建筑基礎設計范例6篇

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建筑基礎設計

建筑基礎設計范文1

【關鍵詞】建筑基礎;設計

前言:基礎是建筑工程的根基部分,是建筑設計、建設和施工單位高度重視的關鍵部位。其重要性在結構、造價、施工工時上有著全面的體現,因此在高層建筑基礎實際的設計工作中要對基礎選型影響因素進行控制,堅持優化基礎選型的原則,通過對嵌巖樁基礎、天然地基筏式基礎和樁筏基礎等基礎的有效設計和全面控制等措施實現優化高層建筑基礎設計的目標。

一、影響高層建筑基礎選型的因素

基礎設計通常要根據工程項目所在地方的現場地質條件、上部結構型式、荷載總值及分布情況等條件初定幾種可選方案,再對不同方案的經濟性進行對比分析,并適當考慮施工可行性等因素最終確定,進行基礎設計。而結構上部情況、場地地質條件、周圍環境及經濟性是影響建筑基礎設計的四大因素。

1.1 上部結構對高層建筑基礎選型的影響

上部結構與高層建筑基礎類型、埋深、水浮力等重要參數存在著直接的影響,由于上部結構種類的不同,會引起筑基礎荷載大小和分布的不同, 要在設計建筑基礎予以注意。同時,不同類型的建筑上部結構會因自身的類型不同而產生不同的沉降幅度和變形幅度,因此,帶來建筑基礎形式上的不同。地下室的種類和形狀也會對基礎選型有一定影響,要在設計建筑基礎時做以重點考量。

1.2現場地質條件對高層建筑基礎選型的影響

對于抗震設計的建筑,現場地質條件首先決定了該建筑物是否可建造。對于可建造的場地分為有利,一般和不利場地、設計基本地震加速度和設計地震分組情況還決定著上部結構計算時地震作用的取值。根據以往設計經驗,其對基礎設計的影響可分為以下三個方面:(1)持力層的影響?;A設計中,持力層的承載力決定著基礎方案選型和基底面積的大小。不同持力層的承載力差異很大,造成所選基礎方案可能完全不同, 進而對基礎造價造成極大的影響??梢娺x擇合適的基礎持力層的重要性。(2)持力層以下土層的影響。持力層以下的各土層情況,對基礎的影響主要表現為各土層的承載力及壓縮性兩方面。如持力層下在一定深度范圍內存在承載力明顯偏低土層,則需按照《建筑地基基礎設計規范》要求,進行軟弱下臥層的承載力驗算。持力層及其下土層的壓縮性,是影響基礎沉降量大小的決定性因素。(3)地下水位的影響。地下水位對基礎設計的影響主要為常年穩定水位和抗浮設計水位兩方面 如穩定水位位于基礎底面以上,在設計時要考慮其腐蝕性、地基土凍脹性對基礎及地下室底板局部的影響,同時影響著基礎的施工工藝等。

1.3 周圍環境因素對高層建筑基礎選型的影響

一,高層建筑施工的振動和噪聲要對基礎帶來各種影響,因此需要對此加以控制和預防,以便高層建筑基礎能夠持久、穩定和安全。二,高層建筑施工中的空間因素也會給基礎類型帶來一定的影響,要選擇既利于施工有利于穩定的高層建筑基礎類型。三,高層建筑施工中擠土效應,建筑基礎樁基的入土和擠土會產生擠土效益,這會對周邊建筑和地下管網造成影響,應該從最小影響原則出發,優先選擇擠土效應最小的樁基方式進行高層建筑基礎施工。

1.4 經濟性分析

對于任何一個工程,其方案的經濟性都是首先要考慮的,基礎方案也不例外。要在可供選擇的幾種方案中確定最優的基礎方案,還應通過對幾種方案進行全面的經濟性論證和分析。依據各方案計算所得的工程量 (如土方量、混凝土及鋼材用量等 )比較, 最終確定一個經濟合理的基礎方案經濟性分析還要綜合考慮當地材料資源情況、施工工藝水平,常用做法、工期等因素,使基礎設計做到就地取材,因材施用,降低運輸成本,縮短工期,從而降低工程造價。

二、高層建筑基礎設計的方法

當前建筑基礎設計采用上部結構與地基、基礎共同作用的分析方法,這種方法中地基、基礎、上部結構之間同時滿足接觸點的靜力平衡以及接觸點的變形協調的條件,即將上部結構、基礎和地基三者看成是一個彼此協調的整體。這種從整體上進行相互作用的分析方法難度較大,計算量龐大,對計算機的性能及存儲量要求較高,只在較復雜或大型基礎設計時,按目前可行的方法考慮地基、基礎、上部結構的相互作用。共同作用分析方法的進步之處僅在于它考慮了上部結構的剛度,這一優勢是傳統設計方式所不具備的。

