刘洋
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摘要：随着我国经济的高速发展，高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用，在设计时，应将高层建筑上部结构、基础与地基协同考虑。在地震区，凡是地基基础好的，建筑结构所受到的破坏就轻，危害就小，否则就破坏严重。在进行地基基础设计时，除了保证基础本身应具有足够的强度和刚度外，还应考虑地基的强度、稳定性及变形的要求，为使基础设计更合理，应综合考虑上部结构、基础和地基的共同作用。
关键词：结构选型；原则；因素；建议；
引言：高层建筑基础的重要性，表现在基础形式的多样性和影响因素的复杂性。在一些地质条件差的地区，基础的设计与施工涉及面广，它不仅与上部结构和基础本身有关，还与地基土的性质、水文条件、周围环境等因素相关。基础工程在雨季施工时，也会给施工增加很多困难，还会造成一些局部的返工，土建工程拖延工期往往就和基础工程进度有关。因此，选择合理的基础形式对缩短施工工期也是具有重要意义的。
1建筑结构选型的基本原则
在建筑设计中，空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案，即结构选型。结构选型应遵循以下原则。
一是适应建筑功能的要求，对于有些公共建筑，其功能有视听要求，如：体育馆为保证较好的观看视觉效果，比赛大厅内不能设柱，必须采用大跨度结构；大型超市为满足购物的需要，室内空间具有流动性和灵活性，所以应采用框架结构。二是满足建筑造型的需要，对于建筑造型复杂、平面和立面特别不规则的建筑结构选型，要按实际需要在适当部位设置防震缝，形成较多有规则的结构单元。三是充分发挥结构自身的优势，每种结构型式都有各自的特点和不足，有其各自的适用范围，所以要结合建筑设计的具体情况进行结构选型。四是考虑材料和施工的条件，由于材料和施工技术的不同，其结构形式也不同。例如：砌体结构所用材料多为就地取材，施工简单，适用于低层、多层建筑。当钢材供应紧缺或钢材加工、施工技术不完善时，不可大量采用钢结构。五是尽可能降低造价，当几种结构形式都有可能满足建筑设计条件时，经济条件就是决定因素，尽量采用能降低工程造价的结构形式。
2影响基础选型的因素
在一般情况下，高层建筑基础选型时应考虑以下因素的影响：
2.1地质条件的影响。地质条件是影响高层基础选型的一个非常重要因素，虽然建设场地的地质条件在多数情况下是隐蔽的、复杂的和可变的，但目前的工程勘察和技术手段，一般能做到相对的准确。作为设计人员，对提供的地质资料要能够进行准确分析和正确判断，进而能够合理地进行基础设计，并在施工过程中根据具体的地质条件变化修改设计。
2.2上部建筑结构形式的影响。不同的上部结构，对地基不均匀沉降的敏感程度也不相同，对地基不均匀沉降越敏感的上部结构，则应选择刚度较大的基础形式。因此要根据上部结构的不同结构形式(框架、框架剪力墙、剪力墙结构等)选配合理的基础型式。
2.3要根据建筑结构的特点，荷载大小，建筑物层数，高度、跨度大小等因素来选择最佳的基础形式。
2.4高层建筑基础设计应满足建筑物使用上的具体要求。例如要满足人防、地下车库、地下商场等各种建筑类型的具体要求。
2.5高层建筑基础设计还要满足构造的要求。例如箱型基础，要满足埋深、高度，基底平面形心与结构竖向静荷载重心相重合，偏心距、沉降控制等要求。
2.6抗震性能对基础选型的影响。高层建筑对地震作用更加敏感，在地震作用下，基础可能出现过大变形、不均匀沉降和倾覆，所以在基础选型时，一定要充分考虑到地震作用的影响。
2.7周围已有建筑物对基础选型的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆周围已有建筑物对基础选型影响也很大，如与已建建筑物间距过小时，若采用筏型或箱型基础，在深基坑开挖时，是否会对已有建筑物的基础或主体造成局部下沉、开裂等；如基础采用预制桩，打桩时的震动能否造成已有建筑物开裂或女儿墙、雨篷等构件的倾覆、倒塌、坠落等。
2.8施工条件对基础选型的影响。施工队伍素质能否保证施工质量；材料、设备、机具等能否就近购买或租赁；施工期间的气候条件等都是影响基础选型的因素。
2.9工程造价对基础选型的影响。应在满足功能的前提下，选用造价最经济的基础设计方案。
3高层建筑结构选型的建议
3.1竖向承重结构的选型在对竖向承重结构进行选型时，首先考虑的是建筑物的高度和用途。不同结构体系的强度和刚度是不一样的，因而它们适应的高度也不同。一般说来，框架结构适用于高度低、层数少、设防烈度低的情况;框架剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;层数很多或设防烈度较高时，可用筒体结构。
3.2水平承重结构的选型水平承重结构对保证建筑物的整体稳定和传递水平力有重要作用。水平承重结构选型通常有以下几种，平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖。平板体系:平板体系采用单向板或双向板，常用于剪力墙结构或筒体结构。其优点是板底平整，可以不加吊顶，结构高度低，可以降低层高。但当跨度大时，采用平板较困难，一般非预应力平板不宜成过6m，预应力平板不宜超过9m，否则平板厚度过大，楼面重量太大。采用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚。
3.3下部结构的选型高层建筑的基础是高层建筑的重要组成部分。它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。高层建筑基础形式选择的好坏，不但关系到结构的安全，而且对房屋的造价、施工工期等有重大的影响。高层建筑基础形式通常有以下几种:(1)柱下独立基础:适用于层数不多、土质较好的框架结构。当地基为岩石时，可采用地锚将基础锚固在岩石上，锚入长度≥40d。(2)交叉梁基础:即双向为条形基础。适用:层数不多、土质一般的框架、剪力墙、框架－剪力墙结构。(3)片筏基础:适用于层数不多土质较弱或层数较多土质较好时用。(4)桩基础: 适用于上层土质较弱，持力层比较深时用。
3.4对高层建筑桩箱(筏)基础设计的建议
对于高层建筑桩箱(筏)基础，共同作用分析结果表明:由于桩的存在，不但使得箱(筏)基整体内力明显下降，而且底板的基底土反力也会大大减小，箱(筏)基的沉降也明显减小。一般情况下，上部荷载满布，常规设计桩顶反力分布通常是角桩反力最大，边桩次之，内部桩最小。另外，共同作用也会使得上部结构的下面几层边柱(墙)产生较大的次应力。高层建筑桩箱(筏)基础设计时，可采用变刚度布桩的方式，调整桩基的竖向支承刚度，从而调整桩顶反力分布;若考虑利用桩间土分担上部荷载，充分发挥箱(筏)底桩间土的承载力，可适当增加基础中部桩的间距;另外，若上部结构为剪力墙，则桩宜沿剪力墙轴线布置，这样与满堂布桩相比可以大大减小底板的厚度。
4结束语
对于建筑结构设计人员往往不够重视结构设计经济性及其抗震安全性问题，导致同一工程其抗震性能并不优越，而且还带来不必要的造价浪费。通过基于抗震性能对结构优化设计进行探讨，有效地确保结构抗震性能安全的前提下，降低高层建筑的造价成本，有着非常重要的现实意义。
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论文作者:刘洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/20
标签：基础论文; 结构论文; 高层建筑论文; 地基论文; 建筑结构论文; 建筑物论文; 荷载论文; 《防护工程》2018年第4期论文;