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高层建筑基础分析与设计解析
第四节 非线弹性地基模型的共同作用分析
• 在非线弹性地基中，常常采用邓肯-张模型， 该模型适用于增量法分析。
• 为了表达方便，把式 Kb Ub SbR 改写为
KU PR
• 根据基础与地基接触面处的变形协调条件， 第k级增量时的平衡方程为：
K Uk Pk Rk Pk fk 1Uk
则 （K+fi-1）∆Ui=∆Pi 式中 fi第i级荷载增量时的柔度矩阵
（Kb Ks U b ） Sb Ks S '
• 求解此方程组，可得到考虑上部结构刚度 后的基础位移U b ，然后，对各个子结构进 行回代，即可求得基础和上部结构各节点 的位移和内力。
• 由此可见每次计算仅涉及一个子结构，方 程组的阶数远比原来整个结构少，通过刚 度矩阵的凝聚，最后归结为地基上的基础 梁或板（已考虑上部结构的效应）的计算 问题。因此上部结构与地基基础的共同作 用计算相应的简化。
i j i j
（7-2）
上式中 E0、 ：地基土的变形模量（kPa）和泊松比 a：矩形均布荷载宽
Fii
2
b a
ln
b a
b a
ln
b
a
b
2
1
ln
1
a
a b
2
1
三、分层地基模型的柔度矩阵
• 对于分层地基 模型，把整个 地基上的荷载 面积划分为m 个矩形网格如 图：
2.非线性广义文克尔模型探讨来源
背景：文克尔地基模型的最大缺陷是没有考虑地基土的非线 性和连续性。利夫金模型虽然对其连续性进行了改进，但过 分考虑了基础形状对基床系数的影响，还导致了在矩形基础 长短边方向上基床系数的极不对称。算例分析表明，非线性 广义文克尔模型具有一定的合理性和实用性。
高层建筑的结构分析与设计
高层建筑的结构分析与设计高层建筑的结构分析与设计是一个复杂而关键的过程。
在这篇文章中，我们将探讨高层建筑的结构特点、分析方法以及设计原则。
我们旨在帮助读者了解高层建筑结构的重要性，以及如何在设计过程中充分考虑各种因素。
一、高层建筑的结构特点高层建筑相对于低层建筑具有以下几个特点：1. 水平荷载：高层建筑由于其较大的高度和风压，要承受水平荷载的影响。
这包括风荷载和地震荷载。
2. 竖向荷载：高层建筑需要承受来自自身重量、室内设备、楼层活载以及其他荷载的作用。
3. 地基条件：高层建筑的地基条件对其结构的承载能力有重要影响。
因此，在设计过程中需要充分考虑地基承载性和地质条件。
4. 结构材料的选择：高层建筑的结构材料需要具备足够的强度和刚度，以满足建筑的要求，并且要考虑周期性维护。
二、高层建筑的结构分析方法在高层建筑的结构分析过程中，常用的方法有：1. 有限元分析：通过将结构离散为一个个有限元，利用数值计算方法来模拟结构的应力、变形和动力响应。
2. 非线性分析：考虑结构的非线性特性，如材料的非弹性、刚度的非线性、连接的非线性等。
3. 动力分析：通过模拟结构在地震或风荷载下的响应，评估结构的抗震性能和安全性。
4. 稳定性分析：考虑结构的整体稳定性，以防止结构失稳。
三、高层建筑的设计原则在高层建筑的设计过程中，应遵循以下几个原则：1. 安全性：高层建筑的结构设计必须能够确保建筑在极端情况下的安全性，如地震、风灾等。
2. 经济性：设计师应在保证结构安全的前提下，尽量减少材料的使用量，提高结构的经济性。
3. 可持续性：高层建筑的结构设计应充分考虑建筑物的使用寿命和环境保护，以减少资源浪费和环境影响。
4. 美观性：高层建筑的结构设计应与建筑的外观和功能相协调，提高建筑的整体美观性。
结论高层建筑的结构分析与设计是一个复杂而重要的过程。
设计师需要充分考虑高层建筑的结构特点，采用适当的分析方法，并遵循相应的设计原则。
只有如此，才能确保高层建筑的结构安全、经济、可持续和美观。
高层建筑结构分析与设计-工程技术研究0359
高层建筑结构分析与设计一、前言高层建筑是人类向空间索取生存空间的一项创举，由于其具有优良的动、静工作性能，且能节约大量钢筋，经济效益显著，同时也是展示一个国家科技技术水平，城市繁荣富强的重要标志，因此日益成为各国所追宠的建筑结构形式。
由于其建筑形式多样，受力复杂，地震、强风等灾害对其结构安全有重大的影响，故需要建筑工程师对其进行合理科学化设计。
如今计算机技术的高速发展为高层建筑结构的结构分析提供了强大技术支撑，加之新的施工设备和方法也在不断出现，从而为高层建筑结构的广泛应用提供了必要的技术支持。
本文主要对高层建筑结构设计出遇到的问题进行简要介绍，同时对其的受力特点、结构形式进行了必要的分析总结，对高层建筑结构中几个比较重要的问题进行了探讨。
二、高层建筑结构体系的合理选择（1）框架-剪力墙体系。
为满足刚度与强度的要求，在建筑结构内部，用剪力墙代替部分框架结构，就是框架-剪力墙体系。
在该体系中，剪力墙的作用是承受水平荷载，框架结构承担大部分垂直荷载。
该体系使结构的侧向刚度得到增强，所以建筑结构的相应水平位移就减少了，所以该结构的建筑高度较高。
（2）剪力墙体系。
结构受力主体都以剪力墙组成，则为剪力墙体系。
由于剪力墙体系具有较高的刚度和强度，且具有一定的延性，整体性好，受力均匀，抗倾覆性能好，故其建筑高度会更高。
（3）筒体体系。
筒体体系是抗测力构件为筒体的结构体系。
筒体是一种空间受力构件，其具有很高的强度和刚度。
结构受力均匀，抗震、抗风能力强，通常应用于超高层建筑中。