三、 做好高層建筑基礎設計的要點

3.1嵌巖樁基礎

在設計嵌巖樁基礎時,需要注意以下幾個方面的問題。一是,在按高層建筑基礎規范進行基礎設計的同時,需要考慮項目地質條件以及借鑒本地區建筑的設計經驗。二是,嵌巖樁因其成樁方法不一樣,所以其承載性狀也有明顯差別。對于這種情況,想要最大化地發揮樁側以及樁端的阻力,就必須考慮不同的設計方式。在基礎設計要求上,需要從單方面的承載力控制向雙向變形開始轉化。三是,樁端阻力和設計樁身參數的值應當考慮到樁荷載的傳遞規律,讓樁端阻力和樁側阻力可以最大化地發揮出來。四是,要把樁身鋼筋混凝土的強度、樁體沉降標準以及地基給樁所能提供承載力的量這三點作為控制標準來進行嵌巖樁基礎設計。對于嵌于高強度的巖的樁,樁的承載力常常由混凝土的強度來決定。通常來說,一般的嵌巖深度宜取樁徑的 0.5~1.0倍 。

3.2 天然地基筏式基礎

在我國沿海的地段常常會形成一種上軟下硬的巖土地層。在此種類別的地層結構當中,硬土層所處位置較淺。此時,高層建筑可以考慮選擇設計使用地下室以下附近土層的基礎持力層對其進行解決。需要特別注意的是,確定地基承受力與地基可能變形的驗算,基礎結構方面設計可以使用筏式基礎。使用筏式基礎比較簡單,中筒部分設計可以使用筏板襯托。在基礎之間利用地下室底板的結構設置好剛度強的連梁,同時考慮平面剛度與較大的底板連接,基礎整體性得到了提升,具備了抵抗不均勻沉降的條件。筏式基礎具有工期短、施工便利、成本低等一系列優點。

3.3 樁筏基礎

樁筏基礎其基本原理就是樁與土之間的協同作用,樁和土在沉降與收縮的過程中慢慢達到相對穩定的狀態,筏板底土層和摩擦樁一起承擔起上部結構的荷載。通常來說,因為要顧及到地下室挖掘開后需要地基補償等情況,所以筏板底土層需要具備相應的承載力。對此,在基礎設計時就要根據筏板底土層的狀況,分析土層承受上部結構荷載的比例。經過對筏板的研究,可以肯定筏板周圍應力最強。因此,我們在基礎設計時,對筏板周圍樁的密度應該按照比例增加,中間部分各個豎立構件樁的分布適合使用梅花形狀??紤]到摩擦樁的特性,樁筏基礎的樁直徑不宜太大。滿足沖切的要求是確定筏板厚度的主要條件,同時筏板厚度還應滿足抗剪以及抗彎的要求。

四、結束語

綜上所述,在建筑基礎設計中,必須綜合考慮各方面的影響因素,經過嚴密的分析與準確的計算方法,最終選取適合每個特定工程的基礎形式,從而保證設計方案更具科學性、合理性與可行性,保證建筑工程項目整體建設的經濟效益。

參考文獻:

[1]余景雄.論地基結構設計及處理的研究.建材與裝飾,2008

建筑基礎設計范文2

關鍵詞: 房屋建筑;基礎結構;結構設計

基礎結構是房屋建筑工程重要組成部分,主要起到支撐上部結構荷載的作用,其設計效果如何將會在很大程度上影響工程結構穩定性。為滿足人們生活以及社會發展需求,在對房屋建筑基礎結構進行設計時,需要了解常用的基礎形式,結合其特點與設計現狀來確定研究要點,以滿足實際需求為根本目的,對整個設計過程進行優化,提高基礎設計的效果。

1 房屋建筑基礎形式分析

( 1) 獨立基礎。獨立基礎一般被應用于民用建筑中柱建設,包括柔性與剛性基礎兩種,常被應用在柱下基礎中。其斷面形式有矩形與方形兩種,在確定設計方式時,主要是以柱荷載偏心距為主要依據。

( 2) 十字交叉基礎。十字交叉基礎主要應用在地基承載離較小,并且柱荷載較大的房屋建筑工程,可以更好的滿足工程建設需求。其中,此種結構具有較大的剛性,一般只用于設置獨立基礎的情況。

( 3) 樁基礎。樁基礎也是房屋建筑建設比較常用的一種基礎形式,具有沉降量小,以及承載力高等優點,能夠適應更為復雜的地基情況。

( 4) 鋼筋混凝土閥片基礎。此種基礎形式比較特殊,常被用于基礎之間縫隙小,以及基礎地面存在重疊情況的建筑工程,與其他幾種基礎形式相比,其具有較大的整體剛度,可以提高基礎結構強度與穩定性。

2 房屋建筑基礎設計現狀與設計要點分析

2. 1 現狀分析

( 1) 標高偏差。造成基礎標高偏差問題發生的原因主要可以包括幾個方面: 第一,設計基礎時大放腳控制不當過于寬大,使得砌磚層與皮數桿之間形成標高差。第二,基礎大放腳填芯磚施工方法選擇不當以及施工工藝不規范,如大面積鋪灰砌筑施工時,鋪灰面過長或者鋪灰厚度不均等。第三,磚基礎下部基層標高偏差超出規范要求,以及在砌筑磚基礎施工時忽視了標高大小的控制。第四,砌筑速度過慢,使得砂漿停歇時間過長影響擠漿效果,施工后灰縫壓薄困難,而出現冒高情況。

