前言：中文期刊网精心挑选了高层建筑的地基结构范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
高层建筑的地基结构范文1
关键词：地下室；结构；合理设计
1 概论
随着我国经济的迅猛发展，现今的高层建筑日益增多，在城市工程建设中出现了非常多的地下室和地下车库。将高层建筑的设备用房、地下消防水池和汽车停车位等等设置在地下室，不仅能够充分地发挥地下室的作用，而且又满足了基础埋深的要求，同时地下停车场还可以用作人防地下室，以满足战时需要。因此,在高层建筑的设计中，如何合理地设计地下室的结构这个问题显得异常重要,现简要地探讨地下室在结构设计中常见的几个问题。
2 高层建筑地下室结构的合理设计方案
高层建筑地下室的结构设计主要包括外墙、顶板、底板及基础、出入口坡道、楼梯等,如果是人防地下室,包括人防口部设计。
2.1 荷载
地下室结构荷载包括核爆动荷载(考虑人防)、上部建筑物自重、土压力、水压力及地下室自重等。规范给出了防空地下室不同部位应考虑的荷载组合，结构设计时可依各工程的结构特点，根据规范要求进行荷载组合，地下室各部位参与组合的荷载分别为：
顶板：顶板核爆动荷载标准值，顶板静荷载标准值。
侧墙：竖向：顶板传来的核爆动荷载标准值、静荷载标准值，上部建筑物自重标准值(仅有局部剪力墙部位)；外墙自重标准值：横向：核爆动荷载产生的水平动荷载标准值、土压力、水压力。
内承重墙(柱)：顶板核爆动荷载标准值、静荷载标准值，上部建筑物自重，内承重墙自重标准值。应对比战时所增加的顶板核爆动荷载标准值与平时各楼层的活荷载标准值之和，由大的荷载起控制作用。
基础：底板核爆动荷载标准值，上部建筑物自重标准值，顶板传来静荷载标准值，地下室墙身自重标准值。
防空地下室进行荷载组合时，主要解决核爆动荷载作用下如何确定同时存在的静载问题。
2.2 顶板
地下室顶板是高层建筑上部结构的一个水平约束支座，其刚度越大，对上部结构的约束作用越好。因此，地下室顶板厚度不能太薄，一般取≥160mm。人防地下室顶板厚度还要满足人防要求。
根据(建筑抗震设计规范)GB5001―2001，地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，对楼板厚度、混凝土强度等级、板配筋率、楼层侧向刚度等都有具体要求。且地下室层数不宜少于两层。规范还明确规定，作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构。这意味着高层建筑地下室层数或总深层不仅仅由地基基础埋深决定，还必须考虑上述因素。结构计算时应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算，并应包括地下层。
当出现以下情况时，地下室顶板不应作为上部结构的嵌固部位：
(1)顶板室内外板面标高变化超过梁高范围形成错层，且未采取措施；
(2)顶板为无梁楼盖。
2.3 外墙
地下室外墙计算时应进行弯矩调幅，底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端)、考虑荷载分项系数、有多层地下室时应按多跨连续计算，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样。底板抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这类问题在地下车道中最为典型。车道侧壁为悬臂构件，底板抗弯能力不应小于侧壁底部。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符，车道紧靠地下室外墙时，车道底板位于外墙中部，应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用。以上两种情况中，由于外墙支承条件不同，计算与设计不能与一般外墙相同。当顶板不在同一标高时，应注意外墙上部支座水平力的传递问题。
除垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱)之间外墙板块按双向板计算配筋外(此时框架柱尚应考虑外墙传来的水平荷载作用验算)，其余外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁柱内外侧主筋也应予以适当加强，外墙水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也同此予以适当加强，考虑外墙水平钢筋受力时应注意满足最小配筋率要求。
地下室外墙应进行裂缝宽度计算，裂缝宽度不得大于0.2mm且不得贯通。
2.4 底板
同外墙一样，底板除满足受力要求外，还要满足地下室抗渗、防水要求。因此，地下室底板厚度、配筋不宜太小，底板厚度一般取40cm～60cm，配筋率一般取0.25％。地下室底板标高变化处应根据实际情况设置梁，梁宽不宜小于底板厚度，还应计算板的支座弯矩传递到梁所需的抗扭钢筋。桩箱、桩筏基础的地下室底板也是桩承台，还要满足冲切、剪切、抗弯、局部受压等要求。
2.5 抗浮、抗渗及控制措施
