥砂浆罩面（0.9kg杜拉纤维/m3水泥砂浆）；4、15厚1：2.5水泥砂浆打底；5、钢筋混凝土墙、柱。
（五）地下室顶棚：地下室天棚为混凝土结构板，不抹灰。
（六）地下室板顶：（从上至下）1、面层（视环境设计定）；2、40厚C20细石混凝土，内配筋Ø6@200双向，设间距≤6000分格缝（钢筋必须断开），缝宽10 mm，缝内嵌弹性密封材料；3、25厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板保温层（容重：32kg/m3）（只在商场及居委会上空做保温层，其它部位不做）；4、体积比1:8陶粒混凝土找坡2％并压平，最薄处20厚（视现场情况设排气孔）；1、2厚911聚氨脂防水涂膜，中间加玻纤布作胎体；1.5厚911防水涂料在山墙四周、水沟、屋面管道周围涂刷加强层，宽度至少250，卷起至少250（至完成面）；2、自防水钢筋混凝土板原浆压光（防水等级设计院确定）。
浅析高层的地基基础设计的注意事项
浅析高层的地基基础设计的注意事项【摘要】本文重点论述了某高层综合楼的地基基础设计应考虑的几个关键步骤,简要介绍了高层的地基基础加固方式及施工注意事项。
标签平板式筏板基础；计算模型；应力叠加；有限元分析筏基具有良好的整体刚度,有一定的“架越”作用和调整差异沉降的能力,并可形成开敞的大空间,是工程中特别是高层建筑常用的基础形式之一。
1、工程概况某高层综合楼位于兰州市,由带裙房的两栋各自独立的塔楼组成,地面以上26层,1～3层为餐厅,层高4.5米,4～26层为住宅,层高3.0米,地下1层,层高4.5米,主要功能为车库,设备用房及6级人防。
两塔楼在地上部分的裙房用抗震缝分开,地下(包括±0.000楼板)连为一体。
2、工程地质概况根据地质勘察院提交的岩土工程勘察报告,工程场地地层岩性自上而下依次为:(1).填土层;(2).中粗砂层;(3).卵石层;(4).强风化砂岩层;(5).微风化砂岩层;其中(1)层以粉土为主,含有生活垃圾等杂物,(2)层砂质不纯含有少量粘性土和粉土,(3)层卵石含量约占全重的60%左右,(4)、(5)层表面4～5米呈强风化状态,其下呈中风化～微风化状态。
该场地地下水埋深4.50～5.40米,对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性。
3、基础设计主体结构计算采用PKPM系列软件,针对场地的地质条件和结构布置情况,采用整体刚度较好的筏基是比较理想的结构形式。
因业主要求工期短,采用施工较为便利的平板式筏基。
由于本场地卵石层埋深较深,中粗砂层起伏较大,在初步设计阶段建议业主设置2层地下室,筏板基础直接持力于卵石层,由于业主不同意设置2层地下室,因而根据场地卵石层实际埋深情况,局部采用C10混凝土垫至基底标高3.1、基本模型基础计算采用PKPM系列中的JCCAD有限元程序,该程序提供了以下4种地基计算模型:1)弹性地基梁板模型(WINKER模型)2)倒楼盖模型(桩及土反力按刚性板假设求出)3)单向压缩分层总和法—弹性解Mindin应力公式4)单向压缩分层总和法-弹性解修正a0.5ln(D/Sa)筏基规范JGJ6-99第5.3.9条指出,“当地基比较均匀,上部结构刚度较好,且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时,按倒楼盖法计算。
06001高层建筑结构设计
课程名称：高层建筑结构设计课程代码：06001第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点本课程是土木工程专业专业课之一，课程的依据是《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002），课程中的框架结构设计方法也可用于多层钢筋混凝土结构设计中，本课程主要讲述了高层建筑常用结构形式的受力特点、内力分析方法（手算），也结合高规讲述了高层建筑结构设计中的各种规定和构造要求，框架结构设计方法（抗震）是毕业设计中要用到的知识。