( 2) 軸線位移。第一,橫墻砌筑施工時,將基槽中線封縮在縱墻基礎外側位置,不能正常吊線找中而導致軸線偏移。第二,基礎大放腳收分砌筑尺寸控制不當,當砌筑到大放腳頂端位置后,對基礎直墻進行砌筑施工就會出現軸線偏移的問題。為保證基礎施工效果,應做好對砌筑基礎大放腳基礎收分均勻度的控制,在完成收分砌筑施工后,采取拉通線的方式對中線進行核對,并以新確定的軸線為準,繼續對基礎直墻進行砌筑施工。

( 3) 防潮層失效。施工前對結構基面澆水量少導致其粘合度低,再加上施工時壓實度不夠,以及養護工作不到位,造成防潮層脫水嚴重失效。為保證此環節施工效果,施工時盡量減少施工縫的預留,并且為避免填土對防潮層的損壞,應在基礎房心回填土完成后施工。

2. 2 設計要點

( 1) 選型要點。從實際情況出發保證結構選型具有較高的合理性與經濟性,在滿足各項基礎要求的前提下,可以獲得最大的經濟效益,做好對施工進度、施工質量以及施工成本三元素的控制。另外,在選型時還應將各種設計綜合起來,體現出所有的優勢,形成最優化的建筑基礎。

( 2) 結構設計要點: ①框架基礎??刂坪每蚣芑A的剛度,一般設計為柔性結構效果更佳,其中如果為高壓縮性地基土時,則應將結構設計為剛性。如果選擇用樁基結構施工時,可以應用變剛度布莊方式,對地基與樁基的豎向支撐剛度進行調整,降低差異沉降量,減小基礎與承臺的內力; ②樁箱基礎。對于高層建筑工程來說樁箱基礎上荷載較大,設計時可以選擇用變剛度布樁的方式,對樁基豎向支承剛度進行調整,對樁頂反力分布進行控制。其中,利用樁間土來承擔上布荷載時,因做好對箱底樁間土承載力的控制,適當增加中部樁間距。其中,對于上部結構為剪力墻的房屋建筑,在進行箱( 筏) 基礎設計時,樁基應沿著剪力墻軸線位置來布置,與滿堂布樁相比可以有效減小底板厚度,提高結構設計整體效果; ③箱( 筏) 基礎。重點做好上部結構參與工作的研究,可以有效降低箱基整體彎曲應力,利用共同工作整體分析計算,可以提高整體彎曲箱基底板鋼筋應力的合理性。

3 房屋建筑基礎設計優化措施

3. 1 屋頂結構設計優化

從房屋建筑現狀來看,大部分工程屋頂結構采用坡面的設計形式,主要包括梁板式與折板式兩種。在對其進行設計時需要結合實際需求來確定,如果建筑板跨度比較大,以及建筑平面不規則的情況,在加上屋脊線轉折與屋面坡度復雜性比較高,應選擇用梁板式結構形式。其中,無論是選擇用哪種結構形式進行設計,兩種板均為偏心受拉構件。

3. 2 基礎材料設計優化

為保證基礎結構設計與建設效果,必須要加強對基礎配筋選擇的重視,對其性能與質量進行驗收,確保施工用鋼筋與混凝土標號均與工程建設需求相符,確保施工后建筑結構穩定性和強度達到專業要求。在配置結構配筋時,必須要滿足最小配筋率,通過標準圖與說圖來完成對條基交接位置鋼筋的布置設計。

3. 3 樓梯結構設計優化

樓梯結構是房屋建筑工程的重要基礎結構,在對其進行設計時,需要從結構設計圖繪制階段開始,控制好樓梯板撓度,以及樓梯梁梁下凈高度,保證其能夠滿足工程建設需求,提高樓梯梁位置上下層的統一性。對于部分設計不合理的情況,可以選擇用折板樓梯的方式設計,控制好折板樓梯鋼筋數量與布置方式,尤其是內折角位置,施工時應將其斷開用分別錨固的方式處理,避免局部結構應力過于集中。

3. 4 結構平面設計優化

對于結構平面圖的繪制設計,應做好對各項因素的綜合分析,提高各部分功能的合理性與可實施性。例如工程施工地抗震設防烈度為6度,在進行結構平面設計時,就需要從防震能力角度出發,嚴格按照相關政策做好每個環節的控制,必要時還應利用專業結構軟件進行建模,做好對整體以及局部受壓因素的分析與控制,爭取不斷提高整體設計的有效性。

4 結束語

房屋建筑工程施工建設復雜性比較高,尤其是近年來為滿足人們對各項功能的需求,房屋建筑結構設計時逐漸向多樣化與復雜化方向發展,相應的對基礎結構的要求更為嚴格。為提高房屋建筑基礎結構設計合理性,需要確定常見的基礎形式,根據實際情況來選擇相應的設計形式,針對存在的問題進行分析,采取有效的措施進行優化,爭取不斷提高基礎結構設計的合理性與可操作性。同時,對于房屋建筑工程基礎結構的設計,在保證設計功能效果的同時,還應做好對經濟性的分析,提高工程建設的綜合效益。

參考文獻

[1]鄧志國. 淺談關于房屋建筑基礎的設計[J]. 黑龍江科技信息,2013( 08) : 275,273.

建筑基礎設計范文3

關鍵字:建筑工程 基礎工程 設計

Abstract: with the development of society, people on the construction demand more and more. Building foundation in the construction engineering occupies an extremely important position, the design of the quality of construction engineering quality, has great influence on the stability of the. In this paper, the basic engineering design are also discussed.