南方地区地下水位一般较高，地下室结构设计中应特别注意只有地下室部分和地面上楼层不多时的抗浮计算，采用桩基时应计算桩的抗拔承载力。板、覆土的自重对结构有利，根据(荷载规范)计算强度时，荷载分项系数应取1.0。计算抗浮时，荷载分项系数应取0.9。地下水位及其变幅是地下室抗浮设计重要依据，实际设计时往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏。实际中，同一整体大面积地下室上往往建有多栋高层和低层建筑，局部上方可能没有建筑，而地下室面积大。形状又不规则，抗浮问题相对比较难处理，须作细致分析。另外，斜坡道也应进行抗浮验算，其与主体连接处应作处理。
地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：① 补偿收缩混凝土。在混凝土中掺入UEA、HEA等微膨胀剂， 以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；②膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿?昆凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝土连续浇注无缝施工。根据工程实践，一般超过60m设置膨胀加强带；③后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用；④提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力。当然，在采取以上措施时，同时要注意混凝土的养护。
2.6 保护层和垫层厚度
按《地下工程防水技术规范》 (GBS0108-2001)要求，地下工程防水混凝土底板混凝土垫层不应小于C15厚度不应小于100mm，软弱土层中厚度不应小于150mm。防水混凝土结构厚度不应小于250mm。地下工程防水混凝土迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。
高层建筑的地基结构范文2
【关键词】大底盘 多塔高层 建筑 结构设计
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
改革开放以来我国的经济得到了迅速的发展，基础设施建设工作在全国范围内展开。各种各样的高层房屋住宅和高层商业建筑也都在大量的修建，由于我国人口数量过于庞大，随着城市化进程的加快，越来越多的人口集中在城市，城市土地价格也大幅增长，所以设计和施工单位不得不想方设法的提高土地的利用率。正是在这样的环境下，越来越多的高层建筑都采用大地下室上建设多栋高层建筑的大底盘多塔高层建筑形式。为了增加整栋建筑的抗震性能，整个地下室一般都不采用分结构缝的方法，将整个大型地下室连成一个整体。但是这样一来就大大增加了设计和施工的难度，地基基础设计中的差异沉降控制、结构整体分析时嵌固端的确定还有超长地下室的防开裂等等问题都是大底盘多塔高层建筑设计过程中需要妥善解决的关键性技术问题。本文作者结合自身丰富的大底盘多塔高层建筑设计经验，对设计过程中的关键技术问题进行了详细的分析，并针对这些问题提出了自己的看法和建议。
一、大底盘多塔高层建筑结构概述
大底盘多塔高层建筑是20世纪末出现的一种结构形式，将各部分不同功能的建筑同建在一个大的空间底盘上，这样底盘上下能创造一个较为宽松的商业空间或共享空间，从而满足了投资者多功能的使用要求，并能获得占地面积小、容积率高等显著的经济效益，大底盘多塔建筑结构从几何构成方面来看，主要包括大底盘和多塔两个组成部分，目前出现的大底盘多塔结构各部分构成主要为：
（一）大底盘
从外形上看,大底盘承托着上部的多塔,但从结构上看,它同塔楼之间的连接关系可以多种多样"一种是底盘和塔楼结构的竖向分布是间断的,并在底盘底部和塔楼的衔接处采用转换层"这种结构形式作为住宅的双塔结构中比较常见,因为这里往往要求大底盘要有大空间,以便可以用作商场或其他公共活动场所"这时大底盘的刚度相对于上部塔楼不会大很多,甚至会更柔"另一种,底盘和塔楼结构的竖向分布比较连续"这时上部塔楼的主要竖向构件并没有在底盘处中断,而是通过底盘一直延续到基础"除了塔楼延续下来的那部分结构外,大底盘其他部分结构形式往往为空间框架"这时底盘的刚度相对于上部塔楼是比较大的,应该说,这对结构有利,但往往也会影响到底盘空间的建筑布置"
（二）塔楼
正如单体结构按材料分为钢筋混凝土结构,钢结构,钢一钢筋混凝土组合结构一样,塔楼常采用的结构形式基本上是框架结构!剪力墙结构!框筒结构!筒体结构等等,并且可以概括地分为剪切型!弯曲型和弯剪型"对于多塔结构,塔楼之间的异同,即对称与否或非对称程度如何对结构性能有主要影响.如果两塔楼在刚度!质量分布上是完全一致的,那么称两塔楼是对称的,否则就是非对称的"非对称的形式可以是多种多样,如两塔楼有相同的结构形式,但高度不同;或高度相同但两者采用了不同的结构形式"从静力分析的角度,对称与否主要看结构的刚度;而从动力分析的角度,对称与否主要看结构的频率与阻尼"大底盘多塔结构根据底盘和塔楼平面布置!高度!刚度和质量分布大致可分为以下几种类型:对称双塔结构!非对称双塔结构!对称多塔结构(三个及三个以上塔楼)和非对称多塔结构"非对称结构又分为塔楼不对称结构!塔楼和底盘均不对称结构"
二、设计中的差异沉降控制