二、课程目标与基本要求通过本课程的学习，使学生了解高层建筑结构布置原则、结构受力特点、内力分析方法、高规中设计规定，其中框架设计方法为重点，应掌握并能应用。
了解剪力墙结构、框－剪结构计算方法。
三、与本专业其他课程的关系本课程一般在大学四年级第一学期开设，本课程是以《钢筋混凝土结构设计》为基础，钢筋混凝土基本构件设计方法在本课程中不再详加讲述，本课程的学习要求学生有一定的数学力学基础，故本课程开设前《结构力学》应已学完。
第二部分考核内容与考核目标第一章概述一．学习目的与要求了解高层建筑的定义、常见的结构形式，了解国内外高层建筑发展的现状，及未来发展的方向。
二．课程内容第一节高层建筑和高层建筑结构定义第二节高层建筑结构的功能第三节高层建筑的结构型式第四节高层建筑结构的发展与展望三．考核知识点与考核目标识记：高层建筑的结构型式，各结构类型在实际工程的应用。
第二章高层建筑结构受力特点和结构概念设计一．学习目的与要求通过本章学习，使学生进一步了解高层建筑所受荷载种类、特点、计算方法，结构平面布置、竖向布置的注意事项，各种结构类型的特点的适用情形。
二．课程内容第一节高层建筑结构上的荷载与作用第二节高层建筑结构的受力特点和工作特点第三节高层建筑结构的结构体系和结构布置第四节高层建筑结构的概念设计三．考核知识点与考核目标识记：基本风压，风载体形系数，风压高度系数，三水准抗震设计目标，两阶段抗震设计方法，抗震设防类别，底部剪力法，反应谱曲线，特征周期，重力荷载代表值，结构基本自振周期，A级高度建筑，B级高度建筑。
高层住宅施工组织设计
高层住宅施工组织设计一、工程概况本高层住宅项目位于具体地点，总建筑面积为X平方米，地上X层，地下X层。
结构形式为框架剪力墙结构，基础类型为桩基础。
二、施工部署（一）施工目标1、质量目标：确保工程质量达到国家验收合格标准，力争优质工程。
2、工期目标：计划总工期为X天，确保在规定时间内完成施工任务。
3、安全目标：杜绝重大伤亡事故，轻伤事故频率控制在X%以内。
（二）施工顺序1、基础工程：包括桩基础施工、土方开挖、基础垫层、基础钢筋混凝土施工等。
2、主体结构工程：依次进行柱、墙、梁、板的钢筋绑扎、模板安装和混凝土浇筑。
3、装饰装修工程：在主体结构验收合格后，进行内外墙抹灰、地面铺贴、门窗安装等。
（三）施工组织成立项目经理部，下设工程技术部、质量安全部、物资设备部、经营财务部和综合办公室等部门，各部门分工明确，密切协作。
三、施工进度计划（一）编制依据1、工程设计图纸和相关技术规范。
2、施工部署和施工顺序安排。
3、资源配置情况，包括人力、材料和机械设备等。
（二）进度计划安排绘制横道图或网络图，明确各分项工程的开始时间、结束时间和持续时间，以及关键线路和关键工作。
四、施工准备（一）技术准备1、熟悉施工图纸，进行图纸会审，编制施工组织设计和专项施工方案。
2、做好技术交底工作，确保施工人员了解施工工艺和质量要求。
（二）现场准备1、平整施工场地，修筑临时道路和排水设施。
2、搭建临时办公和生活设施。
（三）资源准备1、劳动力准备：根据施工进度计划，组织各工种施工人员进场。
2、材料准备：根据材料需用量计划，采购和储备工程所需的各种材料。
3、机械设备准备：配备塔吊、施工电梯、混凝土输送泵等施工机械设备，并进行安装调试。
五、主要施工方法（一）测量放线1、建立施工测量控制网，对建筑物进行定位放线。
2、定期对测量控制点进行复核，确保测量精度。
（二）基础工程施工1、桩基础施工：根据地质条件和设计要求，选择合适的桩型和施工工艺，如灌注桩、预制桩等。
2024年度-高层建筑结构课程设计
06
施工图绘制与预算编制
23
施工图绘制要求及规范
绘制内容
应包括建筑、结构、给排水、电气等各专业施工 图，确保图纸内容完整、准确。
图纸深度
应满足施工要求，详细表达各构件的尺寸、配筋、 材料等信息。
ABCD
绘制标准
遵循国家及地方相关标准、规范，如《建筑制图 标准》、《建筑结构制图标准》等。
图纸会审
大跨度屋盖结构荷载分析