三、高层建筑结构分析(一) 高层建筑结构分析的基本假定高层建筑结构是由竖向抗侧力构件（框架、剪力墙、筒体等）通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。
要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。
各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。
下面是常见的一些基本假定：（1）弹性假定。
目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。
高层建筑结构的分析与设计
高层建筑结构的分析与设计章节一：介绍随着都市化的持续发展和人口的增加，高层建筑的需求越来越高。
高层建筑是一种特殊的建筑类型，具有较大的高度，采用钢结构或混凝土框架结构，能够承受强大的水平荷载和垂直荷载。
高层建筑结构的分析与设计是高层建筑建设的核心环节，其安全性和性能直接关系到高层建筑的生命安全和经济效益。
本文将从高层建筑分析与设计的理论基础、结构设计要素和实施过程三个方面进行探究。
章节二：理论基础高层建筑结构的分析与设计是一门高度技术性的学科，要求掌握深厚的理论基础。
这些理论包括：材料力学、结构力学、力学、结构系统等。
其中，材料力学是高层建筑结构设计的基础。
高层建筑结构所用的材料通常包括钢材、混凝土等。
在设计高层建筑时，需要了解这些材料的强度、刚度、延展性等性能，考虑到材料的内部力学行为，以选择合适的材料。
同时还需了解各种材料的物理和化学性质，以此确定材料的使用条件和寿命。
结构力学是高层建筑结构设计的另一重要理论基础。
在高层建筑设计中，我们要考虑内部和外部力的阻力。
这些力包括重力、风力和地震力。
设计者必须根据材料和结构的强度和刚度，考虑各种荷载的作用，以提高建筑的耐久性和安全性。
力学和结构系统是其他基本理论。
在高层建筑结构设计中，我们关注的是不同的结构系统及其特点，以及结构系统在各种荷载下的响应。
章节三：结构设计要素1.暴风动力学：高层建筑是采用框架结构或骨架结构进行支撑的，其抵抗裂缝和破坏的能力十分重要。
设计者必须考虑到因不同器材，在不同风区和风速下产生的振动和变形，采用各种手段抵抗自然力的作用。
2.地震动力学：高层建筑在地震中的性能是另一个要素，这里需要了解地图、地表状况、结构、质量、地震作用方向等因素，以便采用合适的结构系统及地震保护措施，减轻地震对高层建筑的影响。
3.钢结构计算：钢结构是高层建筑中常用的结构类型，钢结构的设计与材料的强度和刚度密切相关。
在高层建筑中，钢结构需要考虑负荷、弯曲、扭转等因素，以达到高强度、高刚度和高抗震性等要求。
建筑设计基础知识：高层建筑设计要点分析[工程类文档]
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建筑设计根基知识：高层建筑设计重点剖析[工程类精选文档]本文内容极具参照价值,如假定实用,请打赏支持,感谢!当高层建筑的层数和高度增添到必定程度时，它的功能合用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。
与多层建筑对比，在设计上、技术上都有很多新的问题需要加以考虑和解决。
建筑方面主要有：①总平面布局要加大防火间距，办理严重的日照扰乱，为大批集中的人口分散和停放车辆安排通道和场所。
②在切合功能要求的根基大将多层重复的建筑平面布局标准化、一致化，以知足主体结构、设施管线、电气配线分区、防火分散等竖向设计技术的要求。
③合理部署竖向交通中心，确立楼梯、电梯的数目和部署方式，保证使用效率和防火安全。
④内外建筑装饰、结构、用料和做法一定适应因风力、地震、温度变化等所惹起的变形和安全问题。
⑤在建筑艺术方面要考虑高大概型在城市和集体中的形象和全方向造型成效。
结构方面主要有：①考虑高层建筑碰到巨狂风力和地震力时所产生的水平侧向力。
②严格控制高层建筑体型的高宽比率，以保证其稳固性。
③使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和均匀，使整体结构不出现单薄环节。
④妥当办理因风力、地震、温度变化和根基沉降带来的变形节点结构。
⑤考虑在重量大、根基深的地质条件下怎样保证安全靠谱的设计技术和施工条件问题。
设施和电气方面主要有：①设计供温暖给水排水系统时，一定考虑因建筑高度增大的压力，保证管道、炉片拥有耐压能力。
②特别办理消防和排烟问题。
③在供暖、通风中考虑因高处风力增大而增添的空气浸透和中合面以上、以下的热压变化关于散热量计算的重要影响。
④考虑因为增添了电梯、水箱供水和消防动力用电，对电气设计的地区配电和干线、支线部署提出的要求。
结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
事实说明，习惯左右了成败，习惯改变人的一世。
在现实生活中，大部分的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一时半刻的事，需要坚持。
《高层建筑基础分析与设计》天然地基上的高层建筑基础
W为与偏心距方向一致的基底截面抵抗矩，A为面积。
不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！
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一、水平荷载作用下防止滑移