土体是一种非弹性匀质扩散体，大底盘多塔楼结构主楼的荷载传递于相邻处基础，以塔楼区域为中心，通过基础沿径向向外扩散，但扩散范围有限，传递的数值自一跨外明显降低。在高层建筑、地基与基础的相互作用下，由于基础对高层建筑荷载的扩散作用，存在一个以塔楼为中心的共同作用有效范围。以各塔楼下面一定范围的区域为沉降中心，基础沉降变形各自沿径向向外衰减，并在共同的影响范围内相互叠加；地基反力也是以各塔楼下面某一区域为中心，通过塔楼的裙房基础沿径向向外扩散，并在共同的荷载扩散范围内相互叠加。
当需要减薄裙房筏板厚度以节省材料时，或者设置后浇带以调节基础筏板变形时，变截面位置或后浇带位置应设在有效共同作用范围外，通常将该范围界定在主楼沿周边扩一跨外。大底盘多塔楼结构由于高层主楼与裙房或地下车库的基础连接成整体时，相互间的差异沉降是关系到结构安全的关键性问题。高层建筑混凝土结构技术规程规定：高层建筑的基础和与其相连的裙房基础，当不设沉降缝时，应采取有效措施减少差异沉降及其影响。
针对工程具体情况，如高层主楼和裙房或地下车库基础均采用桩基时，则按照变形调整原则或承载力计算确定各自桩的直径、长度和数量，通过调整尽量使主楼和裙房的沉降一致，减小其差异沉降值;如高层主楼采用桩基，裙房或地下车库可采取满堂基础的天然地基，使其与主楼沉降值接近。在上海及周边软土地区，高层建筑一般采用桩基，沉降计算值一般在7~ 15 cm之间；而单层地下室，尽管顶板以上有一定量的覆土，在正常使用工况下一般仍为抗浮设计，对应于荷载效应准永久组合时基础地面的附加压力较小并可能为负值，也就是说基本不产生沉降。即使考虑土体沉降变化的连续性，由于高层与单层地下室两者之间上部荷载的悬殊，较大的沉降差在所难免。
三、超长地下室防裂设计
大多数的大底盘地下室不设置永久性沉降缝或伸缩缝，地下室的平面长度和宽度超过100m甚至200m以上，远远超过伸缩缝最大间距。对此结构设计中还必须考虑超长地下室的基础及地下室外墙的防裂问题。
工程实践证明，留缝与否并不是决定结构变形开裂与否的唯一条件，混凝土裂缝产生的原因与许多因素有关，以下对超长地下室控制混凝土裂缝的措施应同时采用：( 1)混凝土强度等级不宜太高，在满足承载力和防水要求条件下，宜在C25~ C35 强度之间；选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥时，严格控制砂石骨料含泥量和级配，控制降温和加强养护，为减少混凝土硬化过程中的收缩应力。( 2) 设置施工后浇带以释放基础在混凝土硬化过程中的收缩应力，沿基础长度每间隔20m到40m留一道伸缩后浇带，与沉降后浇带搭配设计，带宽800 ~ 1 000mm，
宜设在柱距三等分的中间范围内，梁、板钢筋贯通不断。在后浇带部位加设附加钢筋的做法没有必要，因为后浇带再附加水平钢筋反而达不到采用后浇带释放混凝土收缩应力的目的。伸缩后浇带应在两侧混凝土浇灌的两个月后，且上一层结构的混凝土浇灌一个月后，再采用比底板混凝土设计强度等级提高一级的补偿收缩混凝土进行灌填，并加强养护。( 3)大体积基础底板混凝土，采取分层浇注，阶梯式推进，每层混凝土在初凝前完成上层浇注。( 4)采用膨胀剂配制混凝土，利用膨胀剂的补偿收缩功能解决混凝土硬化过程中的收缩开裂。( 5)地下室墙板优先采用变形钢筋, 配筋应细而密，网片钢筋间距应小于150mm，分布应均匀，对水平断面较大变化处，宜增设抗裂钢筋。
四、结语：
城市化进程的加快，使越来越多的人口集中到城市，庞大的人口和有限而昂贵的土地价格都使得高层建筑越来越普遍的出现，为了满足业主和投资者关于提高土地利用率，建筑多功能化，控制造价等要求，大底盘多塔高层建筑相继出现在全国的绝大多数城市。但是这种结构形式的建筑对设计单位和施工方提出了很高的要求，尤其是设计单位，需要克服诸多的关键性技术难题，尤其是大底盘多塔高层建筑设计过程中的地基沉降差异控制盒超长地下室防裂设计。
【参考文献】
高层建筑的地基结构范文3
关键词：高层建筑结构设计 地下室嵌固作用
Abstract: with the rapid development ofChina'ssociety and economic ,we pay more and more attention to about high-rise building structural design of embedded in the basement solid role. In the construction of high-rise buildings, high-rise building, part carries a relatively large load, foundation embedment depth is relatively deep. In this way, the basement embedment effect may have a direct impact on the usage and control of construction costs of the building late. Therefore, it is necessary to conduct research and analysis on the basement embedment completed only good understanding and analysis of work to be able to improve the basement-mounted technology to ensure the quality of high-rise buildings.
