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高层建筑结构基础知识范文1
关键词：基坑支护； 结构设计； 支撑； 监测
中图分类号：TU318
文献标识码：B
文章编号：1008-0422(2008)05-0154-03
1工程概况
湖南某建筑工程东面为小区道路，距路边约20m；南面为单层临建某酒店，间距约5.5m，该临建基础采用φ600喷粉桩，桩长约15m，但现场观察有部分墙体有不同程度的开裂，是基础不均匀沉降引起的，如果地下室深基坑支护结构有较大变化，就会对该酒店造成较大不利影响；西面为围墙，距离约10m，北面是八层宿舍楼，间距约13m。该建筑物占地成矩形，长55.52m，宽18.5m。总建筑面积约15500m2，楼高15层，设一层地下室，地下室层高分别为4.4m和3.4m，但外露0.9m在地面上。场地自然标高约为-0.90m，地下室基础承台垫层底标高分别为-6.4m和-7.35m，即地下室挖土深度分别为5.5m及6.45m，具体布置详见图1。
2地质条件
按地质钻探资料提示，地质情况按孔深分层如下：0～3.7m为杂填土，松散；3.7～16.7m为淤泥质粘土，饱和流塑；16.7～24.1m为中细砂角砾层，饱和，中细砂松散，角砾稍密；24.1～26.6m为粉质粘土，饱和硬塑；26.6～29.3m为粉质土层，湿坚硬；29.3～55.5m为强风化花岗片麻岩。地下水位较高，地表下约0.84m。
3基坑支护结构设计方案的选择
根据该建筑物地形及钻探资料，综合分析该地下基坑有如下几个特点：
1)基坑开挖深度大。
2)基坑开挖深度范围内是杂填土、淤泥，土性差；地下水位较高。
3)地下室南面距某酒店只有5.5m，且酒店有约3.0宽洗车槽场地及海鲜水池设在此5.5m范围内。钻孔桩，喷粉桩等机械无法靠近施工。并且一定要保证酒店正常营业，地下室施工时要保证该酒店建筑物的安全。
通过对多种方案综合分析，最后确定地下室基坑南面采用拉森Ⅲ型钢板桩围护，其余三面采用钻孔桩φ800、φ1100围护，钻孔桩外侧采用φ500、φ400喷粉桩联成止水帷幕。钻孔桩除基坑底为-7.35m部分采用两层水平支撑外，其余钻孔桩均采用一层水平支撑设计，钢板桩采用两层水平支撑设计。第一层支撑体系采用钢筋混凝土梁（其中钢板桩仍使用HK300C工字钢作腰梁，节点利用焊接钢筋锚入支撑混凝土中），中间设φ800钻孔支承桩。第二层支撑体系采用HK300C工字钢。由于部分基础承台阻挡节在二层支撑的支撑桩上，考虑到不能拖延加设支撑的时间，因而先加设支撑，然后支撑与承台混凝土一起浇筑（见图2、图3）。
此设计方案本着“安全、经济”的原则，一方面采用钻孔桩及钢筋混凝土支撑，经济合理，节省工程开支，又能保证基坑支护结构有足够的刚度和整体性；另一方面，钢板桩可接驳加长，使桩锤能悬空施打板桩，以解决场地限制问题；另外，钢板桩的抗渗性能较好，钢支撑安拆方便，施工速度快，且钢板及钢支撑可重复使用。
4支护结构设计的验算取值
4.1钻孔桩的计算（按等值梁法计算）
4.1.1 r、Ck、ψk按20m范围内的加权平均值计算，求得：r＝15.9Kn/m，ψk=120；主动土压力系数Ka=tg2(45-12/2)=0.66；被动土压力系数Kp=tg2(45+12/2)=1.52；查表得K=1.28；eAh=rhKa=15.9×5.5×0.66=57.7kN/m2；eAq=qKa=2.64 kN/m2；计算简图见图4。
4.1.2基坑面以下支护结构的反弯点取在土压力零的d点，视为一个等值梁的一个铰支点，计算桩上土压力强度等于零的点离基坑底面下的距离为：y=Pb/r(K・Kp-Ka)=2.94m。
4.1.3按简支梁计算等值梁的两支点反力，求得：Po=127.3kN/m，Ra=134.6kN/m。
4.1.4计算钻孔桩最小入土深度to=X+Y，X=10m，求得：to=12.94m；t=1.13×to=14.62m；L＝h+t=5.5+14.62=20.12m。综合考虑桩长取L＝20m。
4.1.5按剪力为零处弯矩最大，求得最大弯距：Mmax=246.8kN/m。
4.1.6采用φ800径钻孔桩，每隔1100mm布置，最大弯矩设计值：Mmax＝246.8×1.1×1.2＝325.8 kN/m桩混凝土等级为C25，通过常规方法计算，钻孔桩选配16φ20（对称配筋，承受最大弯矩每侧配密箍φ8@250）。
4.2水平支撑GL1的截面设计
水平支撑GL1的截面尺寸定为500×900mm，作用于GL1的竖向荷载包括GL1的结构自重g=1.25kN/m和支撑顶面的施工荷载q=9.7kN/m2，作用在支撑结构上的水平力包括由土压力和坑外地面荷载引起的围护墙对腰梁QL1的侧向力。可按围护墙沿腰梁长度方向分布的水平乘以支撑中心距确定，即支撑的轴向力为NO＝7.5Ra=7.5×134.6=1009.5kN。