针对大跨度屋盖结构的建筑特点和使用功能，分析其屋面活荷载、雪荷载、风荷载等可变荷 载的取值和分布情况。同时考虑大跨度屋盖结构在正常使用状态下的变形和振动问题，以及 温度变化和支座沉降等因素对结构的影响。
14
04
结构内力分析与截面设计
15
内力分析方法介绍
01
02
03
弹性力学方法
意义
高层建筑结构课程设计是土木工程专业 重要的实践性教学环节，对于提高学生 专业素养、培养学生创新能力和团队合 作精神具有重要意义。
4
设计任务与要求
设计任务
根据给定的建筑设计条件和规范要求，完成高层建筑结构的选型、布置、计算 和分析，并绘制相应的结构施工图。
设计要求
确保结构安全、经济、合理，满足建筑功能和美观要求；遵循相关规范和标准， 注重结构整体性和抗震性能；提倡创新设计，鼓励采用新技术、新材料和新工 艺。
7
结构选型原则与方法
安全性原则
确保结构在地震、风等 自然力作用下的稳定性
和安全性。
经济性原则
Байду номын сангаас
功能性原则
在满足安全性的前提下， 尽可能降低结构造价，
提高经济效益。
根据建筑使用功能需求， 合理选择结构形式和材
高层建筑结构设计第2章 高层建筑结构体系和布置原则
4 变形缝的设置
在未采取措施的情况下，伸缩缝的间距不宜超出 表1—8的限制。当有充分依据、采取有效措施时， 表中的数值可以放宽。
高层建筑结构伸缩缝的最大间距 表1—8
注： ①框架—剪力墙的伸缩缝间距可根据结构具体布置取表中框架结构与 剪力墙结构之间的数值； ②当屋面无保温或隔热层措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工 外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减少； ③位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间 距宜适当减少。
多年的高层建筑结构设计和施工经验表明：高层建 筑结构宜调整平面形状、尺寸和结构布置，采取构造 和施工措施，尽量不设变形缝；当需要设缝时，则应 将高层建筑结构划分为独立的结构单元，并设置必要 的变形缝。
4 变形缝的设置
温度缝：防止结构因温度变化和混凝土干缩变形 产生裂缝（基础以上上部结构断开） 不设温度缝的措施： 1. 温度影响较大部位提高配筋率； 2. 加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋面； 3. 顶层局部设温度缝后浇带；即高强度等级的混凝 土；主体混凝土浇注后两个月；贯通结构的横截 面；位置应为结构受力影响最小，且曲折延伸避 免全部钢筋同截面搭接 ；一般每隔30～40m设一 道，后浇带宽800～1000mm。
适用30层以上 。
长/宽<2，截面尺寸接近正方形、圆形、正多边 形较好。
4、筒体结构体系
（1）框筒结构：内筒承受 竖向荷载，外筒承受水平 荷载，柱距一般在3m以内， 框筒梁比较高，开洞面积 在60%以下 1931年102层帝国大厦： 钢框架－剪力墙体系，用 钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心：筒中筒结构体系，用 钢量1.81kN/m2
1974年110层西尔斯大楼：钢成束筒结构体系，用 钢量1.61kN/m2
高层住宅设计要点
高层住宅设计要点随着城市化进程的加速，高层住宅在城市中越来越常见。
高层住宅的设计不仅要满足居民的生活需求，还要考虑到建筑的安全性、舒适性、经济性和美观性等多个方面。
下面我们就来详细探讨一下高层住宅设计的要点。
一、建筑结构设计1、抗震设计高层住宅由于高度较高，在地震作用下的影响更为显著。
因此，抗震设计是至关重要的。
在设计过程中，需要根据当地的地震烈度和地质条件，合理确定结构体系和抗震等级。
通常采用的结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
同时，要加强结构的整体性和延性，设置合理的抗震防线，确保在地震发生时建筑物的安全。
2、风荷载设计高层住宅受到的风荷载较大，风荷载对建筑物的水平位移和舒适度有较大影响。