Key word: building engineering foundation engineering design

中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:

引言

任何建筑物都是建筑在地層中或地層之上的,建筑物的荷載也是由地層來承擔的,受建筑物荷載影響的那一部分地層稱為地基,建筑物向地基傳遞荷載的下部結構稱為基礎。當地基十分軟弱不能滿足建筑要求時就必須處理再造基礎,否則就會產生不均勻沉降,進而導致建筑物產生裂縫,對建筑物構成危害[1]??傊谲浫醯鼗蛱厥獾鼗弦鸾ㄖ茐牡睦雍芏?,教訓也是沉痛的。因此,為了改善地基土的特性,進行地基處理和加強基礎結構的設計是很必要的。

1 天然地基上淺基礎的常規設計

地基基礎設計是建筑物設計的一個重要組成部分,它與建筑物的安全和正常使用有著密切的關系?;A按基埋置深度的不同,可分為淺基礎和深基礎兩類,一般埋置深度5m左右,能用一般方法施工的基礎稱為淺基礎;當基礎需要埋在較深的土層里,采用特殊方法施工的基礎稱為深基礎。由此可知,當基礎未經過人工處理又為淺基礎的稱為天然地基上淺基礎。常規淺基礎(如擴展基礎、雙柱聯合基礎等)結構簡單,在計算單個基礎時,一般既不遵循上部結構與基礎的變形協調條件,也不考慮地基與基礎的相互作用和。至于復雜的或大型的基礎,其力學性狀復雜,宜在常規設計的基礎上,區別情況采用可行的方法考慮地基、基礎及上部結構的相互作用。淺基礎需要妥善處理以下問題:(1)充分掌握擬建場地的工程地質條件和地基勘察資料,如不良地質現象和地震斷層的存在及其危害性、各層土的類別及其工程特性指標。(2)了解當地的建筑經驗、施工條件和就地取材的可能性,并結合實際考慮采用先進的技術和經濟可行的地基處理方法。(3)在研究地基勘察資料的基礎上,結合上部結構的類型,荷載的性質、大小和分布,建筑布置和使用要求以及擬建的基礎對原有建筑或設施的影響,從而考慮選擇基礎類型和平面布置方案。(4)按地基承載力確定基礎底面尺寸,進行必要的地基穩定性和特征變形驗算,以便使地基的穩定性能得到充分的保證。(5)以簡化的或考慮相互作用的計算方法進行基礎結構的內力分析和截面設計,以保證足夠的強度、剛度和耐久性。

2 深基礎及樁的設計

如果建筑場地的淺土層不能滿足建筑物對地基承載力和變形的要求,而又不適合地基處理措施時,就要考慮下部堅實土層或巖層作持力層的深基礎方案。深基礎主要有樁基礎、墩基礎、深井和地下連續墻。其中樁基礎以其較大的承載力或抵御復雜載荷的特性,幾乎適用于各種工程條件,是深基礎中應用最廣泛的類型。

在以下情況下可選擇樁基礎:地基的上層土質太差而下層土質較好;不允許地基有過大沉降和不均勻沉降的高層建筑物或其它重要建筑物。如冷藏庫、機場跑道等;用于地面堆載過大的單層工業廠房及倉庫;用于解決因地基沉降及周圍鄰近建筑物產生的相互影響;地下水位較高,采取其它深基礎形式施工排水有困難的場合;位于水中的建筑物,如橋梁、碼頭等;軟弱地基或某些特殊土上的各種永久性建筑物或用樁基作為地震區結構抗震措施等。

和淺基礎一樣,樁基的設計也應符合安全、合理和經濟的要求。對樁和承臺來說,應有足夠的強度,剛度和耐久性;對地基(主要是樁端持力層)來說,要有足夠的承載力和不產生過量變形。在設計之前必須具備一些基本資料,其中包括上部結構的情況、工程地質勘察資料、擬建建筑物及地下的情況以及施工設備和技術條件。具體的設計步驟如下:確定持力層;確定樁的類型和幾何尺寸,初步選擇承臺底面標高;確定單樁承載力;確定樁的數量及其在平面上的布置;確定群樁和帶樁基礎的承載力,必要時驗算群樁地基的承載力和沉降;樁基中各樁的荷載驗算;樁身結構設計;承臺設計;軟弱下臥層地基土的強度驗算;繪制樁基施工圖[2]。