Keywords: high building structure; basement; Embedded solid role
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一.前言
我国城市化的进程在不断推进，城市的土地资源也开始日渐紧缺，城市的高层建筑也越来越多。而由于建筑本身的结构与功能的需要，大部分都设置有地下室。高层建筑是一个完整承载力体系，主要由上部结构和地下室两部分组成，两者在同一个位移场，之间互相协调变形。结构一定程度受到地下室外的回填土的约束作用，仅受到水平位移约束，并没有对竖向位移和竖向转动限制。由于这些原因，在进行在高层建筑设计时，对结构分析计算之前一定首先明确结构嵌固端的所处位置，因为它除了对结构中某些构件内力分配的准确性具有直接作用，还对结构产生侧移的真实性和结构局部的经济性具有很大影响，本文主要探讨了结构嵌固端的选取等技术问题。二.地下室对上部结构嵌固作用的分析方法
在进行建筑结构设计时，地下层模型设计需要考虑的一些问题是：地下室的实际所能承受的重量即刚度问题；如何更好的反映地下室回填土的约束作用；如何对基础作用进行考虑分析。目前，在设计建筑上部结构时，基础的作用通常不在考虑范围内。一般是在施工时进行模拟荷载时才考虑。为了使地下室的刚度更加合理，我们采取的方法建模时上部结构和地下室一起设计。针对地下室回填土约束作用的分析方法，近年来，理论研究较多，获得了一定的研究成果。 先行主要两种：有弹簧刚度法和嵌固水平位移法。
1.弹簧刚度法
把地下室和建筑上部结构整体一起考虑，嵌固部位一般设置在基础底板处，而且在每层地下室的楼板处导入水平弹簧刚度，水平弹簧刚度的大小与回填土对地下室约束作用的强弱相关。在设计中，我们采用satwe有限元软件计算分析结构。软件中的参数“回填土对地下室作用的相对刚度比”，实际上就是回填土的约束刚度与地下室抗侧移刚度的比例。这个值如果为零，那么表示不考虑回填土的约束作用；如果取值范围在l～5之间，表示考虑回填土的约束作用，取值与约束作用强度成正比；假如取值是负值，表示地下室有嵌固部位，在其下部的各层没有水平位移。
2.嵌固水平位移法
要把上部的结构和地下室的结构看成一个完整的体系来分析，嵌固的位置要在基础的底板的地方，还要根据具体的结构和临近的楼层不同侧向的刚度的比较，更好的做好位置的选择，便于限定水平的位移为零。计算楼层侧向刚度的方法主要有剪切刚度、剪弯刚度以及楼层剪力与层间位移的比值三种。这三种方法含义不一样，计算结果差别也比较大。在设计方案时，地下室侧向刚度比一般用剪切刚度比；设计施工图时，采用楼层剪力与层间位移的比值计算。侧向刚度的计算主要有三种方法：
(一)地震剪力与地震层间位移比。是一种与外力有关的计算方法。根据相关要求中，不仅包括地震力量导致产生的位移，还包括作用在该楼层的倾覆力矩产生的位移以及因为下一层的楼层移动导致的本层产生的位移。
(二)剪弯刚度。所谓剪弯刚度就是单位力作用下的层间位移角，因此其刚度比同样是层间位移角之比。它考虑了剪切变形影响弯曲变形，但并没有考虑上下层对本层的影响。
(三)剪切刚度。该计算方法主要是剪切面积和相应层高的比，其大小受结构竖向构件的剪切面积和层高影响。剪切刚度未对带支撑的结构体系和剪力墙洞口高度变化时所产生的影响进行考虑。三. 结构软件对地下室结构的处理方法
主要采取以下三种方法处理嵌固端的选取问题：1.把地下室底板作为嵌固端，取相对刚度比为0，这种方法没有考虑到地下土体对地下室的侧面嵌固作用，会增加结构计算高度，同时计算模型和实际情况的误差会较大，实际情况我们一般不采用这种方式。2.把地下室底板作为嵌固端，取相对刚度比在2～4之间，通常情况下取3，这种方法考虑了地下室外的土压力的影响，但是由于土对地下室的约束作用的影响非常复杂，导致难以确定具体有多大的约束作用，虽然这种方法不是很精确，但是比方法一稍微好一些，目前这种方法在工程行业应用得比较广泛。3.取地下室嵌固端在地下室顶板处。把地下室结构与上部结构分开计算，或者整体计算，相对刚度取大于5，这种方法地下室相对于水平位移和竖向位移完全被嵌固，会造成结构的刚度增加，从而与实际情况出现差别。四.地下室顶板作为上部结构嵌固部位的要求
嵌固端的选取虽然非常重要，但是在嵌固端选定后，如何确保其成为真正的嵌固端也是设计人员面临的重要问题。根据建筑的抗震相关设计规范的有关规定，高层建筑的地下室，在满足了一定的条件之下，地下室的顶板能够作为高层建筑的上部结构的嵌固端。在进行地下室高层建筑嵌固位置的确定时，需要特别注意以下几点：
1.地下一层结构的侧向刚度，规范中要求其比例不能小于2，但高层建筑的地下室嵌固部位，在满足一定条件后，其与相邻上部结构的侧向刚度比可以为1.48。其中，结构层的侧向刚度可以近似按照等效的剪切刚度来计算：
2.还应特别注意其中侧向刚度需达到两倍这一要求，这可以将其理解成满足有效数字的2倍，也就是说，地下室结构楼层的侧向刚度应大于或等于相邻的上部楼层的侧向刚度的2倍。同时还应该注意，地下室的结构楼层的侧向刚度是指结构本身的刚度，地下室的外墙约束的作用不在此考虑之内。
3.需选用现浇梁板的结构，它的楼板厚度不能小于180毫米，混凝土的强度等级应当不低于C30；配筋必须采用双向双层的方式，同时对配筋和楼板的厚度以及楼盖的结构形式要提出详细的要求。而相对于梁板的结构来说，无梁的楼盖结构，其平面外的刚度很小，很难满足刚性楼板的假定基本要求，所以，地下室的顶板，其主楼的范围和与其相连的裙房地下室的顶板相应范围，应当采取浇梁板的结构。没有地上结构地下室顶板的其他位置，可以采取无梁的楼盖结构。
4.当建筑的地下室是单层的时候，其结构的嵌固端应为基础底板。这样就能够将基础的“无限刚”的假定充分利用，也能为第一层楼面的造型灵活创造有利的条件，即使有大的改动存在于首层的楼面，或者采取无梁的楼盖，这些都不会对计算的准确性产生影响。但是，当地下室被作为级别较高的抗爆防空的地下室时，它的墙体和顶板一般具备当做结构的嵌固端的刚度，这时，就可以把它当做上部结构的嵌固端来利用。
5.当嵌固于地下室的顶板无法满足相关要求时，可以按照嵌固于基础的顶部进行设计。而B级高度的高层建筑不应该嵌固于基础的顶部，并且在进行地下室结构设计时，可以不用考虑到地下室结构的水平地震作用的降低系数。