在设计时，需要通过风洞试验或数值模拟等方法准确确定风荷载的大小和分布，合理设计结构的抗侧力体系，确保建筑物在风荷载作用下的稳定性和安全性。
3、基础设计高层住宅的基础设计要考虑到建筑物的重量、地质条件和地下水位等因素。
通常采用桩基础、筏板基础或箱型基础等形式。
在设计过程中，要进行详细的地质勘察，确定地基的承载力和变形特性，选择合适的基础形式和尺寸，确保基础的稳定性和不均匀沉降在允许范围内。
二、交通组织设计1、垂直交通高层住宅的垂直交通主要依靠电梯。
电梯的数量和速度要根据建筑物的层数、户数和人流量等因素进行合理配置，以满足居民的日常出行需求。
一般来说，每部电梯服务的户数不宜过多，电梯的等候时间不宜过长。
同时，要设置消防电梯，以满足消防疏散的要求。
2、水平交通高层住宅的水平交通主要包括走廊和楼梯。
走廊的宽度要满足人员通行和消防疏散的要求，一般不宜小于 12 米。
楼梯的设置要符合防火规范的要求，楼梯的宽度和踏步尺寸要适宜，以保证人员疏散的安全和顺畅。
3、停车设计随着私家车的普及，高层住宅的停车问题日益突出。
在设计时，要充分考虑停车位的数量和布局。
可以采用地下停车场、地面停车场或立体停车场等形式。
停车位的尺寸要符合国家标准，同时要设置合理的车行通道和出入口，以保证车辆的进出方便和安全。
高层住宅楼设计标准
高层住宅楼设计标准高层住宅楼是当代城市中居住的主要形式之一，为了保障人们的舒适和安全，需要严格遵循一定的设计标准。
本文将从建筑结构、消防安全、节能环保和室内设计等方面介绍高层住宅楼的设计标准。
一、建筑结构设计标准高层住宅楼的结构设计是保证其承重能力和抗震性能的基础。
设计师需要根据具体地理环境和建筑高度，确定合适的结构形式和材料选用。
以下是高层住宅楼建筑结构设计的一些标准要求：1.1 抗震设计：根据当地地震状况，确定相应的抗震设防烈度，并采用适当的抗震措施，如加固结构、设置防震装置等，确保建筑在地震发生时能够保持稳定。
1.2 承重设计：根据楼房高度和层数确定结构的承重能力，确保楼房能够承受自身荷载以及使用过程中的额外荷载，如人员、家具、设备等。
1.3 风荷载设计：根据当地气象条件，确定建筑在风力作用下的稳定性要求，并采取合适的措施，如设置防风钢结构、减小立面面积等，减小风荷载带来的影响。
1.4 振动控制：通过选择合适的减震装置、减小振动频率等方式，减少地震、风荷载等因素引起的水平和垂直振动，提升居住的舒适度。
二、消防安全设计标准高层住宅楼的消防安全是保护居民生命财产安全的关键。
设计师需要遵循相关的消防法规和标准，确保楼房在火灾等紧急情况下能够及时疏散和灭火。
以下是消防安全设计的一些标准要求：2.1 防火分区：根据楼房高度和规模，将住宅楼划分为相应的防火分区，保证火灾发生时火势不会快速蔓延，给人员疏散争取时间。
2.2 疏散通道设计：合理设置疏散楼梯、避难层和疏散门，确保居民在火灾发生时能够快速逃离，并减少人员堵塞。
2.3 自动喷水灭火系统：为高层住宅楼配置可靠的自动喷水灭火系统，及时进行火灾扑灭，减少火势蔓延。
2.4 防烟设计：设置有效的排烟系统，防止火灾烟气蔓延，提供疏散通道的可通行性。
三、节能环保设计标准高层住宅楼的节能环保设计是保护环境、降低能源消耗的重要途径。
设计师需要采用合理的建筑材料和技术手段，使楼房在使用过程中能够实现节能减排。
高层建筑设计原理课件
根据建筑功能、室内环境要求和气候条件，确定自然通风或机械通风方案，保证室内空气 质量。
空调系统设计
根据建筑功能、室内环境要求和气候条件，选择合适的空调系统形式，如集中式空调系统 、分散式空调系统等，并进行合理的设备选型和管道布置。
电气系统设计
负荷计算
根据建筑功能、用电设备容 量和使用情况，进行负荷计 算，确定用电负荷等级和供 电方案。
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06
高层建筑的安全设计
防火安全设计
01
02
03
04
建筑材料选择
使用不燃或难燃材料，减少火 灾荷载，提高建筑耐火等级。
防火分区设计