水平支撑GL1按偏心受压构件计算。取内力标准值综合系数为1.2，则GL1上的弯矩M＝1.2×（g+q）lo2/8=219.1kN/m；轴力为N＝1.2No=1211.4Kn，为了构造简便，GL1采用对称截面配筋，经按常规方法计算，GL1上下各选配6φ25，箍φ8@200（四肢）。
4.3腰梁QL1的截面设计
QL1梁的截面尺寸定为500×800mm，围护墙沿QL1梁长度方向分布的水力为q=Ra=134.6 kN/m，考虑八字撑的影响，QL1梁的计算跨度按规范取lo=(l+l1)/2=5.0m，QL1梁按连续梁考虑。查表知Mmax=0.107qlo2×1.2=504.75kN/m，最大剪力Qmax=0.607，qlo=408.5kN。通过正截面承载力计算及斜截面抗能力计算，选配6φ25（每侧），箍φ8@200(四肢)。
4.4工字钢I30的强度验算
查表Wx=472.3×103mm2；（f）=215Mpa，得f=Mmax / Wx=106.9Mpa＜（f）），所以，采用I30工字钢偏于安全。
4.5钢板桩的计算
基坑深6.5m，经验算是一层内支撑不满足要求，为此要用第二层内支支撑。采用现在拉森Ⅲ型钢板桩，其截面特性：Wx=1600×103；f=200N/mm2；最大弯矩设计值：Mmax=1.2×189.2=227.04kNm/m；f=Mmax / Wx=142200N/mm2；考虑到现有钢板桩规格等因素，经验算桩长设计为20m，保证深基坑支护结构安全。
4.6第二道腰梁QL2的截面设计
设计采用H钢HK300C，其截面特征值：A=225.1×102mm2；Ix=40948×104mm4；I y=13734×104mm4；Wx=2559×103mm3；Wy=900×103mm3；ix=135mm；iy=78mm；沿QL2梁上分布水平力q=1.2×243.2=291.8kN/m；M=0.107qLo2=780.7kNm；f=M / Wx=305＜315N/mm2。
4.7第二层水平支撑QL2截面设计
GL2梁采用HK300C钢梁，其自重q=1.77kN/m；自重产生弯矩M=22.2 kN/m；轴向力No=7.5RB=2188.8Kn；ε=M・A/N；W=0.089＜30；λ=lo/iy=117；ψb=0.374；f=2 =260N/mm2315 N/mm2。
以上结构设计理论值经验算，符合设计规范要求。
5基坑支护结构的施工处理措施要点
5.1钢板桩的施工
为避免施工打工程桩时震动及土壤挤压对酒店的基础影响，所以靠近酒店（平行于A轴）的钢板在工程桩施工前先打，打完钢板桩后在板桩背后做排水沟。
5.2钻孔桩及喷粉桩施工
全部钻孔桩均在工程桩完成后才进行钻孔施工，钻孔桩采用“跳打”的方式施工。喷粉桩按钻孔桩的施工进度分段插入施工。
5.3挖土施工及支撑的设置和拆除
5.3.1钻孔桩完成后，降土约1.3m深(即支撑梁面标高-2.2m)，制作第一层支撑，该层支撑完成后大面积回填300mm厚土，支撑面为不少于300mm厚的准石粉石渣，这样一方面保护支撑不被机械压坏，另一方面有利于运泥车在场上行走。
5.3.2地下室大面积降土时，根据加设第一层支撑后，未加设第二层支撑之前，保证钢板桩安全的验算挖土深度来开挖土方，并且通过研究核算决定，除坑底设计标高为-7.35m的部分和靠A轴至钢板桩的范围内挖土至-5.9m深,并按I-I剖面图所示在靠近钢板桩留设土台外,其余部位均大面积降土至标高-6.4m。这样，通过预留土台，增加被动土压力的土坑力，保证钢板桩的安全，充分利用机械挖土，加快施工速度。实践证明该方法是可行的，但不同的土质其留设的土台的宽度不同。
5.3.3第二层支撑应在挖土后两天内加设完成，不能拖延时间，保证整个支护结构安全。
5.3.4全部桩承台施工完毕后，用石粉、石渣将基坑回填至于-5.9m处，这样，使整个基坑底回复于一层支撑的深度，然后拆除第二层支撑，继续填土至能施工地下室底板为止。
5.3.5第一层支撑（-2.2m）待±0.00楼面施工完毕，围堰桩与地下室外壁回填土方至-3.00标高外才拆除。
5.4降排水处理措施
基坑上部采用集水井和排水沟联合排水，虽然钢板桩及粉喷桩止水帷幕抗渗性能较好，但为防止基坑开挖时的雨水、少量渗水及土层含水量的影响，基坑底四周共设8个集水井，井壁用砖砌筑，但砖缝必须疏水，井内径为1.0m，井底标高比施工面低0.8m，井内设潜水泵，集水井用排水沟纵横联接。这样，由排水沟、集水井和抽水设备组成一个简易的降排水系统将地下水位降低至6.0m以下。
5.5钢板桩的回收
完成±0.00楼面，全部支撑拆除后，采用吊车在A～B轴的楼面行车回收钢板桩。
6施工监测
为及时掌握基坑支护工程的变化动态，对该项工程采取专门监测，对所定的监测内容定时进行观测，印制标准表格，进行数据整理，绘制位移（沉降）-时间坐标图，以观察各参数随时间的变化趋势，及时反馈信息，指导土方开挖和后续工程施工。
观察项目包括：①观察南面酒店及北面八层宿舍楼的轴线标高变化，在靠近基坑支护工程的墙转角及中间各设四个三角标志；②观察东面小区道路及西面围墙的标高位移变化，各设两个标志；③钢板桩墙及钻孔桩墙每隔15m设一点，观察水平位移和垂直度。