五.结语
随着科技与经济的飞速发展，我国城市化的进程在不断推进，城市的土地资源也开始日渐紧缺，城市的建筑与交通向地下发展这一趋势有着其必然性。而由于建筑本身的结构与功能的需要，大部分都设置有地下室。高层建筑上部分所受负荷较大，基础设埋较深，因此地下室的嵌固作用就显得相当重要，对整个建筑的质量以及安全问题有直接影响，所以设计好地下室的嵌固结构尤为重要，正是由于其内部结构比较复杂以及依旧存在一些问题，所以结构的设置更值得人们探讨研究，想要采取更适当的措施，确保了建筑质量经济以及最终的安全，只有优化结构设计，准确计算分析嵌固结构模型。
参考文献：
[1]陈璋.高层建筑地下室结构设计常见问题分析[J].中国高新技术企业，2009，(12)
高层建筑的地基结构范文4
【关键词】地下室；高层建筑；嵌固端[Abstract] Along with the rapid development of the socialist modernization construction, the construction industry suddenly rise, one branch alone beautiful, especially the development of high-rise buildings can not be underestimated, as seen in most high-rise building with basement, some even with several layers of the basement, in high-rise building structures, the basement roof is a layer of the calculation of the upper structure and the basement can be used as the upper structure of the embedded end this problem, so far in our country is not related to the provisions. But high-rise building structural fixed ends tend to affect the basement seismic grade, with shear wall structure at the bottom layer is determined to strengthen, and the basement roof is the upper structure of the fixed end, affects not only how to choose reasonable structural calculation assumption, but also are the implementation of structural measures. From this point of view, fixed end selection is a problem that can not be ignored with the basement of high-rise building structure settlement model, which has a certain influence on the construction, so the correct choice of structural fixed ends is a necessary link in the overall design to guarantee safe and proper.
[keyword] basement; high-rise building; fixed end
中图分类号：TU973 文献标识码A 文章编号
【引文】现如今，建筑物对土地的利用效果逐渐明朗,这对耕地结构十分不合理的我国来说有着一定的影响。通过对地基承载力和结构稳定等多方面的思量，很多建筑设计者都会在高层建筑之下设计出一个地下室，一般来说，地下室结构的尺寸和侧向刚度与上部结构相比，前者应大于后者。而带地下室的高层建筑结构计算模式中，一个重要的假定就是嵌固端的位置要依据现实工程设计中的需要来确定，它关系着整体结构中某些构件内力分配的准确性，也影响着结构局部的经济效益，因此有必要对结构嵌固端的选择问题作出必要研究。
1、带地下室建筑的嵌固端选择条件
带有地下室的高层建筑物，应该将上部结构的嵌固部位设置在地下室的顶板上，但是对地下室也有要求，应满足以下几点：（1）地下室顶板标高和地下室外面地坪的高度不可相差太大，通常情况下，二者之间的差距应该大大小于这一层的层高，半地下室是一种特殊的情况，而首层楼面一般不能成为结构嵌固端。（2）高层建筑物下的地下室一定要承受住上层建筑物的区服还有地下室自身的地震效果，因为这一点，地下室的楼层剪切刚度不可小于相邻上部结构楼层剪切刚度的两倍。并且地下室的侧面墙壁要有一定的倾侧限度，这也是半地下室顶板不能成为结构嵌固端的一个原因。（3）楼面的框梁要坚韧抗弯，就是说地下室顶板梁柱节点的左右梁端截面实际受弯承载力之和不能比上下柱端承载力之和小，尤其是在高层建筑中，因为第一层的柱截面通常比框架梁的截面大，因此尽管刻意增大框架梁截面并增强抗弯钢筋用量。（4）地下室不可以设计成无梁楼盖，其顶板结构应当设计为梁板体系，并且这一层楼面不可带有大孔洞，地下室结构的顶板和地下室各层楼板应该有足够平面内整体刚度和承受能力，足以将上部结构的地震力牵引到地下室的抗侧力构件上，所以说正确标准的楼板一定要低于180mm，各个方向每层配筋率要高于0.25%。
总的来说，强度嵌固是指地下室结构和地下室以外回填土的刚度达到限制结构水平移动的能力，并且柱的塑性铰出现在地上那一层的下方，而不是出现在梁柱节点两侧的梁上。对于一般的高层建筑来说，上半部分建筑的支撑点在地下室当中，而地下室又坐落在地盘之中，如果发生地震，那么地下室就会随着地基一起振动，单凭这一点，就要求地下室的设计一定要合理妥当，地基的建造业要符合标准，如果各方面都做的到位，那么面对地震，地下室就不会产生滑移和倾覆，这个问题及其处理方法可以这样理解：地下室和地盘之间字力的作用之下不存在相互运动，所以它对地震的反应很小。在上述建筑工程之中，我们就可以把地下室的顶板用来做成建筑物上部的嵌固端，但是这样设计也要满足相应的条件，譬如说，地下室和相邻界面的上部侧向刚度之间的比例务必要满足要求，整个地下室应该存在和地下室顶板相连的封闭外墙。并且地下室应当在建筑内部结构两个主方向的一个方向添加土，以便于产生良好的束缚力，在另一侧没有土约束的方位，即可适当增加该方向地下室结构的侧向刚度。
