高层建筑的地基结构篇1
关键词：高层建筑；地下室；基坑；支护结构
高层建筑地下室基坑的支护工作时高层建筑地下工程的重要组成部分，与高层建筑的整体工程质量密切相关，做好高层建筑地下室基坑支护的监理工作，对保证高层建筑的质量安全起着极其重要的作用。
一、高层建筑地下室基坑支护结构的作用
随着城市化速度的不断加快，土地资源紧缺问题引也日益凸显，由于高层建筑具有较高的空间利用率，能够明显的缓解城市人口增长带来的压力，因而在我国的城市建设中占据了重要的地位。但是高层建筑的整体高度远远大于普通的建筑物，内部受力情况较为复杂，给高层建筑的设计与施工带来的很大的挑战，想要有效的保证高层建筑的使用安全，坚实的基坑支护是不可或缺的。
高层建筑的地下室是高层建筑结构的重要组成部分，是保证高层建筑结构稳定的基础，当建筑物的地上部分较高时，加深建筑的地下结构能够有效的调节建筑物的重心，确保建筑物的使用安全。通常情况下，高层建筑地下室的深度与建筑物的高度程正比。由于高层建筑的地下室建设属于福高空作业，不仅作业面积有限、施工难度较大，还具有一定的危险性。通过合理的调整地下室基坑的支护结构，能够明显的增加地下室基坑结构稳定性，降低高层建筑地下室基坑施工的危险系数，防止高层建筑施工现场周边的设施发生沉陷，从而确保高层建筑地下室施工环节的顺利进行。因此，做好地下室基坑的支护工作，是提高高层建筑地下是基坑施工质量，保证高层建筑地下室基坑施工安全的关键。
二、高层建筑地下室基坑支护监理的的内容
1.对相关文件进行审查
在进行高层建筑地下基坑支护施工之前，应当预先检查施工方案的审批情况，确保支护方案已经过严格的审批，内容合理、手续齐全。同时，要仔细检查支护施工方案的设计内容，具体包括施工现场给排水设施的设计、地表水与地下水的控制工艺、防护设施施工的工艺流程、人员与设备的配备情况、设备维修管理记录、不同条件下施工采取的技术方案以及特殊工艺的技术措施等。只有保证基坑支护的设计方案清楚完备，才能够降低施工过程中发生问题的可能性，从根本上保障工程的施工质量与施工安全，对基坑支护工程的顺利展开有着重要的意义。而对于基坑土方开挖的方案，则应重点审查其中对支护结构的保护措施、土方开挖的平面流向以及坡道的处理工作等，确保土方开挖的顺利进行。
2.对施工过程进行监理
首先，需要确保排桩施工的工程质量。在对灌注桩的排桩进行施工时，应当遵循隔桩施工的施工顺序，确保每一个桩体均能够得到充分的养护，减少不同桩体之间的相互影响，并在灌注之后的24h对其进行临桩成孔操作。当排桩需要承受竖向荷载时，应当确保桩底沉渣的厚度在200mm以内，而如果排桩需要作为承重结构，则其桩底沉渣的厚度应当按照相关的技术规范加以严格控制，确保工程的使用安全。在进行非均匀配筋桩的施工时，应当注意保持钢筋笼在吊装与埋设的过程中，安装方向始终与设计的方向相吻合，以提高结构的整体性与稳定性。在对冠梁进行施工前，需要对支护柱进行清理，确保支护柱顶部不存在浮浆，且桩顶预留的钢筋长度符合工程的设计标准。在排桩锚固段的强度达到设计强度的75%之后，便可对其进行锚固，在确定锚固顺序时，需要重点考虑相邻锚杆之间的影响，合理的确定锚杆的张拉顺序，确保工程的顺利进行。
其次，在土钉墙的施工阶段，需要严格的掌握施工的节奏，待上层土钉注浆体以及混凝土结构达到设计强度的70%之后，方可进行下一步的土方开挖工作，分段分层的实施基坑开挖与下层的土钉施工。在使用机械进行基坑开挖的同时，需要通过人工对坡面进行修整，保证坡面的平整度达到设计要求，在使用混凝土对坡面进行喷射前，应将坡面的浮土清理干净，确保混凝土与坡面结合紧密，从而对坡面起到良好的保护作用。土钉钢筋的位置应处于孔内的中央，钢筋网的搭接长度不得小于300mm，且与坡面之间的距离需要保持在30mm以上。在进行注浆的过程中，注浆管的位置应当处于距离孔底250―500mm之间的区域，并于孔口处加设排气管与止浆塞，防止因孔内气体无法及时排出而使灌注受到阻碍，影响灌注的质量。在土钉墙施工的喷射环节，需要按照自上而下的顺序进行施工，并合理的划分喷射的区域，以提高工作效率，保证施工质量。通常情况下，一次喷射厚度应控制在40―70mm之间为宜。喷射完毕的混凝土在经历2h的凝固后，需要喷水进行养护，正常条件下的养护时间一般在3―7d左右，如果施工管径较为恶劣，还可以适当延长养护的时间。
