淺談高層建筑基礎結構設計

摘 " "要：近年來國家現代化建設力度加大，大多數農村人口轉移到城市，雖然人們生活質量不斷提高，但同時居民建筑用地越來越少，就演變成今天看到的高層建筑越來越多的出現在了生活中。那么想要設計出更好的符合人們要求的建筑，就對其設計者提出了更高的要求。這就需要設計人員不斷學習，提升自己的專業技能和綜合素質，爭取使高層建筑設計逐漸成熟。

關鍵詞：高層建筑;結構基礎;設計

中圖分類號：TU973.3 " " " " " " 文獻標識碼：A " " " " " " " 文章編號：1004-7344（2019）03-0296-01

前 言

隨著人們對生活質量要求的提升，建筑設計師對軟件使用技術的嫻熟以及綜合素質的提升，現代社會對合理開發利用土地資源理念的進步，在我國不斷出現了越來越多的高層建筑。對于高層建筑的結構設計，我們要做的就是讓其可以承受更大的荷載進而可以減少其在突發情況下的形變程度，保證建筑的安全性和穩定性。

1 "高層建筑基礎設計的特點探析

1.1 "建筑結構的剛度對基礎受力的影響

高層建筑無外乎就是層數相對低層較多，所以我們很容易理解該建筑需要基礎牢固，這樣才能承受較大的壓力來增強高層建筑的穩定性。所以設計人員在進行工作時就需要考慮到這一點，并盡可能的想到會影響其穩定性的所有因素。那么在對基礎進行設計時，計算是我們最開始并且最重要的一部分，只有獲得精準全面的相關數據，才能進而確定基礎內力、承載力以及面積。當然也要根據實際建筑具體情況進行具體計算分析，不能空有紙上談兵，這樣有可能會產生誤差，造成不可估量的損失。建筑基礎的柔性也要達到一定的數值，可以一定程度的避免高層建筑在荷載較大時的傾斜概率，同時地基也更好的分擔了荷載的作用力，增強了建筑基礎的穩定性。一旦荷載均勻，則會出現我們不想看到的盆形沉降;只有荷載以著由兩端到中部逐漸減小的趨勢，基礎才會出現我們想看到的均勻沉降。為了達到基礎設計工作中計算的準確性及安全性，只有全面結合各方面影響因素，這樣才能使建筑基礎的穩定性得以實現。

1.2 "建筑結構設計的控制程度

結構側移這一現象也對高層建筑的安全性有著不可忽視的影響。高層建筑物與低層建筑物的一個很大的不同點就在于結構側移這一點。高層建筑前面已經提到過層數多，這也是其為什么會在外力荷載的作用下偏移的原因。并且層數越高，偏移現象越明顯，安全系數越低。事實上結構側移的數值的選取最主要的決定性因素就是該建筑的層數。因此，結構側移還是有一個數值范圍的。

1.3 "結構軸向變形對基礎設計的影響

實際上，豎向荷載給高層建筑帶來的影響也是不容小覷的。一旦豎向荷載達到建筑所能控制的最大數值，那么荷載再加大就很容易使建筑構件產生軸變。這時只有兩種方法可以增加正負彎矩，減少支座彎矩，但卻都嚴重影響著施工過程中對材料的投放。那么無法改變豎向荷載，只能根據軸變的實際情況，對建筑構件中下料的要求進行調整，大部分情況下稍微改變下料的長度，不改變其寬度。

2 "高層建筑基礎結構選型問題研究

2.1 "高層建筑基礎選型的要求

在高層建筑的上部選擇結構的過程中，往往設計者要花費許多的時間和心血，因為它會對底部結構的受力產生影響，只有成功的完成了上部結構的設計，才能更好的對基礎設計進行分析，才能使基礎結構更有效的服務于整個高層建筑，所以也說高層建筑的上部選型是高層建筑結構設計的基礎。設計人員結構選型考慮的另一個因素就是選型功能。并且它所帶來的影響是與其它方面都不相同。其實建筑的初衷也是為了能夠更好的滿足人們的需求，給人們提供更加舒適的生活、辦公及學習環境，并能充分利用我們的智慧，設計出最穩定安全且益處最多的建筑。比如說酒店大部分都是高層建筑，而不同于居民住宅的建筑，其設計不僅滿足了顧客所需的有更開闊的視野等益處，同時也更好了幫助酒店進行管理。施工中空間因素也對基礎選型產生影響，那么我們就要選擇有較好穩定性并利于施工的土地基礎。建筑經濟也被納入選型依據中。每一個開發項目除了要考慮安全性、穩定性，還要考慮經濟性。那么在高層建筑中，需要資金的地方有各個方面，其中包括在施工之前的設計時需要的各方面的技術領域的精英，還有施工土地的選取，施工周期等等都包括在內，所以要充分利用現有資金，使利益最大化，減少任何不必要的浪費。人們的審美觀也一定程度的影響結構選型。除了考慮高層建筑的安全性、實用性、經濟性，它的外觀給人們帶來的視覺效果也是非常重要的，也一樣影響著建筑的結構選型。設計者在設計高層建筑的外觀時，不僅僅考慮它的功能給人們帶來的益處，建筑結構的安全性等，往往還考慮造型的美觀程度，同時研究該地區的文化特征并與之結合，一旦得到一致認可，則可以一定程度的帶動該地區旅游事業的發展，推動經濟的增長。同時與周邊環境相融合，使該建筑雖獨樹一幟卻又看起來很融洽。因此，高層建筑的結構選型也要綜合考慮到人們的審美、消費心理以及未來文化的發展導向。

2.2 "分析高層建筑結構選型的原則

高層建筑承重豎向與橫向都要滿足其對高度的要求。一般來說，當層數較少，水平承載力和防震要求不高時，框架是一個不錯的選擇。而對于高層建筑這時會選擇其它結構，來提供更大的承載力。如果該高層建筑并不是我們常見的長方體，并且對其所需要承受的荷載要求較高，那么可能選擇一些混合結構來作為原料增強其穩定性。一旦扭轉事件發生，對構件所產生的影響性質是十分惡劣的，部件會在建筑內部產生移動，這樣就可能會出現應力集中的情況，對建筑過程的損失是無法估量的。通常情況下，我們要通過改進設計方法來避免扭轉情況的發生，也把它稱作概念設計法。這種方法需要在進行平面布置時，設計人員通過計算得到質心與剛心之間的距離。再利用不規則對稱的設計原理，將距離帶來的影響消除，從而使質心和剛心重合為一點。在進行高層建筑基礎選型過程中，要求設計人員綜合分析各方面的影響因素，并能做出有效的評估，選擇出最適合的結構，既達到了理想中的目標，同時該高層建筑也有其獨特的存在意義和價值。并能周全施工進度，實現經濟效益的最大化。

2.3 "收益對建筑結構選型的影響

在建筑過程中，建筑材料的選擇，施工的周期等都會影響到建筑的成本，但更重要的是人們對該高層建筑環境的反饋，只有得到一致的滿意，才能得到良好的收益。而且隨著建筑技術的不斷進步，建筑選型的獨特的經濟性，也能很好的進行建設資源的回收利用，不僅有效的節約了資源，同時綠色環保。

參考文獻

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收稿日期：2018-12-10