2、关于该结构嵌固端的问题分析
2.1 房屋计算高度
在前文的大背景下，地下室顶板可否用来做上层建筑的嵌固端，影响到结构的计算假定和相关构造措施的选取。目前，我国现行规范中没有对高层建筑地下室及其室外房屋高度做出相关定义。房屋高度的计算和考量，其目的主要是判断高层建筑类型和抗震等级，对于带地下室的高层建筑，其建筑物的高度要从整体结构的优化协调方面来设计。
2.2 与嵌固端相关的技术问题
如果高层建筑仅仅设置单层地下室，并且底板是天然地基筏板基础或者桩一筏基础时，常常选用基础底板而不是首层来做结构嵌固端，这样做有助于利用好基础的无限刚度，进而为首层楼面的灵活结构选型创造了一定的环境，即便是首层楼面留有大孔洞，或者选用无梁楼盖结构，这些都不会阻碍到结构计算最终的正确性。另外，按照常规，地下室首层的抗震能力与上层结构要协调，按照这种设计，就不会造成整体造价的提升，反而会带来一定的经济效益，尽管很多一层地下室的底板是以桩为基础的结构，这样的设计极其普通，但通常情况下依旧采用底板处为结构嵌固端，美中不足的是，地下室作为抗爆级别很高的防控地下室时，它的顶板一般是具有作为结构嵌固端的刚度，所以说可以采取它来做成上部结构的嵌固端。
2.3 地下室外墙的设计
部分地下室外墙同时承载着平面和平面外部的荷载，就是说地下室外墙作为挡土墙和抗震剪力墙，它参与到机构受力中，并且这样的地下室外墙高度与宽度之比不太合理，针对这种情况有必要采取一定的措施来予以避免。由于地下室不可开设洞口，还有避免“矮墙效应”，这就需要通过在外墙开竖缝的方式来解决，与此同时还要做好地下室的防水防洪措施。并且墙板的支座只有条形地基梁，当地下室顶板未浇筑且达到强度前，墙侧面土不得回填；若顶板完成并回填土后，墙侧向挡土的弯矩较大时应该加大墙厚，并允许地下部分的纵向分布筋放置在外排，而主要部分所承载的竖向荷载和地震作用，在计算的时候也可以不必考虑土压力。
2.4 剪力墙底部加强部位
在剪力墙底部的合理高度，提高其承载能力并且加强抗震构造之类的活动就是所谓的剪力墙底部加强部位。加强部位高度应为2层高和1/10的层高中的大值，在加强部位及其上一层，应设置约束边缘构件（满足一定要求可以不设置），并且墙厚在加强部位也有规定。如果地下室在两层或两层以上，那么一般可以按照构造边缘构件要求设计。如果地下室一层顶板不能作为上部结构的嵌固端，那么地下一层底板处可基本满足。
【小结】本文详细介绍了带地下室的高层建筑结构嵌固端的选择以及相关问题，并且比较了多种类型地下室嵌固端的作用和特点，针对特殊情况又做了一定的分析。带有地下室的建筑中，无论是选择哪个部位作为结构的嵌固端，都可以利用相关数据算出科学的结果，但是建筑人员更希望通过计算结果来真实地反映结构的实际情况是否合理，为了达到这个效果结构计算时很有必要输入正确的参数和数据，这关系着整个工程的实施，而嵌固端的确定对计算结果有着重大影响。因此工程师要充分注意其结构嵌固端的确定，从细节做起，在嵌固端确定了之后要在实施过程中使其成为真正的嵌固端，当然，在这方面还有很多问题有待于探究和完善，是结构设计人员不可忽视的环节。
【参考文献】
范瑜．浅谈地下室设计中的儿类常见问题及对策措施[J]．工程与建设。2006，20(6)：758—760．
高层建筑的地基结构范文5
关键词：高层建筑；地下室；基坑；支护结构
高层建筑地下室基坑的支护工作时高层建筑地下工程的重要组成部分，与高层建筑的整体工程质量密切相关，做好高层建筑地下室基坑支护的监理工作，对保证高层建筑的质量安全起着极其重要的作用。
一、高层建筑地下室基坑支护结构的作用
随着城市化速度的不断加快，土地资源紧缺问题引也日益凸显，由于高层建筑具有较高的空间利用率，能够明显的缓解城市人口增长带来的压力，因而在我国的城市建设中占据了重要的地位。但是高层建筑的整体高度远远大于普通的建筑物，内部受力情况较为复杂，给高层建筑的设计与施工带来的很大的挑战，想要有效的保证高层建筑的使用安全，坚实的基坑支护是不可或缺的。
高层建筑的地下室是高层建筑结构的重要组成部分，是保证高层建筑结构稳定的基础，当建筑物的地上部分较高时，加深建筑的地下结构能够有效的调节建筑物的重心，确保建筑物的使用安全。通常情况下，高层建筑地下室的深度与建筑物的高度程正比。由于高层建筑的地下室建设属于福高空作业，不仅作业面积有限、施工难度较大，还具有一定的危险性。通过合理的调整地下室基坑的支护结构，能够明显的增加地下室基坑结构稳定性，降低高层建筑地下室基坑施工的危险系数，防止高层建筑施工现场周边的设施发生沉陷，从而确保高层建筑地下室施工环节的顺利进行。因此，做好地下室基坑的支护工作，是提高高层建筑地下是基坑施工质量，保证高层建筑地下室基坑施工安全的关键。
二、高层建筑地下室基坑支护监理的的内容
1.对相关文件进行审查
在进行高层建筑地下基坑支护施工之前，应当预先检查施工方案的审批情况，确保支护方案已经过严格的审批，内容合理、手续齐全。同时，要仔细检查支护施工方案的设计内容，具体包括施工现场给排水设施的设计、地表水与地下水的控制工艺、防护设施施工的工艺流程、人员与设备的配备情况、设备维修管理记录、不同条件下施工采取的技术方案以及特殊工艺的技术措施等。只有保证基坑支护的设计方案清楚完备，才能够降低施工过程中发生问题的可能性，从根本上保障工程的施工质量与施工安全，对基坑支护工程的顺利展开有着重要的意义。而对于基坑土方开挖的方案，则应重点审查其中对支护结构的保护措施、土方开挖的平面流向以及坡道的处理工作等，确保土方开挖的顺利进行。
2.对施工过程进行监理
