對(duì)高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析研究

1、對(duì)高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析研究對(duì)高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析研究高層建筑具有樓層多、高度高、施工作業(yè)面較小的特點(diǎn)，所以其在建設(shè)施工過程中會(huì)隨著施工高度的不斷增加，促使上層建筑對(duì)地面的荷載承受壓力不斷提高。因此，為保證高層建筑在施工過程中不出現(xiàn)地面塌陷、建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降的問題，就必須對(duì)其地面基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行嚴(yán)格控制。基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)施工與上層建筑的設(shè)計(jì)建設(shè)方案、工期要求、地質(zhì)條件、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等因素息息相關(guān)。基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)和施工對(duì)高層建筑本身

2、及其周圍環(huán)境的至關(guān)重要，其造價(jià)與工期對(duì)高層建筑總造價(jià)與總工期有舉足輕重的影響。2.高層建筑基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論高層建筑的上部結(jié)構(gòu)具有很大的剛度，它和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及地基三者實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)共同作用的體系。然而長期以來，由于人們認(rèn)識(shí)上的局限性以及計(jì)算手段的缺乏，在設(shè)計(jì)計(jì)算中往往人為地切割了各部分之間的聯(lián)系，而把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為兩個(gè)獨(dú)立的單元分別進(jìn)行考慮，亦即首先把基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為上部結(jié)構(gòu)的固定支座，求得上部結(jié)構(gòu)在荷載作用下的內(nèi)力和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)固定處的反

3、力，然后把該反力作用于彈性地基的基礎(chǔ)上計(jì)算基礎(chǔ)的內(nèi)力。這種方法沒有考慮上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)的共同作用，忽略了上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的約束（亦即上部結(jié)構(gòu)剛度的貢獻(xiàn)）作用。它所導(dǎo)致的結(jié)果：一是基礎(chǔ)彎矩和縱向彎曲過大，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)偏于保守；二是沒有考慮基礎(chǔ)實(shí)際存在的差異沉降對(duì)上部結(jié)構(gòu)引起的次應(yīng)力，在某些部位低估了上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，從而使這些部位計(jì)算結(jié)果偏于不安全。土的抗剪強(qiáng)度?？紫端畨毫Φ淖兓?，可能改變壓縮過程中摩擦力的大小與分布。此外，外荷載的分布和性質(zhì)、

4、基礎(chǔ)的相對(duì)柔度以及土的蠕變等涉及時(shí)間變化的效應(yīng)等都會(huì)影響到界面條件。因此，應(yīng)從完全光滑一直到完全粘著這兩種極端情況之間來慎重估計(jì)界面摩擦的影響。2.3上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)和地基共同作用的概念及分析方法上部結(jié)構(gòu)與地基和基礎(chǔ)三者是彼此不可分離的整體，每一部分的工作性狀都是三者共同作用的結(jié)果。共同作用分析，就是把上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基看成是一個(gè)彼此協(xié)調(diào)工作的整體，在連接點(diǎn)和接觸點(diǎn)上滿足變形協(xié)調(diào)的條件下求解整個(gè)系統(tǒng)的變形與內(nèi)力。在共同作用分析中，上部結(jié)

5、構(gòu)和基礎(chǔ)通常是由梁、板組成，因此可以采用有限單元法、有限條法、有限差分法或解析方法建立上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度矩陣，并利用變形協(xié)調(diào)條件與地基的剛度矩陣耦合起來。地基首先需確定采用何種地基模型：線彈性地基模型，非線彈性地基模型還是彈塑地基模型。然后建立地基的剛度矩陣。當(dāng)然也可以采用有限單元法、有限差分法或解析法建立地基的剛度矩陣。但是習(xí)慣上用所謂的結(jié)構(gòu)力學(xué)法來建立各種地基模型的柔度矩陣，然后求逆得到它們的剛度矩陣，與上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度矩陣耦