3 深基坑支護設計

深基礎施工是高層和超高層建筑施工的重要環節,深基坑支護是深基礎施工的內容之一,也是我國近年來在基礎工程施工中涉及的主要技術難題之一。深基坑支護不僅要保證基坑內正常作業安全,還要防止基底及坑外土體過大變形,保證基坑附近建筑物的安全。地質條件的多樣性決定了深基坑支護結構類型多種多樣,在性質上可劃分為重力式支護結構、非重力式支護結構和復合型支護結構。重力式支護結構包括深層攪拌水泥土擋墻和高壓旋噴帷幕墻等。非重力式支護結構包括鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁和地下連續墻等。復合型支護結構包括有通過鋼筋、織物或灌漿形成的加筋土結構,如土釘支護、閉合擋土圈拱支護、環梁支護、連拱式支護結構等。常用的支護結構為:(1)土層錨桿設計。土層錨桿是在土層中斜向成孔,埋入錨桿后灌注水泥漿(或水泥砂漿),依靠錨固體與土體之間的摩擦力、拉桿與錨固體的握裹力以及拉桿強度共同作用來承受作用于支護結構上的荷載。支護結構中使用錨桿有以下優點:進行錨桿施工作業空間不大,適用于各種地形和場地;由錨桿代替內支撐,可降低造價,改善施工條件;鋪桿的設計拉力可通過抗拔試驗確定,因此可保證足夠的安全度;可對錨桿施加預拉力控制支護結構的側向位移。(2)土釘支護設計。基坑開挖過程中,在坡面上用機械鉆孔或洛陽鏟人工成孔、孔內放鋼筋并注漿,在坡面安放鋼絲網,噴射c20以上厚在80~200mm的混凝土,使土體、鋼筋與鋼絲網噴射混凝土面相結合,成為基坑土釘支護。土釘適用于地下水位低于土坡開挖段或經過降水位地下水位低于開挖層的情況。土釘可與土體形成復合體,從而提高了邊坡整體穩定和承受坡頂超載能力,有利于安全施工;微小變形下就可發揮土釘支護的加筋力,對相鄰建筑影響?。辉O備簡單且噪音小,如控制得當會大大縮短工期;經濟效益好,比錨桿支護省10%~30%。

4地基的處理

地基處理設計時,應考慮上部結構,基礎和地基的共同作用,必要時應采取有效措施,加強上部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力。對已選定的地基處理方法,宜按建筑物地基基礎設計等級,選擇代表性場地進行相應的現場試驗,并進行必要的測試,以檢驗設計參數和加固效果,同時為施工質量檢驗提供相關依據[3]。改善地基的主要措施有:改善剪切特性,提高地基土的抗剪強度;改善壓縮特性,提高地基土的壓縮模量;改善水透特性,使地基土變成不透水或減少水壓力;改善動力特性,提高地基土的抗震性;改善特殊土的不良地基特性,如減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性。

地基的處理方法為:(1)換填法,將不良土質置換,提高地基的承載力,減少沉降量,適用于淺層軟弱地基及不均勻地基處理。(2)強夯法,可提高土的強度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性,適用于對地基變形控制不嚴的工程,但設計前需進行適用性檢驗。(3)砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基,提高地基的承載力和降低壓縮性,也可用于處理可液化地基。(4)夯實水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價低、施工文明、造價容易控制,在一些舊城區危改小區工程中應用較多。

總之,基礎設計是一項因地制宜的綜合性極強的系統工作,需要設計人員具有扎實的基礎功底及認真的設計態度,才能得到最經濟、最合理的基礎設計方案。

參考文獻:

[1]陳探,王競.淺談建筑工程項目基礎設計[J].河南建材,2010(06):91-92.

建筑基礎設計范文4

關鍵詞:高層建筑;基礎設計選型;分析方法;適用條件

        1  高層建筑基礎設計選型的重要性

        1.1 高層基礎如果設計方法不對或者選型不當,將嚴重影響建筑物的安全性。不恰當的基礎設計,可能因承載力不足引起建筑物的不均勻沉降,導致建筑物開裂或傾斜,引起難以修復的工程質量問題。

        1.2 選擇合理的基礎形式是降低工程造價的一個有效措施。基礎工程在建筑工程造價中占有很大的比重,通常情況下可以達到25%左右,在結構復雜或者地質情況復雜時,所占比重還會有所增加。因此,選擇合理的基礎形式能夠有效降低工程造價。

        1.3 合理選擇基礎形式對縮短施工工期具有重要意義。據統計,基礎工程的施工工期可以占到土建工程工期的30%左右,因此正確選擇合理的基礎形式對節省施工工期有很大的意義。

        2  高層建筑基礎設計分析方法

        經過工程技術人員多年的實踐與研究,高層建筑地基、基礎共同作用的事實已被人們所認同。目前,最理想的分析方法是上部結構與地基、基礎共同作用的分析方法。在這種方法中,地基、基礎、上部結構之間,同時滿足接觸點的靜力平衡和接觸點的變形協調兩個條件,即將上部結構、基礎和地基三者看成是一個彼此協調的整體進行分析。

        3  高層建筑基礎選型

        3.1 基礎選型的依據。在一般情況下,高層建筑基礎設計選型時應考慮以下因素的影響:

        ①地質條件的影響。地質條件是影響高層基礎選型的一個非常重要因素,雖然建設場地的地質條件在多數情況下是隱蔽的、復雜的和可變的,但目前的工程勘察和技術手段,一般能做到相對的準確。作為設計人員,對提供的地質資料要能夠進行準確分析和正確判斷,進而能夠合理地進行基礎設計,并在施工過程中根據具體的地質條件變化修改設計。②上部建筑結構形式的影響。不同的上部結構,對地基不均勻沉降的敏感程度也不相同,對地基不均勻沉降越敏感的上部結構,則應選擇剛度較大的基礎形式。因此要根據上部結構的不同結構形式(框架、框架剪力墻、剪力墻結構等)選配合理的基礎型式。③要根據建筑結構的特點,荷載大小,建筑物層數,高度、跨度大小等因素來選擇最佳的基礎形式。④高層建筑基礎設計應滿足建筑物使用上的具體要求。