监测结果表明：从挖土到地下室工程完工，共进行18次监测，在整个监测过程中，围堰的位移、倾斜、支撑变化均正常，周围建筑物、道路、管线安全。主要监测结果如下：①南面酒店的轴线无变化，最大沉降量为3mm。②东面小区道路及西面围墙无明显变化。③钢板桩最大倾斜13mm，最大移位为18mm；钻孔桩的最大位移为4mm，无明显倾斜面。监测结果也说明此基坑支护结构设计方案是十分成功的，并且说明采用钢板桩和钻孔桩，钢支撑和钢筋砼支撑所组成的基坑支护结构，刚度及整体性良好。
7基坑支护结构技术经济分析
该基坑支护结构的总造价约为252万元，总设计基坑支护长度为156.95m，平均每延长米的费用为1.6万。基坑支护结构施工工期为52d。这对于主要土层内磨擦角仅为9°且挖土深度超过6m的地下室基坑支护工程来说是比较经济和省时的。
8结论与设计体会
8.1地下室基坑支护结构的设计必须满足强度和变形两个方面的要求，特别是变形问题。
8.2针对不同的情况，采用因地制宜的围护措施，不仅能达到围护目的，而且经济省时。本工程基坑围护针对不同现场情况，不同开挖深度，综合采用了钻孔桩、钢板桩、卸土、挖土预留土台、钢筋混凝土内支撑和钢内支撑等方法，即达到设计的目的，而且围护费也合理。
8.3内支撑的设置不仅满足整个支护结构计算内力的合理性，同时还要为方便施工创造条件。本工程设上、下两层支撑均采用对撑及角撑，不仅满足设计内力要求，而且有利于机械挖土，且第二层支撑采用工字钢，用电焊联接，施工灵活方便，缩短工期；工字钢可回收重复使用，降低基坑支护费用。
8.4钢支撑与工程基础承台一起浇筑，安全性大大提高，且不影响承台受力，加快施工速度。
8.5对基坑支护结构及周围建筑物的监测，实行信息化施工，不仅使施工具有科学性，确保施工安全，也为优化设计合理组织施工提供可靠依据，节省了工程造价。
参考文献:
[1] 基坑土钉支护技术规程.CECS96197.北京：中国建筑工业出版社.
[2] 建筑地基基础设计规范.GB50007-2002.北京：中国建筑工业出版社，2002.
[3] 秦四海.深基坑工程优化设计[M].中国地震出版社.
高层建筑结构基础知识范文2
建筑抗震设计的内容包括了各方各面的知识，比如说地震基础知识，场地、地基和基础知识。设计者对存在民用建筑中的相关理论以及方法等要进行重点把握，对如何进行减震进行学习。在工作过程中，设计者应该具备较强的责任心和严谨的工作态度。地震在我国多发，因此必须加强对建筑抗震性设计的重视程度，提高建筑物的抗震能力，较少地震导致的危害。
2建筑抗震设计的思想与方法
2.1选择建筑场地建筑设计之前，先进行建筑结构选址时，要对将要施工的现场环境进行全面的勘测，熟悉掌握当地水文地质的具体情况，对已有材料进行分析对比，从而选择出合适的场地。选址要有利于抗震，计算好建筑的高度和负荷，尽量选择硬度大、地域宽广平坦的地区来建造高层大建筑。在选择地基时，要注意避开斜坡崎岖地段，以避免滑坡、泥石流等自然灾害。还要选择地质均匀的建筑场地作为地基，以避免地震时出现地面裂开，沉降不均匀的现象，因而导致建筑物倾斜。
．2建筑结构规则建筑物的结构规则很重要，往往一些结构简单的建筑在地震中毁坏程度最低，因为结构简单规则的建筑受力较为均匀，在震中不易发生倾斜，稳固性较好。据有关人士表示，在保证建筑的长宽为2比1时，能够产生最大的抗震效果，此外，对称结构的抗震性能更好，能够减少毁坏发生的几率。建筑的竖直结构不规则也很容易导致建筑底层的承受力倾斜，竖向规则的建筑可以在地震中保持相对平衡。
2.3增强建筑材料的延展性钢和木材是代表性的建筑材料，具备一定的延展性能。我国传统的木结构建筑有着良好的抗震性，在几次地震中，我国的文物木质建筑虽然因为年代久也有损坏，但相对浮躁的现代建筑受地震的影响就晓得多了。在钢制的钢梁结构中，延伸性能比较好，能够有很大程度的变化幅度，吸收作用力。对于建筑整体来说，增强建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的强度，即使在地震中发生一次稍微偏移，地震中的能量被延展性材料吸收，短时间内可恢复到其原本位置，这样就可以避免建筑在地震中局部受力过大发生崩裂。
2.4减轻建筑的质量对于高层建筑，建筑质量越大，其中心离地面也越高，摆动周期也会变大，建筑顶点的位移也很大，建筑的危险性也就明显变大。因此，对于特定环境下的高层建筑，要综合各方面因素，对其进行高度限制。在进行建筑设计时应该对建筑的重心进行合理设计，保持高层的建筑质量轻，低层的质量重，能够减轻建筑的倾斜力矩的产生。所以建筑材料最好选择质量轻强度大质量好的材料。
2.5选好建筑材料建筑过程中应该注意建筑材料的选择，对建筑部位的承载能力进行分析，对材料参数的误差进行合理的分析。抗震计算时应考虑各种材料的刚度、质量、延展性、承载力等，另外还要选择不同振动频率的材料，避免在地震中建筑材料共振，破坏力加倍。
