摘要：随着我国城市化进程的不断推进，住宅的建设也逐渐向着高层住宅建筑形式发展。而作为高层住宅建筑的基础部分，其基础结构设计对于高层住宅建筑设计本身有着重要的影响。作为建筑设计人员，必须把握高层住宅建筑基础结构设计的要点与相应受力的计算方式，才能对于基础结构设计的基本内容产生深入了解，确保基础结构设计工作的顺利进行，提升设计方案的总体质量。本文作者根据自身对于高层住宅建筑基础结构设计研究多年的实际经验，对于高层住宅建筑基础结构设计的方法与要点展开了深入的分析，并根据实际情况，给出设计的实际内容与方案，希望能对我国高层住宅建筑设计行业起到一定的启发作用。
关键词：高层住宅建筑；基础结构；设计
引言：
在进行高层住宅建筑基础结构设计分析时，应该从高层住宅建筑基础结构设计的总体指标控制入手，进行高层住宅建筑基础结构设计的总体分析，并从独立基础设计荷载取值问题角度进行深入的论述，找到配筋及构造的原则和设计方法，进而提升高层住宅建筑基础结构设计的科学性与合理性，促进高层住宅建筑设计质量与设计效率的不断提升，推动我国高层住宅建筑设计行业的深入发展。
一、高层住宅建筑基础结构设计的总体指标控制
高层住宅建筑基础结构设计之中，对于结构抗震设计是否可行的主要依据在于风荷载与地震作用下，建筑结构发生的水平位移的限值。在地震发生时，建筑物基础结构的相应数据信息都必须能够保持在合理的指标范围之内。指标控制对于高层住宅建筑基础的总体判别能够起到有效的指导作用。比如说，如果基础结构的刚度过大，周期过短，就会提升地震效应，造成不必要的材料浪费现象；而如果总体的刚度过高，结构的形变量过大，就会影响到建筑物的安全性能。同时，总体指标控制也包括对于建筑结构的布置扭转的控制，再考虑到偶然偏心影响的地震作用之下，楼层的竖向构件的最大水平位移应该低于整体建筑物的平均值的1.2倍[1]。
二、高层住宅建筑基础结构设计分析
在高层住宅建筑基础结构设计时，为了确保基础结构构件总体的延性，要按照我国现行的相关标准与基础规范进行钢筋的配置。钢筋的耐火极限应该为两个小时，同时无粘接预应力筋的保护层厚度应该小于或等于40毫米。当前建筑基础结构设计之中，短肢剪力墙体系要考虑到结构埋置深度的要求，一般设置在地下室之中，基础结构应该采用桩筏基础的设计。在对于桩进行选型时，要考虑到地下室设计的经济性能。举个例子来说，在一个高层住宅结构设计之中，上部分结构十八层，下部分结构为一个地下室。根据地质勘察报告，应该采用φ400的预应力管桩，桩长在25米时，单桩承载能力应该在Ra=900KN，而桩长在34米时，单桩承载力的特征值Ra应该等于1300kN。25米的桩应该在290跟，34米的装应该在在200跟。这两种方案来说，总体的桩的延米数量相同，然而25米桩的布置应为满樘设计，筏板的厚度应该在1200毫米以上，采用34米桩做布置时，筏板可以缩减到900毫米，经济性较为突出。因此，在进行高层住宅建筑基础结构设计时，应该对于基础选型方案作出有效比较，选定更加经济合理的方案设计，同时，对于筏板厚度的取值，考虑到桩冲切、角桩冲切、墙冲切以及板配筋等多方面因素的影响问题。同时，设计人员也应该对于筏板长度进行深入的研究和探讨，考虑到高层建筑基础结构使用的合理性，一般会采用后浇带施工方法来解决底板长度过长引起的收缩裂缝和温度裂缝等问题。后浇带设计的功能性较为突出，然而也为施工带来了一定的问题和麻烦，甚至会出现由于处理不当引起的漏水现象[2]。
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三、独立基础设计荷载取值问题
目前我国高层建筑基础结构设计一般采用的是柱下独立基础，如果地基主要受力层的范围不存在软弱粘性土层时，不超过8层且高度在25米以下的高层建筑可以不进行地基和基础结构抗震承载能力的计算。也就是说，在8度以下的地震区域，大多数的钢筋混凝土高层建筑可以不需要进行地基和基础抗震性能的计算，而这些房屋在进行基础设计时，应该考虑到风荷载的影响，因此，在进行高层建筑基础结构整体设计和计算分析的过程之中，必须对于风荷载的情况进行计算[3]。