例如要滿足人防、地下車庫、地下商場等各種建筑類型的具體要求。⑤高層建筑基礎設計還要滿足構造的要求。例如箱型基礎,要滿足埋深、高度,基底平面形心與結構豎向靜荷載重心相重合,偏心距、沉降控制等要求。⑥抗震性能對基礎選型的影響。高層建筑對地震作用更加敏感,在地震作用下,基礎可能出現過大變形、不均勻沉降和傾覆,所以在基礎選型時,一定要充分考慮到地震作用的影響。⑦周圍已有建筑物對基礎選型的影響。周圍已有建筑物對基礎選型影響也很大,如與已建建筑物間距過小時,若采用筏型或箱型基礎,在深基坑開挖時,是否會對已有建筑物的基礎或主體造成局部下沉、開裂等;如基礎采用預制樁,打樁時的震動能否造成已有建筑物開裂或女兒墻、雨篷等構件的傾覆、倒塌、墜落等。⑧施工條件對基礎選型的影響。施工隊伍素質能否保證施工質量;材料、設備、機具等能否就近購買或租賃;施工期間的氣候條件等都是影響基礎選型的因素。⑨工程造價對基礎選型的影響。應在滿足功能的前提下,選用造價最經濟的基礎設計方案。

        3.2 幾種常見基礎類型的適用條件分析。

        3.2.1 筏型基礎。是高層建筑常用的基礎形式之一。它的適用條件為:①對于軟土地基,當使用條形基礎不能滿足上部結構的容許變形和地基容許承載力時;②當高層建筑的柱距較小,而柱子的荷載較大,必須將基礎連成一整體,才能滿足地基容許承載力時;③風荷載或地震荷載起主要作用的高層建筑,欲使基礎有足夠的剛度和穩定性時。

        3.2.2 箱形基礎。箱形基礎是高層建筑中廣泛使用的一種基礎,具有很大的剛度和整體性。對地基的不均勻沉降起到調節或減小的作用。因此適用于上部荷載大而地基土又比較軟弱的情況。

        3.2.3 樁基礎。樁基礎也是高層建筑中常用的一種基礎形式。它的適用條件為:①淺表土層軟弱,在較深處有能承受較大荷載土層作為樁基礎的持力層時;②在較大深度范圍內,土層均較軟弱,且承載力較低時;③高層建筑結構傳遞給基礎的垂直和水平荷載很大時;④高層建筑對于不均勻沉降非常敏感和控制嚴格時;⑤地震區采用樁基礎可提高建筑物的抗震能力時。

        3.2.4 柱下獨立基礎。它的適用條件為:當上部結構為框架結構、無地下室、地基土質較好、荷載較小、柱網分布較均勻時,可采用柱下獨立基礎。在抗震設防區,其縱橫方向應設連系梁,連系梁可按柱垂直荷載的10%引起的拉力和壓力分別驗算。

建筑基礎設計范文5

關鍵詞:房屋建筑基礎隔震 結構設計

引言

建筑物抗震設計的原則就是盡可能減小地震對上部結構的影響,并確保隔震支座的變形不超過極限變形范圍。與隔震層相比,上部結構吸收的能量是很小的,假如上部結構能夠抵御與其剛體狀態相稱的地震,那么建筑物的建設就不在受其能量吸收能力的各種制約控制。此外上部結構的能量及剛度偏心帶來的扭轉振動,可以利用隔震層的偏心基本得到消除。因此與傳統的建筑相比,隔震建筑的設計自由度更大。

1. 房屋建筑隔震結構體系概述

工程減震領域內應用最廣和研究最早的技術就是隔震,在建筑物的基底或某個位置安裝控制裝置來隔離或消耗地震產生的能量,以減少或者消除其傳輸到上部結構,實現減震的目的。通過對地震影響的實際研究,證明隔震體系可有效地削弱地震對結構的影響。

總的來說,隔震裝置應該滿足下列要求:能夠充分上部結構的重量;在大風及小震的作用下,具有足夠的水平剛度,整個結構體系能保持在彈性范圍內,不影響正常的使用;強震作用下,能夠減少地震產生的能量,起到延長結構體系自震周期的作用;具備優良的耗能特性及地震作用后的自動復位功能。

2. 房屋建筑基礎隔震的基本原理和特點

2.1基礎隔震的基本原理

“隔離避讓”、“以柔克剛”是隔震技術設防策略的立足點?;A隔震結構的基本原理就是在建筑物的基礎和上部結構之間安裝隔離設備(如隔震器、阻尼器等組成的系統),在水平方向形成一個剛度較小的隔震層,用來對整個體系的剛度K和阻尼C進行調整,從而使結構的自震頻率發生改變,使結構的自震周期延長,這樣就能夠使結構的吸能和耗能的能力得到大幅提升,結構的地震反應大大減小,削弱地震對上部結構的破壞力。我們可以利用結構的動力微分方程對這一基本原理做出合理的解釋。