2.6采用现浇板工艺现浇板是指在施工现场就搭好模板，然后安装好钢筋，再浇筑混凝土，最后拆除模板。现浇楼板不仅在增强房屋的整体性和抗震性能上占有优势，而且具有很大的承载力，刚度和强度都相对较高。同时在隔声，隔热，保温以及防水等方面与普通的预制空心板相比，也有相当好的效果。
2.7加强建筑薄弱部分可以对建筑薄弱部分加双重保护，使建筑重要部位第一层材料毁坏时还有第二层材料替补，延缓地震对建筑的破坏，使高层建筑中的居民有更多时间逃生，加强建筑的安全性。对建筑中受力较大，承载力薄弱的底层结构等部位来进行加固处理，采取有效措施增强建筑的强度和刚度。提高短柱的延展性和承载力，采用“强柱弱梁”的框架，在地震中可以利用梁的形变吸能来消耗地震的能量，这样可以有效避免框架坍塌。
2.8抗震防线的设计为避免建筑物的局部毁坏影响整体的结构，有必要进行抗震系统的设置。比如说抗震墙能够成为框架受损后的第二框架，抗震墙能有效的减缓建筑倒塌时间，减轻地震震波对建筑的毁坏，然而只有一道防线是不够的，需要多设置几道抗震防线才能加强建筑的抗震效果。此外设计木质楼梯也能起到一个预防目的，木质材料延性大，有诸多优点，可作为重要逃生通道，给被困地震中的人增加生还的机会。在人流量大的建筑群里，还需要建筑特殊通道，便于人员疏散。
3结语
高层建筑结构基础知识范文3
关键词：高层建筑，安全现状，存在问题，防控对策
由于经济建设的快速发展，城市人口的持续增长，使得我国城市高层建筑不断地增多。高层建筑结构功能复杂，高度高、建筑面积大、用火用电量大、人员众多，所存在安全隐患也不容忽视。近几年，高层建筑的消防安全和扑救措施是消防领域所关注的重点问题。
一、高层建筑消防安全现状
据有关火灾统计资料得知：建筑火灾一般占火灾总数的60%左右，而高层建筑火灾的占有率更是十分可怕，高层建筑火灾的经济损失之大，令人吃惊。例如，2010年9月9日，吉林省长春市一座在建楼盘的两栋32层高楼发生火灾；2010年8月9日4时27分，重庆市渝中区一座29层的居民楼发生火灾，火势从居民楼7楼开始向上蔓延，冲上了29层顶楼，经过280余名消防官兵近4个小时的奋战，火基本被扑灭；2009年2月9日20时27分，北京市朝阳区东三环中央电视台新址园区在建的附属文化中心大楼工地发生火灾等。高层建筑火灾已成为人们非常忌惮的一件事情。由于广大公众对高层建筑的结构特点不了解，对火灾的潜在隐患不清楚，还有自身消防安全意识不够强，导致高层建筑火灾及时救护方案的实施存在十分大的困难。[1]
二、高层建筑消防安全的存在问题
2.1公众安全意识缺乏。在日常生活当中，公众没有防范火灾的安全意识，同时也缺乏对火灾事故的灾难性后果的认识。比如，在房屋的装修上没有考虑运用防火材料；在对房屋的改造上不能够充分利用房屋结构；对电器的安全使用重视不够，家用电路不够安全。还有大部分人对消防安全的基本知识不清楚，自救逃生常识也相对匮乏。[2]
2.2消防安全管理制度不健全。现在的高层建筑都实行了多产权承包制，这就使得各机构在消防安全管理上责任落实不清，使得消防设施的管理维护责任不到位，导致火灾的突发事件不能及时解决。同时，建筑内各种消防设施繁多，管理人员的专业基础知识也不够扎实，加之消防应急预案等的欠缺。所以，消防安全管理制度的完善是至关重要的。
2.3消防设计不够规范。许多高层建筑住宅的消防设计十分不合理，严重影响消防安全。尤其是一些老式的建筑消防设计存在着先天不足，比如，疏散楼梯间不符合规范要求、缺少消防水源、公共通道未设消防自动系统、超过百米甚至更高的建筑存在避难层“空白”、现代高层建筑的建设密度高，使得消防车不能及时进入进行作业，延误火灾的最佳灭火时间。目前高层建筑的幕墙装饰大多使用玻璃，在火灾高温作用下极易破碎，妨碍救援实施，造成大量的人员伤亡。[3]
三、高层建筑火灾防控措施
3.1使用符合规范标准要求的建筑材料。解决火灾的做好办法就是杜绝引起火灾的源头，换句话说就是要用耐高温、防火的建筑材料，从源头消除火灾隐患。现在一些消防部门正在探讨酝推出硬性规定或临时性管控措施，使得耐高温、防火的建筑材料被广泛的应用。于此同时，在法律层面上进行严格的消防监督，从火灾源头消除高层建筑可能存在的火灾隐患。
3.2合理设计和规划建筑布局。科学，合理的建筑设计是非常重要的，它不仅提高了建筑本身火灾抗御能力，还严格得遵循了国家的相关技术规范。合理的划分建筑内部防火分区 ，设置防火分隔 ，可以有效的阻止火势蔓延。在高层建筑周边保留空地，可以保证扑救火灾和开展救援需要的作业面和空间，大大的减轻了人员的疏散压力。
3.3加大消防安全宣传教育力度。目前大多数市民对于消防安全意识都处在不清楚的层面，在突发事件的情况下不能及时的做出正确的反应。因此，提高使命的消防安全知识是十分有必要的。由于许多的人们不懂基本消防安全常识，所以消防部门要因地制宜，从实际出发 ，大力开展多形式、全方位的消防宣传教育。同时，也可以开展火灾应急疏散演练活动，提高居民的自防自救能力。