设作用于箱形或筏形基础顶部的水平荷载（风载 、地震荷载或其他荷载）为Q，箱形或筏形基础侧 壁填土能可靠的传递被动土压力和摩擦力的高度 h0≤D，计算简图如下。
抗水平滑移验算简图
作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔 基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台； 位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的 影响，造成边坡失稳。
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规范规定：当建筑物基础满足抗滑移和抗倾覆的 前提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。
《高层建筑箱形与筏 形基础技术规范》对 箱基或筏基的构造要 求有： (1) 基础埋置深度； (2) 荷载偏心率。
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水平剪力Q由垂直于剪力方向侧壁的被动土 压力合力P、基底摩擦力合力F1，侧壁（平行 于剪力方向）摩擦力合力F2之和来平衡，于 是应满足：
KQ F F P
1
2
式中K为安全系数，取1.2~1.5。
26
F A S
1
1
F1、F2 按公式计算：
F f A
2
h
h
2
Al—基底面积； A2—平行于剪力方向的两侧壁有效面积(A2=2bh0)； S —地基土抗剪强度，对于饱和软土S=0.5qu (qu为土
2
3
地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料， 经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以 指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的 离散程度的影响均没有反映。
地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正， 将从表中查出的地基承载力基本值f0乘以小于1的回 归修正系数。
某高层住宅的结构分析与设计
某高层住宅的结构分析与设计
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1. 引言
1.1 背景
1.2 目的
1.3 研究范围
2. 结构设计准则
2.1 适用规范和标准
2.2 结构设计原则
2.3 荷载分析
3. 建筑材料选取
3.1 混凝土配合比设计
3.2 钢筋选用和布置
3.3 预应力设计
4.1 建筑平面布置
4.2 框架结构设计
4.3 剪力墙分析与设计
4.4 柱与梁的设计
5. 地基与基础设计
5.1 地质勘察分析
5.2 地基处理方式选择
5.3 基础形式设计
6. 楼板系统设计
6.1 一般楼板设计
6.2 承重墙板设计
6.3 预应力楼盖板设计
7. 抗震设计
7.1 设计地震力分析 7.2 结构抗震设计
7.3 设防烈度选取
8.1 平面布置图
8.2 剖面图
8.3 结构节点图
9. 结构分析与验证
9.1 结构模型建立
9.2 结构分析方法选择
9.3 结果验证与评估
10. 安全评估分析
10.1 设计框架的安全性评估 10.2 结构施工工艺安全评估
10.3 设计风险评估
11. 总结与未来展望
11.1 设计总结
11.2 可改进之处
11.3 未来发展方向
附件：（根据实际情况所涉及的附件，例如模型图纸、计算表格、材料规格等）
法律名词及注释：（对于文档中出现的法律名词进行解释说明）。
高层住宅建筑基础结构设计分析
建筑与工程Һ㊀高层住宅建筑基础结构设计分析苏建弘摘㊀要:基础结构设计是建筑业的一个重要组成部分ꎬ对于整个工程来说意义重大ꎮ高层住宅是城市建设的重要组成部分之一ꎮ对低层住宅而言ꎬ基础结构的承载力与稳定性差ꎬ抗拉强度低ꎬ必须进行合理有效的处理ꎬ才能保证基础结构在高层住宅中的安全可靠工作ꎻ基础结构在高层住宅中的重要性日益突出ꎬ如何保证基础与上部空间的紧密结合ꎬ是影响住宅稳定运行的重要因素ꎮ关键词:高层住宅ꎻ基础结构ꎻ结构设计㊀㊀二十一世纪是我国各项社会事业发展的时期ꎬ人民生活质量得到了稳定的提升ꎬ建筑行业的进步也是水到渠成ꎮ目前ꎬ城市化进程的不断推进ꎬ使我国城市可用建筑面积越来越小ꎬ因而高层建筑的发展逐渐受到越来越多的关注和重视ꎮ随着高层建筑层数的增加ꎬ地基等基础结构设计的难度不断增加ꎮ在这种情况下我们务必要对高层住宅建筑的基础结构设计进行分析ꎬ争取找到最佳的设计思路ꎮ一㊁高层住宅建筑基础结构设计要点(一)独立基础设计独立基础设计时ꎬ经常要考虑地基的实际情况ꎬ如地基压实状况较好ꎬ压缩比较小ꎬ则应采用刚性基础ꎬ如有特殊情况ꎬ应采用柔性基础ꎬ这样才能有效地避免地基压实过程中出现不均匀沉降ꎮ当前中国的高层住宅建设工程ꎮ它占据了独立基础设计的主流地位ꎬ在实际应用中也常常能取得非常显著的效果ꎮ在桩基施工中ꎬ独立基础的设计ꎬ一般是与混凝土结构结合形成一体后再进行施工ꎬ稳定性较好ꎮ(二)箱形或筏型基础设计在箱㊁筏基础设计中ꎬ最难保证的是基础整体受弯应力ꎮ因此说在进行设计工作时ꎬ一般可以将基础和高层住宅建筑的上部结构作为一个整体ꎬ然后再进行一般的设计ꎮ文章所说的共性设计ꎬ实际上是指运用共同作用分析法ꎬ将高层住宅工程中上部结构和地基视为一个整体ꎬ然后对其保持力㊁变形承载能力等进行统一研究ꎮ与以往的方法相比ꎬ这一方法显然更加合理ꎮ近几年来ꎬ信息技术和计算机技术的不断提高ꎬ使得共同作用分析变得更为容易ꎬ但它往往需要较高的成本ꎬ因此通常不会采用这种分析方法ꎮ此外ꎬ箱形和筏式基础在实际施工中均采用大体积混凝土作基础ꎬ稍有不小心就会出现裂缝ꎬ因此说我们需要在伸缩缝的设计上下足功夫ꎮ(三)桩基础设计和桩箱基础设计由于桩基设计形式一般都能承受较大的应力ꎬ所以在高层住宅建筑基础设计中ꎬ一般都是采用地基土层较硬的桩基形式ꎬ此时高层住宅建筑工程上部结构承载力不足ꎬ必须采取相应的措施ꎬ确保桩基的设计质量ꎮ桩基设计的优点是桩长较长ꎬ能充分深入地基土中ꎬ并将全部荷载力转移到土深处ꎬ避免了地基严重沉降ꎮ桩基位置的选择是桩箱基础设计的难点和重点ꎬ不同的地基土层具有不同的特性ꎬ如何布置桩基以获得最大的承力效果ꎬ需要在实际设计工作中进一步分析ꎬ以便达到最佳的基础设计效果ꎮ二㊁高层住宅基础结构设计的控制要点(一)减少不均匀沉降为了减小建筑物的整体变形ꎬ必须合理地控制好结构的刚度和平面分布ꎬ并必须降低可能发生不均匀沉降的可能性ꎮ对于高层住宅基础设计ꎬ许多条形基础无法满足基础承载力和上部结构的要求ꎮ在变形时ꎬ可采用筏形基础设计法ꎬ可增加基础结构的刚度ꎬ从而可防止基础发生不均匀沉降ꎮ筏基础设计时ꎬ必须保证上部结构的永久垂直重心与基础表面的质心相吻合ꎮ为了控制好偏心率ꎬ可适当调整地基的面积ꎬ保证筏形基础稳定ꎮ竖向及水平荷载作用于地基顶面ꎮ(二)考量结构整体作用结构设计中ꎬ不仅要考虑地基与基础的相互作用ꎬ而且要考虑上部结构对地基的影响ꎮ尤其在基础模型的建立中ꎬ为了能够确定最优的设计方案ꎬ必须对参数设置进行全面的分析计算ꎮ另外ꎬ在规划中应综合考虑地基土质㊁地基结构㊁上层建筑中的钢筋与构造ꎮ当低层建筑与高层建筑同时施工时ꎬ应根据地基土共同作用引起的地基反应和地基变形ꎬ计算筏板厚度和地基下钢筋的取值ꎮ基底和上层结构也应该能够保证获得的信息数据的准确性和完整性ꎮ裙房高层住宅筏板基础设计中ꎬ必须有效地控制筏板的厚度和配筋ꎬ避免过大的偏差和过大的沉降ꎬ以减小主楼与裙楼之间的过大偏差和沉降ꎬ从而减小结构的二次应力ꎮ(三)注重基础结构㊁上部结构以及地基三者共同作用基础结构与上部结构㊁地基土相互作用是客观存在的ꎮ当然ꎬ不可能在实际设计中考虑到所有因素ꎮ但对于地基模型的参数ꎬ必须从这三个方面共同分析的结果中进行选择ꎬ反映出共同作用结果在结构和配筋上的考虑是完全可能和必要的ꎮ如在同一块大面积整体筏形基础上修建多幢高层㊁低层建筑物时ꎬ可根据上部结构㊁基础和地基土共同作用的基础变形及基底反力计算来确定筒体下筏的厚度和配筋量ꎮ高层住宅中带裙房的大面积整体筏形基础ꎬ其主楼下筏板整体挠度值不应过大ꎬ主楼与相邻裙房柱的差异沉降保证了两者的差异沉降不会过大ꎬ从而减少结构的次应力ꎮ三㊁结束语建筑行业的蓬勃发展ꎬ对我国经济的稳定增长有着重大的影响ꎬ使人们对建筑的种类㊁功能等方面的要求也越来越高ꎮ高层住宅在我国城市化进程中ꎬ对提高城市建设用地使用效率ꎬ缓解人口问题发挥了重要作用ꎮ随着科技的发展ꎬ高层住宅建设将更加可靠ꎮ对基础结构设计的严格控制是防止基础和上部结构沉降的有效方法ꎬ也是整个工程建设的重要组成部分ꎮ基础结构设计时ꎬ必须综合考虑周围环境ꎬ计算基础承载力是否满足设计要求ꎬ避免由于工期的延误而导致不合理的设计计算ꎮ参考文献:[１]付珊.基于高层建筑基础结构设计分析[Ｊ].科技创新与应用ꎬ２０１７(３４):１１２－１１３.作者简介:苏建弘ꎬ男ꎬ河北石家庄ꎬ研究方向:结构工程相关ꎮ１２１。
高层建筑结构的简要分析与设计(全文)
高层建筑结构的简要分析与设计(全文)高层建筑结构的简要分析与设计1. 引言高层建筑结构的分析与设计是确保建筑安全、稳定和经济性的重要环节。
本文将对高层建筑结构进行简要分析与设计，以确保其结构安全与可靠性。
2. 结构设计目标2.1 承载能力：根据建筑用途确定设计承载力要求。
2.2 基础设置：根据地质条件设计合理的地基基础。
2.3 抗震设计：根据建筑设计区域确定地震烈度与抗震设防烈度。
2.4 可靠性：通过合理的结构配置和检验计算，确保结构可靠。
3. 结构分析与设计方法3.1 静力分析法：根据结构静力平衡原理进行结构分析与设计。
3.2 动力分析法：根据地震作用，进行结构动力分析与设计。
3.3 有限元分析法：利用有限元软件进行结构分析与设计。
4. 结构组成4.1 框架结构：采用钢结构或混凝土框架结构。
4.2 剪力墙结构：在结构平面方向设置剪力墙来提高整体刚度与稳定性。
4.3 钢筋混凝土结构：采用钢筋混凝土构件进行结构设计。
5. 结构材料选择5.1 钢材选择：根据承载能力要求选择合适的钢材。
5.2 混凝土选择：根据强度等级选择合适的混凝土材料。
6. 结构设计计算6.1 基础计算：根据建筑重量和地基承载力要求，进行基础计算。
6.2 框架结构计算：根据建筑结构平面布置，进行框架结构的静力计算。
6.3 剪力墙计算：根据地震力要求，进行剪力墙的设计计算。
6.4 钢筋混凝土构件计算：根据建筑结构配置，进行构件的受力计算。
7. 结构施工及监控7.1 施工工艺：根据结构设计要求，确定合适的施工工艺。
7.2 结构监控：通过测量与监测手段，对结构进行实时监控和检测。
8. 结论高层建筑结构的简要分析与设计是确保其结构安全与可靠性的关键步骤。