合理划分防火分区，采用防火 墙、防火门等措施，阻止火势
蔓延。
疏散通道设计
设置足够数量、宽度的疏散通 道和楼梯间，确保人员安全疏
散。
灭火设施配置
根据建筑特点和火灾危险性， 合理配置自动喷水灭火系统、 气体灭火系统等灭火设施。
结构布置
高层建筑结构布置应遵循对称、均匀、连续等原则，确保结 构传力明确、刚度分布合理，同时考虑建筑使用功能和空间 效果。
荷载分析与计算
荷载分类
高层建筑荷载包括永久荷载（如结构 自重、土压力等）、可变荷载（如楼 面活荷载、风荷载、雪荷载等）和偶 然荷载（如地震作用）。
荷载计算
根据荷载规范和相关标准，对各类荷 载进行计算和组合，确定结构设计的 控制荷载。
地基处理与加固措施
地基处理
包括换填法、压实法、排水固结法等 ，旨在提高地基的承载力和稳定性。
加固措施
针对不良地基或特殊地质条件，可采 用桩基、地下连续墙、沉井等加固措 施，确保高层建筑的安全稳定。
高层住宅建筑结构设计
浅析高层住宅建筑结构设计【摘要】：高层住宅建筑结构的设计与低层、多层建筑结构相比较，其结构专业在各专业中占有很更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、施工工期长短和施工技术的要求和投资的高低等。
文章结合笔者多年来在这方面的工作经验，就高层住宅建筑结构的设计做一概要分析。
【关键词】：房屋建筑；高层；结构设计中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：眼下，经济的飞速发展，促使着房屋建筑逐渐由单层、多层向高层阔步发展。
但由于目前房屋建筑结构设计周期短，任务重,大多数结构设计仅是根据已确定好的平面和竖向布置,先假定好构件尺寸,通过电算来调整结构的周期、位移、刚度比等,以至于房屋建好后在经济、实用、安全方面留下遗憾。
1.高层住宅建筑结构设计中经常出现的问题剖析1.1地基与基础方面在这方面经常出现的问题大多数是：高层住宅建筑基础设计由于设计周期短，设计人员对基础设计没有做到优化设计，对基础进行多方案比较设计、测算，做到即安全又经济。
实际上，我们在具体施工时，地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统一考察多方面因素综合分析基础类型和上部结构。
1.2地下室设计方面1）在地下室抗浮设计时，经常出现抗浮地下水位高度不准。
给结构带来不安全，因地质质料常常以自然地面向下多少米进行抗浮计算，而实际场地高差较大，无法准确确定水位，所以应经勘察单位确定正确的抗浮水位很重要。
2）地下室裂缝控制，因计算机计算，经常会统一按0.2mm控制，这样会造成钢筋量偏高，应当迎水面按0.2mm，其它按0.3mm控制。
3）地下室外墙配筋计算中有的工程，凡围墙扶壁柱的不区别扶壁柱尺寸大小，一律按双向板计算配筋，而扶壁柱按地下室结构整体电算分析配筋，又没按双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。
按外墙与扶壁柱变形协调原理，外墙竖向受力钢筋、扶壁柱配筋不足，外墙水平钢筋有富余。
1.3高层住宅建筑中柱、梁以及基础的活荷载未按规范乘以折减系数方面设计人员设计高层建筑时，在计算梁、柱和基础的活荷载时未按照现行设计规范活荷载乘折减系数计算其效应组合。
高层民用建筑钢结构设计规程
高层民用建筑钢结构设计规程一、前言高层民用建筑钢结构设计规程是为了保证高层民用建筑的安全性、经济性和适用性而制定的。
本规程适用于高层民用建筑的钢结构设计，包括住宅、办公楼、商业综合体等。
二、术语和符号本规程中使用的术语和符号均按照相关标准进行定义和解释。
三、设计基础1. 结构形式：根据高层建筑的不同要求，可采用框架结构、桁架结构、空间网格结构等形式。
2. 荷载标准：按照国家现行荷载标准进行设计。
3. 抗震设防烈度：根据工程所在地区确定相应抗震设防烈度。
4. 钢材材质：选取符合国家标准和相关规范要求的钢材。
5. 焊接工艺：采用符合国家标准和相关规范要求的焊接工艺。
四、荷载计算1. 建立模型：根据实际情况建立荷载计算模型。