3.4提高处置高层建筑火灾能力。集中多部门力量实施快速。有效灭火救援消防部门应加强高层建筑实地调研 ，制定符合实际的科学性、操作性强的灭火救援预案并实施演练 ，配备先进的灭火及个人防护装备 ，同时开展灭火救援技术专项研发 ，从装备配备和科技创新角度提高处置高层建筑火灾能力。在灭火救援中 ，还应及时调动其他消防力量及公安、交警、武警、医疗急救、供水、供电等部门进行增援 ，集中整合相关力量快速有效开展灭火救援工作。[4]
四、结 语：随着社会的发展，涌现了越来越多的高层建筑，高层建筑火灾的预防与救护也将成为了人们关注的重点。只有人们加强自身消防安全意识，建筑施工方采用合理的设计方案，消防人员具备良好的身体素质，并且完善健全各项制度，才能减少安全事故的发生。为公众营造一个安全、稳定的生活环境。
参考文献：
[1]李长军.关于高层建筑火灾扑救的几点思考[J].科技与生活，2010
[2]司戈.中国高层建筑火灾[J].消防科学与技术，2010
高层建筑结构基础知识范文4
【关键词】房屋建筑 结构设计 意义 问题
良好的结构设计是房屋建筑的灵魂所在，同时，房屋建筑整体质量的提升也离不开结构设计。前期建筑结构设计到位，就能够根据经验将结构设计比较常见的问题找出来，做好前期性的施工准备。现代社会中的人们，开始懂得了享受，因此，创新与多元就成为建筑设计新的代名词。但是，形态设计上的创新性与多元化并非想要就能实现，首先要考虑到建筑结构设计本身的安全与实效，就需要创新的融入，否则建筑的质量与安全就会受到影响，并且人们的正常生活起居、生命财产安全也会受到不同程度的威胁。
1、房屋建筑结构设计具有的重要意义
一般来说，建筑结构设计都出现在建筑设计之后，建筑结构设计是“受制于”建筑设计，并且也“反制于”建筑设计的。建筑设计的实现主要取决于结构设计，而结构设计专业属于一门拥有广度与深度的专业学科，因此，我们必须重视结构设计重要性。一项标准的结构设计，能够带来经济、合理、安全、舒适的设计方案，服务人们的生活居住，就成为了建筑质量的决定环节中不可缺少的一部分。所以，作为房屋建筑结构设计人员，要懂得转换陈旧的设计理念，不断地开拓出满足现代化发展要求的结构设计方案，就成为新时代下每一个房屋建筑结构设计人员的必修功课，从而针对性地制定合理的方案来解决建筑结构设计中的问题，提升建筑结构设计的整体质量。
2、房屋建筑结构设计中常见的问题
目前，桩间过小、房屋高度和高宽超过了规范标准中规定的限定值、结构布局缺乏合理性与规则性、板受力状况不明确、异形柱结构设计等就是房屋建筑结构设计中最常见的问题。
如果桩与桩之间的间距过小，就无法满足桩的最小中心距的规范，尤其是对于锚桩与试桩而言，间距是设计人员相对容易忽视的环节，这样容易影响到试桩结构本身的准确性。如果桩身钢筋笼的长度相比设计标准存在一定的差距，那么像挤土灌注桩来说，其钢筋笼就无法穿越软弱土层的层底，也无法满足桩基提出的基本指标。房屋的高度、宽度超过了规范、规程标准中提出的限定值，在目前
规范标准中对于高度与高宽比限定值所提出的最大规范标准，很多房屋建筑往往不是远远超过了适用高度，就是超出了高宽比的限定值，甚至还会出现个别的房屋建筑两者的限定值均超过的情况。如果在房屋建筑结构设计中，出现了体型复杂程度、高度、高宽比超过了规范保准的高层建筑，在设计上就应当按照超限高层建筑进行。
房屋建筑工程中，板是最主要的承重构件之一，通过板将屋面、楼面的荷载传递给周围的梁或者墙体，但是个别结构设计师为了方便计算或者是没有充分认识到板的受力状态，容易将双向板假定为单向板，使得实际的受力情况计算出来存在很大差异，如此，就会使得一个方向配筋过大，但是另一个方向仅仅是按照标准配筋，这样就会导致配筋不足的现象出现，板就必定会有裂缝的存在。一旦
对楼板的设计出现了问题，就会影响到柱、墙、梁等构件的安全性。如果整个设计无法周全考虑，就很容易出现设计方面的质量问题，从而埋下质量隐患。
3、房屋建筑结构设计的方法措施
3.1 结构平面图
在绘制建筑结构平面布置图，是否需要将结构软件输入其中，并且进行相应的建模。如果抗震设防烈度只有6度，标准规范里面提到：就无需进行截面抗震的有关验算，但是却对抗震措施提出了具体的要求，务必要满足。因此，针对砌体结构，在无需建模时，直接进入设计阶段，就需要在设计阶段上考虑到整体受压或者是局部受压等情况。如果时间方面充足，也可以输入建模，进行相关的演示。最后，一旦抗震设防烈度达到了7 度，甚至是超过了7 度，就必须建模。
3.2 屋顶（ 面） 结构图
如果建筑物属于坡屋面，在结构处理上主要是采取梁板式和折板式两类。梁板式一般是在平面不够规整，屋面脊线的转折过于复杂，板的跨度相对较大的坡屋面之上。而折板式所运用的条件基础与梁板式刚好相反。但是，无论是哪一种形式，都属于偏心受拉构件。在进行板的配筋过程中，在拉力抵抗时需要将部分板负筋拉通或者是全部拉通。如果需要考虑到构造，一般来说，板厚度都不能低
于120 厚度。另外，应存在大样示意图布置在梁板的折角处的钢筋。对于坡屋面的平面画法，一般需要在表示的时候运用剖面示意图加大大样详图的表示方式，这样对于正确地理解施工图纸有着一定的帮助，设计的准确性和绘图的准确性，要求设计人员能够做到了熟于心，这才是关键，此外，结构设计人员还应当掌握相当的空间概念，并且能够正确地理解建筑图纸以及设计意图。如此，才能让施工人员对于设计图纸有一个整体的了解。
