摘要：高层住宅建筑的竖向荷载比较大，由于风荷载、地震荷载的影响，其倾覆力矩就会呈现出成倍的增长趋势。高层住宅建筑基础结构设计的要求比较高，需要有良好的水平、垂直承载力，还需要有效地控制倾斜、沉降等问题，使其处于可控的范围内，从而使建筑物的稳定性得到保障。
关键词：高层住宅建筑；基础结构设计
引言
现代高层建筑设计是一个漫长而复杂的过程。高层建筑的设计应满足美学，舒适和安全要求。如何做到既舒适又安全，同时满足人们的精神物质需求，经济实用的住宅设计，为了适应高层建筑市场的变化，满足高层建筑消费的需求，这些已经成为高层建筑师需要解决的首要问题。这要求工程师在工作中严格要求自己，不断学习新规范，掌握一些合理的设计方法。而有的设计者为了别出心裁，对建筑效果的盲目追求影响着人们的使用甚至安全，在设计中经常出现一些不合理的现象。所以，对高层建筑设计当中存在的问题进行探讨就显得非常的重要。
1高层住宅建筑基础结构设计特点
1.1轴向变形与侧移
高层住宅建筑中，框架中柱的轴压应力要明显比边柱的大，中柱的轴向压缩变形也要比边柱的更加明显。不同于多层、低层建筑，在高层住宅建筑结构设计中，结构侧移是十分重要的影响因素，随着住宅建筑高度的增加，在水平荷载作用下，结构侧向变形也会大幅度增加，与建筑高度的4次方成正比例关系。结构的侧移需要被控制在一定范围内。
1.2水平荷载
对于低层建筑，结构设计通常是由竖向荷载进行控制的，在高层住宅建筑中，虽然竖向荷载会影响结构设计效果，但是起到决定作用的却是水平荷载。其一，楼房的自身重量及楼面使用的荷载在竖构件中造成的轴力、弯矩数值，与楼房高度的一次方成正比例关系。对于水平荷载，其对结构产生的倾覆力矩、在竖构件中造成的轴力与楼房高的二次方成正比例关系。其二，建筑达到一定高度，其竖向的荷载基本上定数的，对于风荷载及地震等水平荷载的影响，依据不同的结构动力性，其数值也会呈现出一定的变化。
1.3结构延性与抗震设计
为保证塑性变形后，结构的变形能力依旧比较强，避免出现倒塌等事故，就需要科学地对工程构造进行处理，从而使其延性得到保证。高层住宅建筑结构设计中有抗震设计，不仅要对其风荷载、竖向荷载等进行分析，还需要使结构有好的抗震性能。
2高层建筑设计的注意事项
为了确保高层住宅满足抗震要求，在设计高层住宅建筑的时候，必须要有精确的计算，针对风荷载作用及发生地震时，建筑可能发生水平位移限值。除此之外，还要考虑到在有可能发生地震的时候建筑物底部的自振周期，总弯矩等众多因素。当建筑的刚度小，会导致影响建筑物的使用性能，变形的可能性增加，同时如果住宅建筑的自振周期短，刚度又太大时，反而会影响到地震效应，它的效果会增加，引起建筑材料的过度使用，造成浪费。为了减轻地震作用的影响，总体指标控制及水平位移要小于楼层平均值的1.2倍，顶层构件可忽略不计。为了便于后期的整改装修，需要考虑内部构件的延展性，在相关建筑法规规范的要求之内，可以把钢筋配置在主要结构内。同时高层住宅为了满足用户埋置深度的要求，通常会用桩筏法来设置地下室。能否合理的选择正确桩，直接影响着地下室设计的经济性。在确定选材之前，要进行多番比较，挑选出最经济合理的方案，筏板的厚度要考虑建筑物沉降等各种因素。为了防止在温度过高或过低时，筏板出现裂缝和收缩现象，后浇带设计法是最普遍效果最好的解决方法。但就是施工过程比较麻烦，一不留神后浇带就很容易漏水、裂开。后浇带设计是今后建筑行业需要努力优化改革的一个方面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3高层建筑基础设计中的问题
3.1减少不均匀的沉降
基础是夹在地基土层和上层结构中间的结构，其大小、刚度和平面上的分布，对缓解局部或整体性的弯曲与不均匀沉降有着很大的影响。例如：若是条形基础结构无法符合承载力和变形的标准或若是建筑需要基础结构来对不均匀沉降进行调节时可以换用筏形基础。若是地基土较为均匀，筏形基础基底平面的形心应该和上部结构的竖向永久荷载的重心相重合。