通过合理的结构设计与施工，可保证高层建筑的稳定性与经济性。
附件：无法律名词及注释：1. 结构承载力：结构能够承受的最大荷载。
2. 抗震设防烈度：针对建筑所在地地震频繁程度，确定的安全抗震设计标准。
高层建筑基础分析与设计解析
其假定vE是常数，同时深度无限延伸， 而实际地基压缩土层都有一定厚度，且E 随深度变化而增加。文克尔地基模型由 于为考虑点外荷载作用而计算偏小。那 么半无限空间模型则夸大了地基深度与 土的压缩性而导致计算偏大。
计算繁琐 工作量大，推广使用很 困难
• 本节中共同作用分析所应用的土体应力应 变关系均作为线弹性处理。
基模型不同，地基表面一点的变形量不
仅取决于作用在改点上的荷载，而且与
全部地面荷载的关系。对于常见情况，
基础宽度比地基土层厚度小，土也并非
十分软，较文克尔地基侧限条件下受压缩，因而可以 比较容易在现场和室内试验中取 得地基土的压缩模量作为地基模 型计算参数。地基计算压缩模量 厚度H仍按分层总和法规定确定
地基仅在荷载作用区域下发生于压力 成正比例的变形，在区域外的变形为 零。基地反力分布图线与地基表面的 竖向位移图形相似。当地基刚度很大 时，受力后不发生挠曲。基底反力成 直线分布，受中心荷载时则均匀分布
用矩阵表示弹性半空间模型中（基地边
缘压力比中间大），地基压力与地基变
形的关系
，它清楚表示与文克尔地
表述简单，应用方便。在柱下条形筏 形和箱形基础设计中广泛应用。
对于常见情况，基础宽度比地基土层厚 度小，土也并非十分软，较文克尔地基 模型更接近实际情况。
原理简明，适应性较好，具有分 层总和法优缺点
实际地基是一个很宽泛的连续介质， 表面上任一点的变形量不仅取决于直 接作用在该点的荷载，且与整个地面 荷载有关。因此严格符合文克尔地基 模型的实际地基不存在，只有对抗剪 强度低，地层薄荷载基本不外扩的情 况比较符合。
高层建筑基础分析与设计
交通岩土 张云飞
第三节 线弹性地基共同作用分析
线弹性地基
高层建筑结构分析与设计技术
高层建筑结构分析与设计技术汇报人：日期:CATALOGUE目录•高层建筑结构分析•高层建筑结构设计•高层建筑结构材料与性能•高层建筑结构设计案例分析•高层建筑结构设计与施工新技术•高层建筑结构发展趋势与挑战高层建筑结构分析01CATALOGUE判断高层建筑在静力荷载作用下的整体稳定性，如侧向位移、沉降等。
结构整体稳定性分析对高层建筑主要构件的内力进行分析，如梁、柱、墙等。
结构构件内力分析对高层建筑的支座反力进行分析，以确定支座设计参数。
结构支座反力分析对高层建筑的整体刚度进行分析，以判断其抗震性能。
结构整体刚度分析静力分析动力分析对高层建筑的结构自振频率进行分析，以确定其自振特性。
结构自振频率分析结构地震反应分析结构风振分析结构支座动力特性分析对高层建筑的地震反应进行分析，以确定其抗震性能。
对高层建筑的风振进行分析，以确定其抗风性能。
对高层建筑的支座动力特性进行分析，以确定其抗震性能。
风载分析通过风洞试验或数值模拟方法模拟高层建筑所在的风场。
风场模拟根据风场模拟结果，计算高层建筑的风载效应。
风载效应计算对高层建筑的风振稳定性进行分析，以确定其抗风性能。
风振稳定性分析对风载与高层建筑结构的相互作用进行分析，以优化结构设计。
风载与结构相互作用分析地震力分析地震危险性评估对高层建筑所在地区的地震危险性进行评估。
地震作用计算根据地震危险性评估结果，计算高层建筑的地震作用。
抗震性能评估对高层建筑的抗震性能进行评估，如延性、耗能能力等。
地震动与结构相互作用分析对地震动与高层建筑结构的相互作用进行分析，以优化结构设计。
高层建筑结构设计02CATALOGUE由梁和柱刚性连接组成的结构体系，具有较好的平面布置灵活性，但侧向刚度较小。
框架结构特点应用自重轻、施工快、布局灵活、抗震性能较差。
适用于非地震区的高层建筑，常用于公共建筑和住宅建筑。
03框架结构0201利用钢筋混凝土墙板承受水平荷载和竖向荷载，具有较大的侧向刚度。
高层建筑结构设计结构计算分析和设计要求
通过规定结构或构件的极限状态，如 承载能力极限状态和正常使用极限状 态，来保证结构的耐久性。
概率极限状态设计法
基于概率论的方法，考虑荷载和材料 性能的不确定性，对结构进行耐久性 设计。
耐久性设计的措施与注意事项
材料选择
选择具有良好耐久性的材料，如高性 能混凝土、耐腐蚀的钢材等。
通过改变结构的布局和连接方式，寻找最 优的结构形式和材料分布，以达到降低造 价和提高结构性能的目的。
结构优化设计的技巧与注意事项
注重整体性
在结构优化设计中，要注重结 构的整体性和协同作用，避免 出现局部过度的加强或削弱。
合理选择材料
根据结构特点和荷载要求，合 理选择材料，以达到既满足结 构要求又经济适用的目的。
Midas软件介绍与使用
1 2
软件特点
Midas是一款适用于桥梁和建筑结构分析的软件 ，具有强大的分析功能和直观的用户界面。
使用方法
Midas软件提供了详细的用户手册和在线帮助文 档，方便用户快速掌握软件的使用方法。
3
工程实例
Midas软件已经成功应用于许多高层建筑的结构 分析中，如上海环球金融中心、香港中银大厦等 。
构造措施
采取合理的构造措施，如增加保护层 厚度、设置防腐措施等，以增强结构 的耐久性。
施工质量控制
严格控制施工过程中的质量，确保结 构在使用前达到设计要求的耐久性。
使用和维护
在使用过程中定期进行维护和检查， 及时发现并处理可能影响结构耐久性 的问题。
THANKS