3.3 大样详图
如果建筑物的详图不具备任何的错误，就需要以建筑详图作为基础，绘制相应的大样详图，同样，也可以将之前的详图作为基本，在绘制上进行局部的改进。建筑外形也是绘制阶段需要考虑的一项，并且也需要将此作为前提，这样才有利于保持施工的便利。在外形尺寸和标高之上，都需要考虑到与建筑专业之间的协调性、一致性。
3.4 楼梯
楼梯梁的设计，需要考虑到梁下净高应当符合建筑设计要求，梁梯位置应当保证上楼与下楼位置统一。如果出现了局部的不适应，还需要利用折板楼梯。对于折板楼梯上所使用的钢筋，在内折角处将钢筋断开，然后分别做好锚固处理，避免出现应力局部集中。另外，还需要注意梁下的净空与梯板的宽度问题。在进行梯板首段的设计上，还需要添加对沉降方面的考虑，如果情况特色，还需要设
置梯梁。
3.5 基础
基础配筋也不能低于最小配筋率要求。在条基交换的部位设置钢筋需要选择规范的标准图或者是将详图准备得当。另外，不能够对条基交叉处的基底面积进行重复地利用，还是需要考虑到调整基础的宽度。如果出现了局部墙体存在较大的荷载，也需要对基础的宽度加以调整。如果基础图当中，无法明确的定位构造柱，也需要及时调整，明确定位。
4、提升房屋建筑结构设计者的整体素质
对于房屋建筑结构设计者而言，想要完成这一项复杂并且系统化较高的工作，就需要设计者从以下几个方面强化自身的设计能力：第一，强化学习专业结构设计知识，能够在不断地学习中积累理论基础知识，比如，进一步掌握房屋建筑结构设计中的结构平面、大样详图等；第二，在理论知识学习期间，融入人们的实际需要。比如，在选择悬挑梁的梁高时，忽略了验算梁手的绕度。在梁高的选择上，如果偏小，就可能导致梁截面受压区域出现过高的应力，随着时间推移，就可能出现挑梁变形，最终导致梁板出现裂缝；第三，作为新时期下的房屋建筑结构设计者，在欣赏其作品的同时，能够延伸自己的视野，丰富自身灵感，从而在基本的建筑结构设计方法熟练掌握的同时，使其得以延伸。另外，在房屋建筑结构设计中，还需要配合上严肃认真的工作态度与新型的结构设计理念，在自身结构设计水平不断提升后，为社会创造出更多高水准、经济合理的房屋建筑结构形式。
高层建筑结构基础知识范文5
关键词 框架节点；理论；施工技术；高层建筑
Abstract: in the high-rise building construction, frame structure of the node is the hub of the whole structure of the contact, the nodes of the girder and column under various load transfer to work together and complex loading accordingly, node with adequate strength, in order to guarantee the safety and reliability of the structure of the system in this article in view of the framework of the basic theory of node processing technology and the application in construction discusses problems, and puts forward some problems needing attention in the paper through this paper in order to promote the quality of high building construction and improve the construction progress to provide theory support
Keywords: framework node; Theory; Construction technology; High-rise building
中图分类号： TU323.5文献标识码：A 文章编号：
1、框架节点技术处理的基础知识
钢筋混凝土框架节点的受力机理指通过合理的计算假定模式，描述由梁、 板、 柱传来的内力(M， N， V， T)在框架节点核心区的传递和由此产生的各种破坏形式从节点混凝土强度方面看，混凝土强度直接影响框架节点抗剪承载力，对于承受一定荷载的框架节点，混凝土强度越高，则梁、 柱的截面尺寸越小，框架节点核心区混凝土的承剪截面也相应减小，在一定配箍率下，对其抗震性能反而不利 从节点配筋角度看，在框架节点内配置水平封闭箍筋，一方面对框架节点核心区混凝土产生有利约束，增强传递轴向荷载的能力；另一方面承担部分水平剪力，