3.2强化健全高层住宅建筑结构体系的建设
建立起一个好的建筑结构体系是建筑工程中十分重要的一个环节，所以在实际工程中，一个合理完整的高层住宅建筑基础结构体系的建立可以很大限度的避免诸多被忽略的施工问题。一般来说，若是有好的建筑结构体系，高层建筑就能够适应一直在改变的竖向压力造成的影响。但因为实际生活中承重墙的分布杂乱以及其他诸多的问题，导致建筑结构体系还必须要去不断地强化健全。
4高层住宅建筑基础结构设计要点
4.1独立基础设计
独立基础包含两种，分别是刚性基础和柔性基础，这两种基础主要应用到柱下基础，如果柱距比较大，就需要使用独立基础，并且这种基础设计的经济性更好。独立基础设计过程中，要依据地基土的特点进行，如地基压实密度比较大、压缩性强，就需要使用刚性基础，其余情况可以使用柔性基础，防止地基土压缩致使地面出现不均匀的沉降。当前我国的高层住宅建筑工程中大量地使用独立基础设计，其发展前景是比较好的。独立基础设计在柱下基础中应用，与现浇混凝土柱一同浇筑、形成整体，同时依据柱荷载的偏心距明确基础断面的具体形状。
4.2箱形或筏型基础设计
若高层住宅建筑工程地基承载力不够均匀，建筑对地基基础承载力要求较高，就可以使用箱形或筏型基础。此外，若高层住宅建筑工程中有地下室，要应用筏型基础，将筏型基础作为地下室，并保证其作用得到充分的发挥。在进行箱形或筏型基础设计时，降低基础整体弯曲应力的工作是比较难的。因此在设计过程中需要将基础与高层住宅工程上部结构看做一个整体，通过共同作用分析法设计。共同作用分析法就是在高层住宅建筑工程基础设计过程中，将上部结构与基础、地基作为整体，保证三者实现平衡的保持力、协调的变形力。相比于传统的方法，共同作用分析法更加科学，涉及到的范围广，但也在一定程度上使设计难度增加。随着计算机硬件、软件要求的提升，投资成本也是比较高的，因此这种方法不会被轻易的使用。
4.3桩箱基础设计
桩箱基础就是一种桩基础与箱形基础一起承载受力的基础形式，其沉降量不大，有很强的抗弯刚度以及卸载能力，这种桩箱基础一般被应用在地基较软地区建设的高层建筑、重型建筑及对沉降要求高的高层住宅建筑中。桩箱基础设计中，布桩方法的选择是难度比较大的。由于不同位置地基土的性质是不同的，因此在设计过程中需要选择合适的布桩方法，从而使基础底板的受力得到分载，保证基础底板的受力能够实现均衡的状态。如果受力不均匀，为实现受力均衡的目的，可以适当的增加中间位置的桩间距。
结束语
基础结构在高层建筑中的作用越来越重要，但是其设计还受到各种外界因素的影响，例如上部结构以及地基土等等因素。在进行设计时还要充分的考虑到地基、上部结构和基础三者的共同作用，全面而又综合的设计考虑能够使工程施工工程中避免众多潜在的麻烦。此外，设计人员的专业修养也会对设计造成影响，扎实的专业基础和良好的责任心会使基础结构的设计遇到的困难迎刃而解。
参考文献：
[1]闫晨楠.试论如何提高高层住宅建筑结构设计的安全性[J].四川水泥，2016（04）：252.
[2]王露.高层住宅建筑消防规范问题研究及其解决方法[D].东南大学，2016.
[3]郭典.高层住宅建筑结构设计优化策略[J].建材与装饰，2016（05）：67-68.
[4]申志磊.高层住宅建筑剪力墙结构的设计与优化[J].科技风，2015（15）：177.
[5]温正慧.杭州小套型高层住宅建筑的经济合理性分析[D].西安建筑科技大学，2015.
论文作者:赵婷婷,陈冲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/19
标签：基础论文; 荷载论文; 建筑论文; 高层住宅论文; 结构论文; 地基论文; 结构设计论文; 《基层建设》2019年第5期论文;