2.2基礎隔震的特點

基礎結構的顯著特點就是由于隔震層的安裝,整個結構的力學性能產生了很大的變化,主要起到兩個方面的作用:(1)由于隔震層的剛度較小,這樣就使得地震作用產生的變形集中在隔震層,層間的變形大大減小,上部結構呈“整體移動”,使得上部結構構件避免了因發生大變形而損壞;(2)結構自震周期T的延長,大大降低了上部結構的加速度,這樣室內人員就不會發生嚴重不適的情況,同時防止室內設施及物品大量的損壞,保障建筑物在震中及震后的使用,降低地震次生災害發生幾率。

3. 基礎隔震結構設計注意事項

基礎隔震是目前使用最廣的一種隔震形式,也是最基本的隔震結構形式,其設計時需要注意以下幾個方面的事項:

(1)由于隔震層部分要比建筑物基礎大,因此周邊的場地要充足。

(2)隔震層設檔土墻,其上部還存在墻外狹道等,所以必須保證不會因為上部結構在地震時的移動產生其他問題。

(3)隔震建筑物和周圍建筑物的聯系通道必須適應相對變形,保證通暢無礙。

(4)隔震裝置的安裝位置要方便檢查和更換。

(5)一般情況下需采用柔性連接,或球型接點,保證隔震層的變形和位移不影響設備管線,同時安放裝置及檢修空間也要考慮。

4. 建筑基礎隔震結構設計

4.1隔震支座的選型與布置

隔震結構的主要構件就是隔震支座,通常選用疊層橡膠支座。它是由橡膠和鋼板交互疊置在一起的。由于橡膠的彈性模量很小,可以將其做成薄層,利用鋼板來限制軸向壓力引起的橫向膨脹,不但減小軸向變形,還能產生很強的抗壓能力。假如受到水平作用力,疊層橡膠支座就會按照自身的彈性模量變形,從而形成一個水平柔軟、豎向堅固的支座。疊層橡膠支座的水平變形能力很重要,為了保證其水平變形的能力,可以加厚橡膠層,但其縱向支撐力會有所下降,水平剛度的軸力相關性會變大。

假如在底層車庫的柱底安裝隔震支座,由于是半地下車庫,因而應留較大的空間在房屋的四周,確保橡膠墊變形空間充足。所以隔震支座的安裝地點選在底層車庫頂板,在車庫車庫層柱的柱頂四周布置。

4.2水平向減震系數的概念

減震系數其實就是指與不采用隔震技術相比,采用隔震技術后,建筑物受到地震影響降低程度的一個系數。結構隔震與非隔震建筑物各層最大層間剪力的比值可以反映減震系數。

表1水平向減震系數劃分

最大層間剪力比 0.18 0.26 0.35 0.53

水平向減震系數 0.25 0.38 0.5 0.75

減震效果 降2.0度 降1.5度 降1.0度 降0.5度

隔震后結構的總水平地震作用至少高于非隔震結構在6度設防時的總水平地震作用,而且水平減震系數不宜低于0.25。上表中最大層間剪力乘以0.7就是減震系數。根據隔震層以上結構設計方法的新規范,結構隔震后,隔震層以上結構的水平地震作用,與減震系數的水平地震作用相比,僅為該結構的70%。也就是說,隔震層以上結構的水平地震作用和構件承載力、抗震驗算,若依據該規范減震系數來設計,都大約留有0.5個設防烈度的安全儲備。

隔震與非隔震層間剪力的計算,采用多遇地震作用下的時程分析比較合適。時程分析法計算層間剪力時,可利用用剪切型結構模型。假如上部結構體型復雜,那么扭轉變形的影響也應該考慮進來。

4.3隔震結構的構造設計

應依據預期的位移控制要求和水平向減震系數進行隔震層的設計,選取合適的隔震支座、阻尼器及為支撐風載荷和地基微振動提供初始剛度的部件組成。隔震層頂部需設置平面內剛度足夠大的梁板體系,確保隔震層能整體協調工作。隔震支座上方的梁體系必須現澆,為增強頂部梁板平面內剛度,可以配加強筋或者增大梁的截面尺寸。由于考慮到隔震支座附近的梁、柱受力情況比較復雜,因而需要加密箍筋,情況特殊時,可采用網狀鋼筋。

5. 結論

抗震設計的目的就是減輕地震引發的各種損失和災害,為了實現這一目的,我可以采取設置隔震層的方法。本文提出的就是現代房屋建筑基礎工程的隔震結構設計,通過設置柔性隔震層,改變結構的頻率,增大結構的自震周期,避免與周圍場地發生共振,降低結構受水平地震的影響,特別對于磚混結構。此外,從投入成本分析,隔震技術也是經濟可行的。

參考文獻:

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建筑基礎設計范文6

關鍵詞:高層建筑;基礎設計;質量;對策

Abstract: China along with accelerating urbanization, increasing the number of high-rise building, the quality problem of the high-rise building is attracting the attention of people. For high-rise buildings for, the foundation design is to guarantee the safety of high-level building key, this paper will improve the design quality of high-rise buildings foundation put forward its own views, as a reference for engineering design.