首先，需要确保排桩施工的工程质量。在对灌注桩的排桩进行施工时，应当遵循隔桩施工的施工顺序，确保每一个桩体均能够得到充分的养护，减少不同桩体之间的相互影响，并在灌注之后的24h对其进行临桩成孔操作。当排桩需要承受竖向荷载时，应当确保桩底沉渣的厚度在200mm以内，而如果排桩需要作为承重结构，则其桩底沉渣的厚度应当按照相关的技术规范加以严格控制，确保工程的使用安全。在进行非均匀配筋桩的施工时，应当注意保持钢筋笼在吊装与埋设的过程中，安装方向始终与设计的方向相吻合，以提高结构的整体性与稳定性。在对冠梁进行施工前，需要对支护柱进行清理，确保支护柱顶部不存在浮浆，且桩顶预留的钢筋长度符合工程的设计标准。在排桩锚固段的强度达到设计强度的75%之后，便可对其进行锚固，在确定锚固顺序时，需要重点考虑相邻锚杆之间的影响，合理的确定锚杆的张拉顺序，确保工程的顺利进行。
其次，在土钉墙的施工阶段，需要严格的掌握施工的节奏，待上层土钉注浆体以及混凝土结构达到设计强度的70%之后，方可进行下一步的土方开挖工作，分段分层的实施基坑开挖与下层的土钉施工。在使用机械进行基坑开挖的同时，需要通过人工对坡面进行修整，保证坡面的平整度达到设计要求，在使用混凝土对坡面进行喷射前，应将坡面的浮土清理干净，确保混凝土与坡面结合紧密，从而对坡面起到良好的保护作用。土钉钢筋的位置应处于孔内的中央，钢筋网的搭接长度不得小于300mm，且与坡面之间的距离需要保持在30mm以上。在进行注浆的过程中，注浆管的位置应当处于距离孔底250―500mm之间的区域，并于孔口处加设排气管与止浆塞，防止因孔内气体无法及时排出而使灌注受到阻碍，影响灌注的质量。在土钉墙施工的喷射环节，需要按照自上而下的顺序进行施工，并合理的划分喷射的区域，以提高工作效率，保证施工质量。通常情况下，一次喷射厚度应控制在40―70mm之间为宜。喷射完毕的混凝土在经历2h的凝固后，需要喷水进行养护，正常条件下的养护时间一般在3―7d左右，如果施工管径较为恶劣，还可以适当延长养护的时间。
最后，需要保证土方开挖环节的施工中质量。在进行土方开挖前，应当对机械设备进行细致的检查，确保设备的型号种类均符合施工的要求，且经过良好的保养，运行状态正常，不存在带病作业的现象。实施土方开挖的过程中，需要保证作业的位置严格按照设计的要求来选定，并采取必要的保护措施，以避免周围的给排水管道、输电线路、煤气管道以及通信设施等受到工程建设的影响。此外，还应做好施工现场的排水工作，防止降水以及地下水对工程质量造成不良影响。
3.对基坑支护结构的验收
基坑支护结构验收的内容可以分为两类，包括对锚杆与土钉墙的验收以及对排桩的验收。在对锚杆和土钉墙进行监理验收时，需要将竣工图与设计图进行详细的对比，并认真核实相应的施工记录，保证施工的位置、钻杆的尺寸与角度、注浆技术的选用、喷锚墙面的厚度等，均符合设计的要求，并详细调查该结构的强度与锁定力的测试报告，确保工程的质量符合相关的标准。通常情况下，进行锚杆锁定力测试时，接受测试的锚杆数量应达到锚杆总数的5%，土钉数量则不得少于总数的1%，且二者接受测试的最低数量均不得低于3根。只有当二者承载力的平均值大于设计要求，且最小值在设计的90%以上时，才能够视为测量合格。钻孔的斜度则应控制在±2°之间，土钉墙厚度需要达到设计厚度的80%以上，且不小于50mm。
在对排桩的施工质量进行监理验收时，要严格核对排桩的竣工图、桩体混凝土质量检测报告、施工材料的质量检测报告以及排桩的施工记录等相关资料，充分掌握排桩施工的各项信息，并使用低应变动法对排桩的完整性进行检测，抽检样品的数目不得低于排桩总数的10%，数量保证在5根以上。如果在检测过程中发现可能会影响桩水平荷载承受力的质量缺陷时，需要通过钻芯法进行二次检测，以便进一步确定问题产生的原因和所在的位置，并及时采取恰当的补救措施，保证工程的质量。
总结：
高层建筑地下室基坑的支护结构直接影响着高层建筑的工程质量，做好高层建筑地下室基坑支护的建立工作，能够有效的保证该施工环节的工程质量，避免为高层建筑的建设留下安全隐患，对工程的顺利进行起到了积极的推动作用。
参考文献：
[1]周煦.高层建筑地下室基坑支护工程结构设计与施工处理[J].中外建筑，2008，(5)
[2]赵慧君，肖金刚.高层建筑地下室基坑支护工程结构设计与施工监理[J].科技风，2010，(15)
[3]朱忠明.高层建筑地下室深基坑支护监理[J].中国高新技术企业，2009，(22)
高层建筑的地基结构范文6
关键词：高层建筑；地下室结构设计；结构平面设计；抗震设计
Abstract: with the rapid development of the high-rise building, the construction equipment room, underground fire pools and multi-function car parking Spaces are used in the basement, so in high-rise building design, the basement structure design difficulties of various, is of great significance. This paper analyzes the structural design of the difficulties in the basement, and accordingly put forward the optimized design scheme.
At urban land resources in short supply, architecture and city traffic has gradually to the trend of the development of the underground. However, because of its function and structure building itself needs, mostly set in the basement. With the construction of the layer of rising underground structure has multi-layer development, the structure design, construction and waterproof has increasingly become the focus of construction engineering. Because of the basement project construction environment, concealment, involving large special types of more complex, construction, also easy to appear quality problem, so for design and construction of a certain special requirements.