2. 荷载分析：对各种荷载进行分析并计算出其作用效果。
3. 荷载组合：根据国家现行荷载标准进行荷载组合计算。
五、结构设计1. 设计原则：设计应满足结构强度、稳定性、刚度和耐久性等要求。
2. 结构形式：根据建筑要求和荷载特点，选取合适的结构形式。
3. 板材设计：板材应满足强度和刚度要求，并考虑其防火性能。
4. 梁柱设计：梁柱应满足强度、稳定性和刚度等要求，并考虑其防火性能。
5. 连接件设计：连接件应满足强度和刚度要求，并采用符合国家标准和相关规范要求的连接方式。
六、抗震设计1. 设计原则：抗震设计应满足建筑在地震作用下的安全性和稳定性等要求。
2. 抗震设防烈度：根据工程所在地区确定相应抗震设防烈度，并进行相应的抗震分析和计算。
3. 结构抗震措施：采取加强节点、增加剪力墙、设置隔震层等措施提高结构的抗震能力。
七、防火设计1. 设计原则：防火设计应满足建筑在火灾作用下的安全性和稳定性等要求。
2. 防火等级：根据建筑所在地区的防火标准确定相应的防火等级，并进行相应的防火措施设计。
3. 结构防火措施：采取加强结构钢材的耐高温性能、设置防火涂料等措施提高结构的防火能力。
八、施工与验收1. 施工管理：按照相关规范要求进行施工管理，确保施工质量。
高层住宅楼建筑设计结构图纸
高层建筑结构概念和结构设计案例
高层建筑结构概念和结构设计案例一、高层建筑结构概念高层建筑结构是指高度在一定范围内的建筑物，其结构体系主要承受竖向和水平荷载，以满足建筑物的使用功能和安全性能。
高层建筑结构的概念包括以下几个方面：1. 高度范围：高层建筑的高度通常在10层以上，但不同国家和地区对于高层建筑的定义略有不同。
2. 竖向荷载：高层建筑的结构体系需要承受建筑物的自重、设备重量、家具重量等竖向荷载。
3. 水平荷载：高层建筑还需要承受风荷载、地震作用等水平荷载，这些水平荷载对于高层建筑的影响更大。
4. 结构体系：高层建筑的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、筒体结构等，这些结构体系的特点和应用范围不同。
二、高层建筑结构设计案例以下是一个高层建筑结构设计案例的介绍：1. 工程概况：本工程为一栋30层的高层住宅楼，总高度为99米，建筑面积为25000平方米。
该建筑采用剪力墙结构体系，平面形状为矩形，长宽比为4:3。
2. 结构设计：本工程的结构设计主要包括基础设计、主体结构设计、抗震设计等方面。
基础采用桩基，主体结构采用剪力墙结构，抗震设防烈度为7度，抗震等级为一级。
3. 结构分析：本工程的结构分析采用SAP2000软件进行计算和分析。
根据计算结果，结构的自振周期、位移、剪力等指标均满足规范要求。
同时，考虑到地震作用的影响，本工程还进行了弹塑性分析，以评估结构的抗震性能。
4. 优化设计：为了提高结构的经济性和安全性，本工程还进行了优化设计。
通过调整剪力墙的数量、布置和尺寸等参数，使得结构的刚度和承载力达到最优。
同时，还对结构的节点进行了优化设计，以提高结构的整体性能。
5. 施工图设计：根据以上分析和优化结果，本工程进行了施工图设计。
施工图包括基础施工图、主体结构施工图、楼梯施工图等。
在施工图中，详细标注了各构件的尺寸、材料、连接方式等参数，为施工提供了详细的指导。
6. 结论：本工程采用剪力墙结构体系，通过合理的结构设计、分析、优化和施工图设计，使得该高层住宅楼的结构性能达到了较高的水平。
高层住宅基础设计选型分析
高层住宅基础设计选型分析随着城市化进程的加速，高层住宅在城市中如雨后春笋般涌现。
而基础作为高层住宅的重要组成部分，其设计选型直接关系到建筑物的安全性、稳定性和经济性。
本文将对高层住宅基础设计选型进行详细分析。
一、高层住宅基础设计的重要性基础是建筑物的根基，承载着整个建筑物的重量，并将其传递到地基中。
对于高层住宅来说，由于其高度较高、自重较大、水平荷载作用明显，对基础的要求更为严格。
一个合理的基础设计选型能够确保建筑物在使用过程中不发生不均匀沉降、倾斜甚至倒塌等问题，同时也能够降低工程造价，提高建筑物的使用性能。
