高层建筑结构设计中的基础设计
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摘要：本文通过对高层建筑结构的分析，进行对于高层建筑在基础设计中应该需要注意的各方面问题，能够和同仁一起进行探讨，以不断发展提高在高层建筑设计上的质量，做到共同进步的趋势。
关键词：高层建筑结构设计；基础设计；理念
高层建筑的主要特点就是层数很多，在高度上也是十分的长，体积大。因为建筑物非常高大，在竖向的荷载力又大又集中，并且荷载力和地震的荷载成倍的增长的，所以，要求施工人员在地基上要进行更高的承载力，同时在控制范围内的倾斜度和沉降上，保证建筑物的稳定性。这对与基础建筑设计与施工上有了更高的要求。在高层建筑的基础工程经济成本上与施工的工期，在建筑的总比例上占有一定的比例。基础的工程建筑设计在施工上对于建筑本身以及周边的环境起着重要的作用。
高层建筑在结构上是有一定的刚度的。它与基地以及基础框架结构构成了一个共同体系。但是在很长时间中，因为人们在对于高层建筑上的认识有一定的局限性，对于在计算上的缺乏，在设计中很多时候会在建筑部分上的一些联系人为的切割，在对基础结构上进行研究考虑，要在基础结构上中的上部结构进行研究，在上部结构的承载能力上进行内力的计算。
1.1上部结构的刚度对基础受力状况的影响
如果上部的结构是具有绝对的刚性，地基在遭遇变形时，各个构建就会下沉。如果在竖向的构件端部上的转动能力忽略的话，就会使竖向构件基础梁像倒置的连续梁一样。在整体上不会产生弯曲，但是在荷载力上是以基地的分布的反力为形式的，发生的局部弯曲。如果上部结构是柔性的材质，对于基础的变形上是没有任何约束作用的，所以在基础梁即将缠上局部的弯曲的话，还要受到整体建筑的弯曲。所有，在这两种情况下，基础梁的内力分布在形式上和大小上都会产生很大的差异。在实际的结构中会经常的出现这些情况，对于整体性的考虑是非常困难的，只能依靠电脑的分析计算，在地基基础上以及荷载条件没有变化的情况下进行分析研究，对于上部建筑结构的刚度增加，减少基础上的内力。上部结构是要对内力基础进行减少，要注意上部结构也不是无限的应用。
1.2地基条件对基础受力状况的影响
基础的受力情况是取决于地基土上的压缩性和分布的均匀性上的。在低级本不能够被压缩时，基础结构也不会产生整体的弯曲，局部的弯曲状况也很小。实践中施工人员最常见的就是地基是有一定的压缩性能的，并且分布的不均匀，这样基础弯曲分布是完全不同的。基础地基经常会显示出一些摩擦的特征。因为地基土的强度是有限制的，所以在形成摩擦力上也是会有一定的限度的，不能超过土地的抗碱强度。外荷载力的分布上与性质基础是相对柔软的，在土地的蠕变上等还会设计到时间的变化效应，这些都会影响界面的条件。因此，应从完全光滑一直到完全粘着这两种极端情况之间来慎重估计界面摩擦的影响。
2高层建筑设计的原则
2.1高层建筑在基础结构的设计上要能够选择合适的方案
对于基础设计，要能够按照施工工程的地质条件去设计。对于在施工条件以及周围建筑物的影响下等各种方面的原因因素去进行综合性的分析与总结，在上部结构类型上能够与荷载进行一定比例的分布，去选择合理又经济的方案。在设计的过程中，能够让地基的能量发挥到最大限度，也要在特殊情况下对地基的变形进行一定的计算。在设计中，能够有一份详细的地址勘测报告，对于周围建筑的资料，以及在现场考察的情况上去看。在普遍情况下，不同类型的基础是不能够在同意张洪结构单元上使用的。
2.2高层建筑的基础结构设计要选择合适的结构上的方案