谢谢您的观看
用下的整体稳定性和连续性。
02
小震不坏，中震可修，大震不倒
遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计理念，即要求建筑
高层建筑结构高层建筑结构基础设计PPT课件
9.2.2 构造要求
3 . 配筋要求 4 . 筏板厚度 5 . 地下室墙体 6 . 施工后浇带
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9.2.2 构造要求
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9.2.3 筏板基础的计算
筏板基础的内力计算可分为刚性板计算方法和弹性板计算方法两种，下面分别讨论。
① 刚性板法
•
刚性板法假定基础是绝对刚性的，板与地基的接触压力在两个方向呈直线分布。当上部结构刚度较强，
能利用自身的刚度调整沉降差异，减少由于沉降差产生的结构内力；箱形基础有利于抗震，在地震区采用
箱形基础的高层建筑震害较轻。
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9.3.1 概述
箱形空间结构
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浇注箱型基础底板
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9.3.2 箱形基础结构布置的要求
1. 平面尺寸
（1）箱形基础的平面尺寸首先应满足地基承载力的需 要，一般与上部结构平面相同，如果地基承载力不足，可以向外扩大。 （2）应力求减小上部荷载合力与地基土反力合力的偏心距，片心距的 大小应满足:
通过桩侧面与土体的摩擦力来达到强度与变形要求，是有效的技术途径。
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基坑局部（打桩完成后）
基础底板局部浇捣完毕
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9.4.2 预制混凝土桩
1 . 桩长
现场预制桩单节长度不宜超过30m，工厂预制桩长度不宜超过 12m。单节桩的长度视运输条件决定。
西苑饭店基础后浇带
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9.2 筏板基础设计
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9.2.1 筏形基础的形式
• 筏板基础特点
筏板基础具有良好的整体刚度，适用于地基承载力较低、上部结 构竖向荷载较大的工程。筏板基础本身是地下室的底板，厚度较大， 有良好的抗渗性能。由于筏板刚度大，可以调节基础不均匀沉降。由 于筏板基础不必设置很多内部墙体，可以形成较大的自由空间，便于 地下室的多种用途，因而能较好地满足建筑功能的要求。下图为筏板 基础的一般形式。
高层建筑结构分析与设计理论.docx
1 引言高层建筑高度的定义是一个相对模糊的概念。
从高度和层数上来说，对高层建筑的定义，世界各国规范和规定都不太一致。
按照我国《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002》，将层数超过(含等于)10层，或者高度大于等于28m的建筑称为高层建筑，而往往把其中高度在100m以上的高层建筑又叫做超高层建筑。
现代高层建筑是随着社会生产的发展和人们生活的需要而发展起来的，是商业化，工业化和城市化的结果。
而科学技术的进步，轻质高强材料的出现以及机械化，电气化，计算机在建筑领域的广泛应用等，又为高层建筑的发展提供了物质和技术条件。
因此，从这个意义上来讲，高层建筑和超高层建筑的出现和发展是现代工业和现代社会发展的产物。
1．1高层建筑的历史概况在世界范围，现代意义上的高层建筑的发展大约只有120年的历史。
1883年在美国芝加哥建成的11层的家庭保险大楼(Home Insurance Building)是近代高层建筑的开端，随后在芝加哥和纽约开始了大规模的高层建筑的建设活动。
到1931年在纽约建造了著名的帝国大厦(Impire State Building)，共102层，381m高，这个高度使它享有“世界最高建筑”的美誉长达40年之久。
20世纪50年代之后，轻质高强材料的应用，新的抗风抗震结构体系的发展，电子计算机的推广使用以及新的施工机械的涌现，使得高层建筑得到了大规模地迅速发展。
1972年，纽约建造了110层，高410米的世界贸易中心(World Trade Center Twin Towers)；紧接着一年之后，在芝加哥又建成了当时世界最高的西尔斯大厦(Sears Tower)，高度达到443米，这充分标志着高层建筑的设计和建造水平又迈上了一个新的台阶。
随后，超高层建筑在世界各国都得到了迅速的发展。
到目前为止，世界上最高的建筑是1996年在马来西亚吉隆坡建成的石油双子大厦，88层，钢与钢筋混凝土混合结构，高度达到了450m。
《高层建筑基础分析与设计》结构设计
(二) 筏板基础的地基反力 当上部结构刚度较大(如剪力墙体系、填充墙很多