提高框架节点的抗剪承载力 在水复荷载作用下，框架节点核心混凝土出现交叉斜裂缝后，剪力的传递由斜压杆作用过渡到水平箍筋承担水平分力 柱纵向钢筋承担竖向分力以及平行于斜裂缝的混凝土骨料咬合力所构成的桁架抗剪机制，设置竖向箍筋可承担框架节点剪力的竖向分量，减少混凝土的负担，从而提高框架节点的抗剪承载力，但施工不便 柱纵向钢筋通常按抗弯要求设置，沿柱截面的高度方向，按构造规定也相应配置一定数量的纵向钢筋 这些纵筋与水平箍筋联合对框架节点核心区混凝土形成双向约束。
2、在施工中怎样解决框架节点的问题
梁柱节点随柱、 梁、 板统一浇捣的施工， 不管柱顶留或不留施工缝，均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱等级的混凝土就位，分层振捣，在楼面梁板处留出45 斜面 ，在混凝土初凝前，随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土 ，采用这种方法浇捣楼层柱 、墙板混凝土时，应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝，故宜在柱顶梁底处留设施工缝，梁柱节点只随同楼面统一浇捣的施工， 梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法，给施工带来不便，且容易形成邻接面的冷缝，故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时（10N/mm2），可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣， 但应当指出：此时，梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度，会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足，以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足，所以一般不应采用考虑到梁柱节点区需要处理的都在高层建筑的下部，该区段的柱主筋配筋率一般接近或略大于 1 ，因此根据现场施工技术经验，可将节点区的施工措施归纳如下：当梁板与柱的混凝土强度等级仅相差 5MPa 时，节点区完全可以与楼盖一起浇筑当梁板比柱的混凝土强度等级分别低 10MPa 和 15MPa 时，节点区需增设竖向短筋，其数量分别为柱主筋配筋量的 50 和100当梁板比柱的混凝土强度等级低 20MPa 及 20MPa 以上时，再靠增设节点区竖向短筋来提高其抗压强度是不可行的，其原因一是无法布筋，二是短筋数量太大 此时节点区需采用与柱同等级混凝土单独浇筑，虽然有一定的施工难度且需有较严密的施工组织措施，但所占的分量不是很大，仍可以接受偏心受压计算公式中没有体现节点区各方向水平梁对其提高强度的影响，事实上该影响是存在且有效的，尤其中柱节点通常有两向梁对其约束产生的效果较为显著。
3、、施工中应注意哪些的问题及处理方法
节点配筋构造主要包括节点区的箍筋及受力主筋在节点内的锚固 箍筋对核心区内的混凝土起到约束作用，箍筋间距越小，节点抗剪强度即受剪承载力也越高 节点区内有纵梁 横梁 柱的纵向钢筋三向交叉，且钢筋密集，配置箍筋在施工上有一定的难度， 常用的施工方法是在支完梁板的模板后放入梁的钢筋骨架， 再放节点箍筋， 但是由于钢筋的安装绑扎难度较大，有些施工人员因此经常出现不放或少放箍筋，或箍筋绑扎不牢等问题，直接影响到混凝土结构的抗裂性能， 因此，节点区的箍筋可以考虑先按设计要求制成钢筋笼，套入柱的纵向钢筋，并绑扎或焊接牢固，再放梁的钢筋，以保证构件钢筋的安装质量，特别要注意做好对工人的技术质量交底，严格按施工要求和规范进行安装绑扎在边柱节点上，为了保证钢筋的锚固长度，梁钢筋须弯折插入节点区域，设计人员往往只较重视其最小锚固长度在图纸上作出明确的规定，而忽视了最小水平锚固长度及垂直锚固长度 设计人员应该审视节点细部构造的详图设汁，明确节点处的钢筋布置，避免留下工程质量隐患节点箍筋加密的问题及处理方法。 规范明确规定：框架节点核心区内箍筋量，不应小于柱端加密区的实际配箍量， 这可以提高柱子的承载力 ，避免主筋受剪切弯曲破坏， 可是有些设计， 施工人员对节点箍筋加密的必要性认识不足：设计人员未考虑节点内力分析， 在节点核心区也无明确标注；对于施工人员而言，节点区纵横交叉的钢筋本来就很密集，按正常绑扎钢筋已感困难，要求加密难度更大，在施工图无明确标注的情况下，也就很难按照规范要求进行箍筋安装绑扎。
结束语
随着城市建设的发展，高层建筑越来越多，工程质量越来越受到人们的重视，采用此施工技术，对梁柱节点区的处理，有效地解决了混凝土浇筑的不便，又使施工简便，不但保证工程质量，而且施工进度明显加快。
参考文献
[1]钟善桐，白国良 高层建筑组合结构框架梁柱分析与设计[M] 北京：人
民交通出版社， 2006.
