對高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析研究

1、對高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析研究對高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計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，所以其在建設(shè)施工過程中會隨著施工高度的不斷增加，促使上層建筑對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，就必須對其地面基礎(chǔ)設(shè)計和施工進(jìn)行嚴(yán)格控制?；A(chǔ)工程設(shè)計施工與上層建筑的設(shè)計建設(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)?；A(chǔ)工程的設(shè)計和施工對高層建筑本身

2、及其周圍環(huán)境的至關(guān)重要，其造價與工期對高層建筑總造價與總工期有舉足輕重的影響。2.高層建筑基礎(chǔ)的設(shè)計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)及地基三者實際上構(gòu)成了一個共同作用的體系。然而長期以來，由于人們認(rèn)識上的局限性以及計算手段的缺乏，在設(shè)計計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)作為兩個獨立的單元分別進(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)計偏于保守；二是沒有考慮基礎(chǔ)實際存在的差異沉降對上部結(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)的相對柔度以及土的蠕變等涉及時間變化的效應(yīng)等都會影響到界面條件。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)和地基看成是一個彼此協(xié)調(diào)工作的整體，在連接點和接觸點上滿足變形協(xié)調(diào)的條件下求解整個系統(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