Keywords: high building; The foundation design; Quality; countermeasures

中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A文章編號:

隨著中國國民經濟的發展,建筑行業作為國家的支柱性產業越來越重要,但是目前國內很多高層建筑物在建造和使用過程中出現了一些質量問題,直接危及到人們的生命財產安全,導致國家資產的浪費,其中部分原因即是因為基礎設計不當所致。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2002的規定,凡10層及10層以上或房屋高度在28m的建筑物都稱為高層建筑。基礎設計是高層建筑設計的關鍵,相關人員必須加強對基礎設計質量的重視和管理,才能不斷提高高層建筑的設計質量。

一、高層建筑基礎設計概述

1、高層建筑基礎設計的重要性

由于高層建筑物的荷載較大、質心高,基礎底面一般會有偏心,在沉降的過程中,高層建筑物的總重量對基礎底面形心會產生新的傾覆力矩增量,這種傾覆力矩增量會產生新的傾斜增量,傾斜會隨之不斷增長,直到地基變形穩定為止,為此,設計人員一定要加強高層建筑的基礎設計。為了避免基礎產生傾斜,應該依據《高層規程》中的相關規定,采取措施對偏心距進行限制,如果地基比較均勻,筏形基礎和箱型基礎的平面形心最好與建筑物的上部結構豎向永久荷載重心相重合。對于高層建筑物中的端承樁基和低壓縮地基的基礎,可以適當放寬偏心距的限制。

高層建筑基礎類型的選擇沒有固定的模式,設計單位要從建筑物自身的特點出發,實事求是,綜合考慮建筑物的上部結構要求、抗震設防要求、工程地質情況、施工場地以及周圍的建筑物等環境條件,對各種基礎設計方案進行比選,優先選擇可以滿足建筑物地基承載力、整體性較好并且可以調節不均勻沉降的基礎形式。

2、高層建筑基礎設計要點

高層建筑與一般的多層建筑相比較,在建筑的基礎設計方面有共性的一面,也有個性的一面。對高層建筑而言,建筑物的層數較多、建筑物的上部結構荷載較大、對地基承載能力、壓縮性、穩定性等要求較高等因素,使得高層建筑物的基礎施工具有周期長、用材多、難度大以及工程造價較高、對周圍環境的影響大,受地質條件和周圍環境約束大等特點,因此高層建筑的基礎設計應該要注意以下幾方面的問題,首先,嚴格依據法律法規和規范、規程要求進行設計,要保證滿足復合地基承載力以及樁基承載力的要求;其次,控制高層建筑物的基礎總沉降量與差異沉降量在規范允許的范圍之內,確保建筑物的施工和使用安全;另外,設計人員要綜合考慮經濟效益,包括基礎的造價、用料,以及降水、工地條件和建設工期等因素。

3、高層建筑的基礎設計類型

3.1基礎的選型

高層建筑常見的基礎形式主要有樁基礎、筏形基礎、箱形基礎和交叉梁基礎等,其中又以樁基礎和筏形基礎使用最為廣泛。采用哪種基礎形式應該是基礎設計考慮的首要問題,在具體的設計工作中可按以下步驟進行。

首先,應仔細閱讀和分析該工程建設場地的巖土工程勘察報告,根據各地層地基承載力特征值確定持力層;其次,根據持力層的特征及上部結構類型、層數、地下室層高等初步選定基礎形式,并核查是否滿足該種基礎形式的基本要求:如最小樁長的要求、基礎埋深的要求等;最后根據上部結構的荷載及地基承載力特征值進行基礎估算和計算, 基礎的計算應仔細閱讀規范及計算程序技術手冊的要求,采用多種計算模型比較,方能得出合理的計算結果。同時要充分考慮持力層下是否有軟弱下臥層、基礎施工的工藝方法、鄰近建筑物基礎的影響等,以保證基礎形式的選擇是合理適宜的,避免給以后設計、施工帶來不必要的返工和影響。

3.2樁基礎設計

樁基礎主要用于建筑物的上部結構荷載較大、地基在較深范圍內為軟弱土并且采用人工地基不合理的情況。樁基礎主要由兩部分組成,即樁身與承臺;承臺主要用于承受上部結構的荷載,然后將其分布到各個樁上。樁基的主要作用在于,在承受豎向荷載時,將上部結構的荷載通過各個樁尖傳到地基中,或者是通過樁身將荷載傳到樁身周圍的地基土之中;在承受水平荷載時,則通過承臺的側面以及樁身的周圍土體的擠壓力來提供水平荷載承載力。

按照樁身的材料不同可以把樁基分為鋼樁、混凝土樁以及組合材料樁三種;選擇何種樁型則要根據建筑物的上部結構、施工條件等因素加以確定,經過科學的方案比選,保證高層建筑工程的設計質量。

3.3筏形基礎設計

筏形基礎又稱為筏式基礎或者片閥基礎,是高層建筑物基礎設計中常用的一種基礎形式。筏形基礎一般都具有很好的防滲功能,整體剛度較大,可以有效地調節基底壓力和不均勻沉降。它一般又被分成平板式和梁板式兩類,包括等厚度或變厚度底板和縱橫向肋梁。平板式筏形基礎由于采用平板結構,混凝土用量較大,但施工比較方便,而且建造速度較快;而梁板式筏形基礎為達到改善底板的受力、加強底板剛度的目的,需在兩個方向沿著柱列布置有肋梁,因而底板厚度相對較小,混凝土用量較小,但施工比較不便。

二、高層建筑基礎設計注意的問題

1、樁基礎

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