四、配筋及构造设计
对于高层住宅建筑而言，建筑基础结构的剪力墙配筋的合理控制，能够提升整体结构的安全性能以及工程总体的经济性能，对于高层住宅建筑结构而言有着重要的作用。对于剪力墙本身来说，其水平钢筋的配筋形式应该在外侧，而竖向钢筋的配筋形式应该在内侧，才能够确保整个结构的合理。配筋应该满足计算及规范建议的最小配筋率。而地下部分墙体的配筋由于受到水压力和土压力共同控制，因此可以采用水平筋设置在内侧，竖向筋设置在外侧的设计方案。迎水面保护层应该大于50毫米，同时保护层应该按照我国现行的相关标准和技术规范进行双向钢筋网片的设计。在这种要求之下，很多设计人员在进行外墙裂缝计算时，有效截面的高度计算仍取保护层50毫米计算，而这种计算方式是不够妥当的，应该取保护层30毫米进行取值，能够全面的优化算法，节省墙体的配筋效果。
剪力墙的计算应该按照规范设置边缘构件，一二级抗震设计的剪力墙底部的加强部位以及上一层的墙肢端部应该设计相应的约束构件。其他剪力墙的构件设计应该按照我国现行的高层住宅建筑混凝土结构施工技术规范进行设计。在进行构件配筋时，应该对于剪力墙的受力特性与类别做出明显区分，普通剪力墙、短肢剪力墙以及小墙肢的配筋方式各有不同。普通剪力墙的配筋应该满足规范之中的最小配筋率，加强区配筋率在百分之0.7，一般部位在百分之0.5。而对于短肢剪力墙的配筋来说，配筋率的加强区应该在百分之1.2，一般部位在百分之1.0。对于小墙肢而言，其本身的受力性能较差，因此应该按照高规控制的方式控制其轴压比，按照框架柱的设计方法进行截面设计，其纵向钢筋配筋率的加强区在百分之1.2，一般部位在百分之1.0[4]。
在进行高层建筑基础结构的剪力墙设计之中，其截面高度较大，连梁跨度较小，在地震之中，弯矩与剪力很大，设计过程之中较为复杂。而如果采用加大连梁高度的设计方法，配筋值有时候会更高。因此，在进行俩门量高度计算时，应该与设计的标准和规定入手，从洞顶计算到楼板面或者屋面，对于窗洞楼面到窗台部分可以使用砖或者其他较为轻型的材料进行施工。如果窗台有飘窗时，可以增设一根梁，这根梁使用砖材料进行填充。就当前的高层住宅建筑基础结构设计而言，楼层位置设计暗梁有很大的可行性，然而在设计暗梁的过程之中，没有必要设置过大的断面和配筋。而对于框架剪力墙结构来说，如果剪力墙周边只有柱而没有梁时，需要进行暗梁设计，同时建立墙两端的必须采用明柱设计。有梁的剪力墙结构对比于无梁的剪力墙结构而言，抗震性能更好，能够满足高层建筑基础结构设计的总体需求。
五、结束语
综上所述，在进行高层住宅建筑基础结构设计的过程之中，要对于多个受力情况进行科学计算，把握好基础结构设计的合理性和经济性，并要在我国现行的相关标准与规范允许的范围之内，把握关键部位以及次要构件之间的关系，对于加强与放松的位置做出明确的判断，从而全面提升建筑物本身的安全性能，促进相关施工企业经济效益与社会效益的不断实现，推动我国高层建筑工程设计行业的深入发展。
参考文献：
[1]周川山.高层住宅建筑的基础结构设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（21）.
[2]周川山.高层住宅建筑的基础结构设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（21）.
[3]刘皓锴.高层住宅建筑基础结构设计研究[J].建筑工程技术与设计，2017，（32）：578—578.
[4]潘冰.关于高层住宅建筑基础结构设计的讨论[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（8）.
论文作者:刘洋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/30
标签：基础论文; 高层住宅论文; 结构设计论文; 建筑论文; 结构论文; 剪力墙论文; 总体论文; 《基层建设》2019年第4期论文;