二、影响高层住宅基础选型的因素1、地质条件地质条件是基础选型的首要考虑因素。
不同的地质条件，如土层的性质、承载力、压缩性等，会直接影响基础的形式和尺寸。
例如，在坚硬的岩层上，可以采用独立基础或桩基础；而在软弱土层上，则可能需要采用筏板基础或箱型基础等。
2、建筑物的高度和荷载高层住宅的高度和荷载大小对基础的选型有着重要影响。
高度越高，建筑物的自重和水平荷载越大，需要基础具有更强的承载能力和抗倾覆能力。
通常情况下，高层住宅会采用深基础，如桩基础或地下连续墙等。
3、相邻建筑物的影响如果高层住宅周边存在已有建筑物，其基础形式和施工过程可能会对相邻建筑物产生影响。
在选型时，需要考虑相邻建筑物的基础类型、间距以及地基的变形情况，避免施工过程中对相邻建筑物造成损害。
4、施工条件施工条件包括施工场地的大小、周边环境、施工技术水平和设备等。
例如，在场地狭窄的情况下，可能不适合采用大型的筏板基础；而在地下水位较高的地区，施工降水的难度和成本也会影响基础选型。
5、经济性基础工程在整个建筑物造价中所占比例较大，因此在满足安全性和使用要求的前提下，应尽量选择经济合理的基础形式。
通过对不同基础方案进行技术经济比较，综合考虑材料、施工、维护等方面的成本，选择最优方案。
三、高层住宅常见的基础类型1、独立基础独立基础适用于地质条件较好、荷载较小的情况。
实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计
实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计高层建筑是现代城市中不可或缺的一部分，其建筑结构设计对于建筑的保障至关重要。
当然，针对不同的建筑用途、地理位置、功能等方面的要求，高层建筑的结构设计也会有所不同。
其中，框架剪力墙结构设计是一种常见的方案。
今天我们将重点讨论这种方案，希望对建筑结构设计专业人士以及感兴趣的读者有所启示。
1. 框架剪力墙结构设计的基本原理框架剪力墙结构由“框架”和“剪力墙”两部分组成，其中框架是建筑支撑结构的骨架，而剪力墙是建筑结构的主要承载结构。
框架主要负责承担水平荷载，而剪力墙则负责承担垂直荷载和地震力。
在框架剪力墙结构中，剪力墙会被布置在建筑的核心位置，而框架则贯穿整个建筑。
这种设计可以极大地提高建筑的抗震能力和结构刚度，使建筑更加稳定和安全。
此外，这种设计还可以增加建筑的自重和防火性能，适用于中高层甚至超高层建筑。
2. 框架剪力墙结构设计的具体实现方法在实现框架剪力墙结构设计时，需要考虑以下几个方面的问题：- 建筑布局：剪力墙应该被放置在建筑核心区域，以最大化其受力控制作用。
此外，框架应该被放置在建筑的周边位置，以增加建筑的整体稳定性。
- 钢筋混凝土设计：框架的设计应该考虑抗震、风荷载、地震等因素。
剪力墙应该被设计成厚实、多层的结构，以承担垂直荷载和地震力。
- 梁柱连接：框架和剪力墙之间的梁柱连接应该被精心设计，以确保强度充足且不会发生脆性断裂。
- 材料选择：建筑材料的选择应该考虑建筑的安全性和可持续性。
建议优先选择优质材料，如高强度钢筋和烧结砖，以增加建筑的整体抗震性。
3. 框架剪力墙结构设计的案例分析以下是一个实例分析，关于一个成功应用框架剪力墙结构设计的项目。
该项目是一座60层的高层住宅，其建筑高度达到了180米。
在设计过程中，建筑工程师首先考虑了建筑的布局。
剪力墙被放置在建筑核心区域，而框架则被布置在建筑周围。
他们还考虑了建筑的高度和周边自然条件，以确保建筑具有强大的抗震和风荷载能力。
2024版全套电子课件高层建筑结构设计
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目录
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• 高层建筑结构设计概述 • 高层建筑结构体系与选型 • 高层建筑结构荷载与效应组合 • 高层建筑结构分析方法与工具 • 高层建筑结构构件设计与优化 • 高层建筑基础设计与地基处理 • 高层建筑结构抗震性能评价及加固措施