高层建筑结构基础知识范文6
关键词:整体概念设计；概念设计概念设计；近似估算
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
习惯性的传统设计往往给结构工程师造成一种错觉，以为结构设计就是“规范+计算”，甚至在计算机高速发展的今天简化为“规范+一体化计算机结构设计程序”。其结果是让自己充当着一个东拼西凑的计算机程序的操作者和规范条文限制的查对人，在每个项目设计到一定程度时候，都会感觉到一种莫名其妙的劳累，烦躁，甚至反感。这与习惯做概念设计的结构工程师那种老是兴致勃勃的在不断比较，反馈和优化自己的设计，且每当谈起自己所做的设计时的，并已经竖立在大地上的建筑物和构造物是都有一种乐趣恰恰相反，回忆起来总有一种麻木，甚至痛苦的感觉。
先进的设计思想可以通过概念设计充分地展现。一个结构工程师的主要任务是在特定的建筑空间中用整体概念来设计结构的总体方案，并能有意识地利用总结构体系与各基本分体系之间的力学关系，而不仅仅是能精确地计算和分析一个给定的分体系或构件。著名的美国工程院院士林同炎（T.Y.Lin）教授在《结构概念与体系》一书中为改结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例，并反复强调结构概念设计的重要性并给出了下面的表格:
概念设计（Concepts Design）是指一般不经过数值计算，尤其在一些难以做出精确性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系，结构破坏机理，震害，试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施。运用概念性近似估算方法可以在建筑设计的方案阶段迅速，有效地对结构体系进行构思，比较与选择，易于手算。所得方案往往概念清晰，定性准确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
结构设计则是概念设计的逆向过程，其设计是依据概念设计的总体要求、力学和数学的原理由定量（内力、配筋、稳定和变形）过度到定性（规范规定的构造要求）的一个过程。
我们可以对两者的设计过程和要求进行对比见下表：
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内容 ：概念设计 ： 结构设计
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个人经验：需要丰富的实践经验 ：需要扎实的理论基础
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设计过程：先粗后细（确定方案后估算几：先细后粗（计算后按构造要
：何尺寸、估算经济指标）：求设计）
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知识要求：政策、法规、施工技术、建筑：力学、数学、专业知识、规
：经济、应用专业成果：范应用
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设计成果：定性 定量
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主要工作内容：收集分析资料和建筑方案 ：计算和绘制施工图
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影响造价的方法：结构体系优选：优化理论的应用
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影响造价幅度：非常大 ：一般
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决定施工的难度：概念设计决定：影响很小
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设计低质的危害：致命性的整体危害：局部性的不安全
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从对比表中我们可以看出概念设计的重要性，然而现在我们许多设计人员过于理论化，任何情况下首先讲的是计算结果，而忽视结构构造。甚至于一些单位的总工不参与设计的前期概念设计阶段，而只对着计算书审核设计图纸。我们有些新参加工作的同志有时那着书本和计算书与审核人员较劲。特别是现在在我们这个行业神话了计算机的应用，一切按计算结果设计，这是一种不正常的现象。
当然不能强调了概念设计的重要性，就轻视设计过程的计算，没有单根构件的安全就没有整体结构的安全，我说的目的是，在我们的设计工作中概念设计和结构设计同等重要。
强调概念设计的重要，主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。
概念设计之所以重要，还在于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案，为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。
运用概念设计的思想，也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R，以至混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率，结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例，一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，结构刚度越大，地震作用效应越大，配筋越多，刚度越大，地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实，为什么不考虑降低作用效应S呢？目前在抗震设计中，隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层；加设消能支撑（类似于阻尼器的装置）；有的在建筑物顶部装一个“反摆”，地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反，从对建筑物的振动加大阻尼作用，降低加速度，减少建筑物的位移，来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%，并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本，研究成果已经广泛应用于实际工程中，取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制，在工程界还未被广泛地应用。
概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受，并将在结构设计中发挥越来越大的作用。然而现在的高校教学中，往往只重视单独构件和孤立的分体系的力学概念讲解。尤其在专业课教学中，单项计算练习居多，综合练习偏少，并着重体现在考题中，使得相当部分学生养成只知套用公式解题的习惯。而且近年来强调计算机应用教育，比如，毕业设计用结构设计软件计算、出图。但由于计算机设计过程的屏蔽，手算过程训练程度的削弱，造成学生产生一定依赖性,结果综合运用能力下降，整体结构体系概念模糊。这些对于培养具有创造力、未来的工程师是相当不利的。
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用， 使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中，打破建筑结构设计中的墨守成规，充分发挥结构工程师的创新能力，是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。
参考文献
1，构概念和体系 第2版/（美）林同炎，（美）斯多台斯伯利著；高立人等译 –北京 中国建筑工业出版社 1999TU31
2,建筑结构抗震减震与连续倒塌控制/胡庆昌 孙金墀 郑琪 编著—北京中国建筑工业出版社2007TU352.1