的框架体系)，且地基压缩模量Es<4MPa时，筏基 下的地基反力可按直线分布考虑； 如果上部结构的荷载是比较均匀的，则地基反力也 可取均匀反力； 对筏板厚度大于L/6 (L为承重横向剪力墙开间或最 大柱距)的筏板且上部结构刚度较大时，筏基下的 地基反力仍可按直线分布确定。 为考虑整体弯曲的影响，在板端一、二开间内的地 基反力应比均匀反力增加10~20％。 若不满足上述条件，则按弹性板法确定地基反力。
为了减小板厚，可在柱下采取增加弯起钢筋的措 施来抵抗冲切。
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三、筏板基础计算
高层建筑筏板基础计算包括以下内容： (1)确定筏板底面尺寸和板厚； (2)确定筏基的地基反力； (3)筏板的内力计算及配筋。
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(一) 筏板基础底面积和板厚确定原则
在根据建筑物使用要求和地质条件选定筏板的埋 置深度后，按地基承载力确定其基底面积，一般还 应验算地基变形。 在决定平面尺寸时，可通过改变底板在四边的外 挑长度调整基底形心，以减少基底截面所受的偏心 矩，避免过大的不均匀沉降。 筏板厚度应根据抗剪和抗冲切强度验算确定。初 拟尺寸时可根据上部结构开间和荷载大小凭经验确 定，也可根据楼层层数按每层50mm估算，但不得小 于构造要求。
19
地
下
八字角
室
底
层
柱
与
基
础
梁
连
接
构
剪力墙
造
20
2. 平板式筏基几何尺寸的确定
厚度：满足受冲切承载力的要求，尤其要注意边 柱和角柱下板的抗冲切验算，板的最小厚度不宜小 于400mm。 挑出长度：从柱外皮算起，横向不宜大于l000mm ，纵向不宜大于600mm。
10高层建筑基础设计解析
（1）承载力要求 （2）地基变形要求
（3）抗滑移、抗倾覆
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10.1.4 地基－基础－上部结构相互作用的概念
上部结构、地基、基础是共同作用的整体系统，三者同时满足静力平衡条件、 变形协调条件及各自的物理条件（即材料自身的本构关系）。
上部结构、地基、基础各自的刚度均对其它部分的受力及变形性能产生影响。 高层建筑基础设计的特点——共同作用分析。把上部结构、基础、地基看成一
f、附加钢筋：筏板边缘的外伸部分应上 下配置辐射状附加钢筋，其直径与 边跨板的受力钢筋相同，外端间距
不大于200mm。
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（4） 片筏基础基底反力和内力的简化计算方法 1）片筏基础内力计算的分类
a、刚性法（倒楼盖法、刚性板条法）
b、弹性地基基床系数法
2）刚性法
a、刚性法的适用条件： 上部结构的整体刚度较大，筏板基础下的地基土层分布均匀，可不考虑整体
个彼此协调工作的整体系统进行分析，利用三个条件求解整个系统的内力和变形。
共同作用分析的特点：高维甚至无穷纬超静定。只有采用计算机与数值 分析方法进行。
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10.1.5我国高层建筑基础设计方法的发展过程 （1）基本不考虑共同工作阶段
① 设计方法：将上部结构、基础、地基及分割成三个部分，各自独立求解。
以图1-1所示的高层框架为例，求解可分为三步：
第一步，将框架柱沿基础顶面切开，框架视为柱底为嵌固端的独立结构，利 用结构力学的方法求解结构内力及柱底内力；
第二步，将柱底内力反作用于基础梁，并假定梁底的地基反力为直线分布，
按结构力学方法求解基础梁；
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第三步，按总荷载求出基底平均反力， 按柔性荷载(即荷载可以随结构的 变形而移动)计算地基的变形，并 将地基的平均沉降值近似的当作 基础的沉降。
高层房屋建筑结构设计分析(全文)
高层房屋建筑结构设计分析(全文)范本1：一、引言本文档旨在对高层房屋建筑结构设计进行分析和说明，为相关建筑项目的设计和施工提供全面的指导。
本文档包括以下几个章节的内容。
二、项目概述本章节介绍高层房屋建筑结构设计项目的背景和目标，并概述设计的要求和约束条件。
三、设计原理本章节详细阐述高层房屋建筑结构设计中的原理和方法。
包括结构选择、荷载计算、变形控制等方面的内容。
四、材料选择和使用本章节主要介绍高层房屋建筑结构设计中使用的材料的选择原则和使用方法。
包括钢材、混凝土等常用材料的选取和性能要求。
五、结构设计计算本章节详细说明高层房屋建筑结构设计计算的步骤和方法。
涵盖结构分析、强度计算、稳定性分析等方面的内容。
六、施工方式与技术要求本章节概述了高层房屋建筑结构设计施工的方式和技术要求。
包括施工过程的控制和质量要求。
七、工程实例分析本章节了一些高层房屋建筑结构设计的工程实例，并对实例进行分析和总结。
为读者提供实际案例和操作参考。
八、结论本章节对整个文档进行总结和归纳，指出高层房屋建筑结构设计的关键点和需要注意的问题。
本文档涉及附件：1. 高层房屋建筑结构设计的相关资料和图纸。
2. 实例分析的工程案例。
本文所涉及的法律名词及注释：1. 建筑法：是指规定了建筑行业中涉及的法律法规。
2. 施工合同：是指建筑工程中委托方与承包方之间签订的合同。
范本2：一、背景介绍本文档旨在对高层房屋建筑结构设计进行深入的分析和讨论，为相关建筑项目的成功实施提供全面的指导和支持。