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发展趋势及挑战
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发展趋势
随着科技的不断进步和人们对建筑品质要求的提高，高层建筑结构设计正朝着更高、 更柔、更轻的方向发展。同时，绿色建筑、智能建筑等理念也在逐渐渗透到高层建 筑设计中。
面临挑战
高层建筑结构设计面临着诸多挑战，如复杂的地质条件、多样化的建筑功能需求、 高标准的安全性能要求等。此外，还需要应对日益严峻的环境问题和资源短缺问题， 推动高层建筑向更加环保、节能的方向发展。
ETABS
阐述ETABS软件的基本功能、分析流程、设计模块等，以及其在高 层建筑结构设计中的优势和应用实例。
MIDAS
概述MIDAS软件的分析能力、前后处理功能、接口程序等，以及其在 高层建筑结构设计中的适用性和实践经验。
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高层建筑结构构件设计与 优化
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高层建筑结构体系与选型
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框架结构体系
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；
缺点
框架结构的侧向刚度小，属柔性结构 框架，在强烈地震作用下，结构所产 生水平位移较大，易造成严重的非结 构性破坏；
应用范围
高层民用建筑设计规范
高层民用建筑设计规范高层民用建筑设计规范是为了确保高层住宅建筑的安全、舒适和便利而制定的规定。
以下是关于高层民用建筑设计规范的一些要点：一、建筑结构1. 高层民用建筑的结构设计应符合国家相关建筑设计规范和标准，确保其安全、牢固和抗震性。
2. 建筑结构应根据建筑的高度和重要性级别进行评估，并采取相应的抗震措施来提高建筑的抗震性能。
3. 在高层民用建筑的结构设计中，应考虑结构荷载、抗风性能、振动控制等因素。
二、消防安全1. 高层民用建筑的消防系统应符合国家相关的消防规范和标准，包括消防设施、疏散通道、烟雾探测器等。
2. 高层民用建筑应设置足够数量的消防栓、灭火器和自动喷水系统等，以提供有效的火灾控制和灭火设施。
3. 疏散通道应符合相关规范的要求，通道宽度应足够，门窗应易于打开，并且标明疏散途径的指示。
三、室内设计1. 高层民用建筑的室内设计应充分考虑人体工程学和人们的生活需求，包括室内空间的布局、照明、通风、隔音等。
2. 室内装修材料和家具应符合相关的安全、环保标准，避免使用有毒有害物质。
3. 室内空气质量应符合相关标准，包括通风系统的设计和维护，以及合适的室内空气净化设备的使用。
四、设备设施1. 高层民用建筑应有足够的水、电、煤气等基础设施，以满足住户的生活需求。
2. 电气设备应符合相关的安全标准，包括线路设计、保护措施、接地系统等。
3. 水系统应有稳定的供水和排水设备，满足住户的日常用水需求，并有相应的防水措施。
五、环境保护1. 高层民用建筑应根据相关的环保要求，采用低碳、节能的建筑材料和设备，降低对环境的影响。
2. 建筑设计应考虑到周边的环境和生态系统，避免对自然环境造成负面影响。
3. 建筑应合理利用自然资源，如太阳能、风能等可再生能源，以提高建筑的能源利用效率。
综上所述，高层民用建筑设计规范的确立旨在保障建筑的结构安全和人们的生活质量。
通过合理的结构设计、消防安全措施、室内设计和设备设施的规范，以及环境保护的要求，可以为高层民用建筑的建设和使用提供指导，确保其安全、舒适和可持续发展。
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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)。