在设计中，一定要选择一个经济成本合理的结构方案，同时也是选择一个能够实施的结构方案。在结构方案上来说，能够在体系中做到简捷、明确受力。在不同的体系结构中，是不能够混合使用同一个结构单元的。尤其是对于地震区，更应该严格要求竖向的规则受力的平均设计，所以，在对工程施工上的设计要求下，在地理环境和施工的各方面条件下进行综合的分析与研究，能够与建筑、水电暖等专业的形式就行充分的商讨，这样在基础上就能够进行更好的结构航的选择了。能够使架构的方案更加明确，利用多余的空闲时间，可以对多个方面的方案进行对比，从而选择最优秀的结构类型模式。
2.3高层建筑基础结构设计中需要采取的构造措施
结构的设计是能够对构件上的延展性进行一定的注重，在结构设计上的弱项部分都能够加强，在温度力影响下要进行一定程度的考虑，对钢筋锚的长度上也要注意。
3高层建筑基础结构设计上的特点
高层建筑中的基本部分以及底层或由多层基础建筑的设计，它的专业性能更高。在一些建筑结构上的布置，楼层上的数目上、施工技术的要求上等都会受到因为选择的不同结构体系而受到一定的影响。（1）水平荷载将成为高层建筑基础结构的决定因素。在高层建筑的竖向构件中，水平载荷对于结构上引起的轴力和建筑的高度的二次方成正比的。在高层建筑的楼面使用上，荷载是和建筑的本身重量在竖向的结构中的数值是成一次方的正比。高层建筑的基础结构上对于竖向的荷载力大体意义上是一个定值，这是对于某一个特定高度的建筑物来说的。高层建筑上的基础水平荷载是个不定值，这个不定值是随着结构的动力特性进行的不同幅度上的一些变化的。（2）高层建筑基础结构的重要设计指标是结构延性。而高层建筑与低层建筑相比较，其在地震作用下的变形会更大一些。为了使高层建筑避免倒塌，它应具有较强的变形能力。在高层建筑构造设计上，要特别地采取一定的措施，从而能够保证其结构，并使它具有足够的延性。（3）对高层建筑结构的轴向形变，不容忽视。通常情况下，对低层建筑结构的分析，只是考虑弯矩项，其原因是轴力项影响太小。对于剪切项来说，一般情况下都是不考虑的。而对于高层建筑结构的情况就不同了。它的层数多以及高度大，导致轴力值变得很大。另外，它沿高度积累的轴向变形非常地明显；这样地轴向变形将给高层建筑结构分布与内力数值造成很大地变化。在高层建筑结构分析中，要对轴向变形的影响应当进行考虑。但是，在结构完成之后，结构所受的竖向荷载并不是一次施加的。在施工过程中，绝大部分的结构自重都是由占竖向荷载逐层施加的，而轴向压缩变形已在施工过程中分阶段的完成。因此，在施工过程中，对轴向变形的分层施加竖向荷载这一因素的考虑，不能按一次简单的加载考虑，不然就会使一些不合理的计算结果的出现。（4）侧移成为高层建筑基础结构的控制指标。高度的增加，使建筑结构的侧移迅速地增大起来。导致高层建筑基础结构的偏心加剧，其原因是侧向位移增大而产生的；造成房屋侧塌，是由于产生的附加内力值超过了一定地数值。所以，高层建筑结构设计中最主要的因素是结构侧移。
4总结
综上所述，在高层建筑上，地基是一个非常重要的部分。高层的建筑结构上的设计是一个非常复杂又漫长的过程，在结构中设计工作人员会遇到很多的问题，根据这些问题进行具体的分析研究。在设计的过程中，要严格的按照规范去进行实施，还要根据当今社会的发展趋势出发，结合企业的实际情况，对建筑的结构进行合理完善的分析，比对，这样能够消除设计质量上所出现的问题。在高层建筑设计基础上，要能够有效的利用上部结构的刚度。能充分的考虑到受力方面的基础影响，对于基础形式上的选择要更加的合理，要运用理论设计，最有效的减少基础内力的基础成本造价。
参考文献
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[3]刘焕访.高层建筑结构设计的问题及对策的探析[J].住宅与房地产，2018（30）.
作者:李京光 单位:山东鲁新设计工程有限公司