本文档包括以下几个章节的内容，每个章节都进行了详细的细化。
二、项目目标和要求本章节详细描述高层房屋建筑结构设计项目的目标和要求，包括建筑的功能性需求、安全性要求、耐久性要求等多个方面。
三、结构设计原理和方法本章节对高层房屋建筑结构设计中的原理和方法进行了详细的阐述和说明，包括结构选择的考虑因素、荷载计算的方法、变形控制的策略等。
四、材料选择和使用本章节介绍高层房屋建筑结构设计中常用的材料的选择原则和使用方法，包括钢材、混凝土等材料的性能要求、施工工艺等。
高层住宅建筑结构设计分析高层住宅分析
高层住宅建筑结构设计分析高层住宅分析范本1：高层住宅建筑结构设计分析1. 引言1.1 目的1.2 范围1.3 术语定义2. 建筑概况2.1 建筑位置2.2 建筑尺寸2.3 建筑高度2.4 建筑形式3. 建筑结构设计参数3.1 静载荷参数3.2 地震荷载参数3.3 风荷载参数4. 结构材料选型4.1 主体结构材料4.2 基础材料4.3 防水和保温材料5. 结构形式设计5.1 主体结构形式5.2 基础形式设计6. 结构分析和计算6.1 建筑静力分析6.2 地震动力分析6.3 风振分析7. 结构施工方案7.1 主体结构施工方案7.2 基础施工方案8. 结构安全评估8.1 安全度量指标8.2 结构稳定性评估 8.3 结构抗震性能评估9.1 结构设计符合相关规范和标准9.2 结构安全性评估结果可接受10. 附件附件1：结构分析和计算结果附件2：结构施工方案本文档涉及附件：1. 附件1：结构分析和计算结果2. 附件2：结构施工方案本文所涉及的法律名词及注释：1. 静载荷：指建筑结构在正常使用状态下的荷载。
2. 地震荷载：指建筑结构在地震作用下受到的荷载。
3. 风荷载：指建筑结构在风作用下受到的荷载。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------范本2：高层住宅分析1.1 目的1.2 范围1.3 术语定义2. 高层住宅概况2.1 位置2.2 规模2.3 建筑类型3. 设计需求分析3.1 人口需求3.2 空间布局要求3.3 建筑功能要求4. 建筑设计4.1 建筑外观设计4.2 建筑平面布局设计4.3 建筑立面设计5. 室内设计5.2 居住空间设计5.3 设备与设施配置6. 建筑结构设计6.1 建筑结构形式选择 6.2 结构材料选型6.3 结构计算与分析7. 环境友好设计7.1 节能设计7.2 绿化设计7.3 垃圾处理设计8. 地震安全设计8.1 地震设计要求8.2 地震抗逆性能设计8.3 地震安全评估9. 社区配套设施设计9.1 公共设施设计9.3 绿化带与景观设计10. 结论10.1 设计方案符合需求10.2 设计方案满足相关要求附件：1. 设计图纸2. 室内装饰效果图本文涉及附件：1. 设计图纸2. 室内装饰效果图本文所涉及的法律名词及注释：1. 设计需求：指建筑设计中需满足的功能、空间和人口等方面的要求。
《高层建筑基础分析与设计》高层和超高层建筑结构体系
第一节 引 言
➢在国内一般把超过8层的建筑称为高层建筑，在国际上把高 度 超 过 100m 或 30 层 以 上 的 高 层 建 筑 ， 又 称 之 为 超 高 层 建 筑 (Super Tall Building)。 ➢对于一般高层建筑，通常采用：
框架 框架-剪力墙 剪力墙结构 ➢随着建筑高度要求的增长，这些结构不能适应时代的需要， 新的结构也随之出现，对于超高层建筑，通常采用: 框架-筒体结构 筒中筒结构 成束筒结构等
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2. 地震力
地震力的预测，目前尚难准确确定。例如，在地震频 繁的日本地区，对地震已进行许多深入研究，但地震前 也几乎无法准确预测何时何地会发生地震。因此，对待 地震应倍加重视。 对于地震地区，除了风力外，还必须考虑地震。
例如，台北-101大楼，地处板块交错运动频繁区域， 除了风力，还必须进行地震设计。更重要的是对离建筑 场地地下200m的断层的深入研究，经过多方面的考察与 研究，费耗大量人力物力与时间，终于弄请该断层是非 活动断层。
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当建筑物高度增加时，水平荷载（风荷载及地震作 用）对结构起的作用将愈来愈大。
为了正确认识高层建筑结构体系，必须对高层结构 设计的控制因素有足够的了解。
本章首先概括阐述高层建筑结构设计的控制因素， 然后介绍高层建筑结构体系的类型，最后简单讨论高 层和超高层结构体系的选择问题。
第二节 高层和超高层建筑结构设计的控制因素 1. 风荷载
越是高的建筑物，其风荷载越是起着主要的作用。 按照我国规范《建筑结构荷载规范》(GB50009)，对于风 荷载，可采用以下公式确定。
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其中μz为风压高度变化系数，对于平坦或稍有起伏的 地形，应根据地面粗糙度类别按规范表7.2.1确定。 高度越高，系数μz越大。 但规范中对于风荷载的规定，是基于低空（8 m ~12 m） 风速观测数据、多层建筑和一般高层建筑的单体模型风洞 试验研究成果以及工程经验而得出的，当用于超过200 m 以上的超高层建筑，可能不大合适。 例如，美国SOM和LERA设计事务所对金茂大厦和上 海环球金融中心的结构设计所采用的风荷远远小于我国规 范的计算结果。