Keywords: high building; The basement structure design; Structure design, Seismic design
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
一、地下室结构设计难点概述 地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为：（1）结构平面设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计。 二、建筑工程地下室结构优化设计 （一）结构平面设计 在高层建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长依靠设置后浇带的方法难以解决，设计人员应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若高层建筑采光通风井位置设计不当，例如在侧壁外作附加通长采光井，而采光井外壁又不能与地下室顶板整体连接，会造成地下室保证结构稳定功能的丧失，不能有效地将上部的地震及风力作用传至侧壁及地面，不能满足高层建筑的埋深要求。 （二）抗震设计 一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：多层建筑中半地下室埋深不够，房屋层数包括半地下室层已达8层，层数和总高度超过要求，违反GB50011-2001第7.1.2条。地下室顶板为上部结构嵌固端，地下室一层抗震等级定为三级，而上部结构为二级，按GB50011-2001第6.1.3条地下室也应为二级。 若地下室设计不当，对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点，一般来讲，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计算其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，应采取一定的措施进行处理，否则不应作为上部结构的部位。相关规范明确规定，作为上部结构部位的地下室楼层的顶楼，盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构的部位。结构计算应向下计算至满足要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上计算，并应包括地下层。
（三）地下室抗浮、抗渗设计 一般来讲，此类设计常见问题为：地下水位未按勘察报告确定，或勘察报告未提供计算浮力的地下水位及其变幅，违反了GB50007-2002第3.0.2条；斜坡道未进行抗浮验算，斜坡道与主体分缝处未作处理；抗浮验算不满足要求，不符合GB50009-2001第3.2.5条等。 地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建筑，此类抗浮问题相对难以处理，须作细致分析后再进行处理。
地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：（1）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；（2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工；（3）后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用；（4）提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设置一道水平暗梁抵抗拉力。当然，在采取以上措施时，同时要注意混凝土的养护。
（四）外墙结构设计
地下室的外墙是结构设计的重点，应按水、土压力验算，在设计时应注意以下要求：（1）荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重，水平荷载包括地面荷载、侧向土压力和人防等效静荷载。在实际工程设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋；（2）静止土压力系数。静止土压力宜由试验确定，当不具备试验条件时，砂土可取0.34～0.45，粘性土可取0.5～0.7；（3）地下室外墙的配筋计算。实际设计时，在外墙的配筋计算中，对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。
因此，在计算地下室外墙的配筋时，对于垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块，如高层建筑外框架柱之间，按双向板计算配筋为宜，其余的宜按竖向单向板计算。对竖向荷载较小的外墙扶壁柱，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的大小，适当地配以外侧附加短水平负筋加强，外墙转角处也应适当加强。地下室外墙计算时底部为固定支座（即底板作为外墙的嵌固端），侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等，底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力，其厚度应与配筋量相匹配。这种情况在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的抗弯能力。