最后，需要保证土方开挖环节的施工中质量。在进行土方开挖前，应当对机械设备进行细致的检查，确保设备的型号种类均符合施工的要求，且经过良好的保养，运行状态正常，不存在带病作业的现象。实施土方开挖的过程中，需要保证作业的位置严格按照设计的要求来选定，并采取必要的保护措施，以避免周围的给排水管道、输电线路、煤气管道以及通信设施等受到工程建设的影响。此外，还应做好施工现场的排水工作，防止降水以及地下水对工程质量造成不良影响。
3.对基坑支护结构的验收
基坑支护结构验收的内容可以分为两类，包括对锚杆与土钉墙的验收以及对排桩的验收。在对锚杆和土钉墙进行监理验收时，需要将竣工图与设计图进行详细的对比，并认真核实相应的施工记录，保证施工的位置、钻杆的尺寸与角度、注浆技术的选用、喷锚墙面的厚度等，均符合设计的要求，并详细调查该结构的强度与锁定力的测试报告，确保工程的质量符合相关的标准。通常情况下，进行锚杆锁定力测试时，接受测试的锚杆数量应达到锚杆总数的5%，土钉数量则不得少于总数的1%，且二者接受测试的最低数量均不得低于3根。只有当二者承载力的平均值大于设计要求，且最小值在设计的90%以上时，才能够视为测量合格。钻孔的斜度则应控制在±2°之间，土钉墙厚度需要达到设计厚度的80%以上，且不小于50mm。
在对排桩的施工质量进行监理验收时，要严格核对排桩的竣工图、桩体混凝土质量检测报告、施工材料的质量检测报告以及排桩的施工记录等相关资料，充分掌握排桩施工的各项信息，并使用低应变动法对排桩的完整性进行检测，抽检样品的数目不得低于排桩总数的10%，数量保证在5根以上。如果在检测过程中发现可能会影响桩水平荷载承受力的质量缺陷时，需要通过钻芯法进行二次检测，以便进一步确定问题产生的原因和所在的位置，并及时采取恰当的补救措施，保证工程的质量。
总结：
高层建筑地下室基坑的支护结构直接影响着高层建筑的工程质量，做好高层建筑地下室基坑支护的建立工作，能够有效的保证该施工环节的工程质量，避免为高层建筑的建设留下安全隐患，对工程的顺利进行起到了积极的推动作用。
参考文献：
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[3]朱忠明.高层建筑地下室深基坑支护监理[J].中国高新技术企业，2009，(22)
高层建筑的地基结构篇2
关键词：高层建筑；结构设计；质量安全
中图分类号：tU311.2文献标识码：a文章编号：1006-8937（2012）20-0153-02
建筑质量的高低直接影响了居民居住的舒适度和满意度，随着经济发展居民对建筑质量的要求也逐渐提高。加之我国城市化进程的加快，城市建筑群越来越多，城市的空间资源有限，因此就不得不使建筑物向上发展，以容纳不断增加的城市人口，由此许多高层建筑拔地而起，成为当下建筑的主要发展方向。我国的建筑业在经历了漫长的发展阶段后，在技术上和施工水平上都有所突破。虽然在长期的发展中高层建筑结构设计的水平均也有所提高，但是房屋的质量还存在诸多问题亟待解决。尤其是在高层建筑的结构设计中更需要着重考虑房屋的质量安全。
1我国高层建筑质量的安全现状
改革开放以来，建筑业迅速崛起，城市建设的蓬勃发展也为高层建筑建设创造了契机，高层建筑的数量不断上升，但在数量急增的情况下质量却没有提高，甚至出现了下降的趋势，片面强调缩短建筑施工工期，以最低的成本尽快的完成更多的工程，最终导致建筑质量的下降。建筑的质量包括多方面内容，从施工前期到施工进行中以及后期维护都是检测建筑质量的重要环节。首先从施工前期来看，在地基的选择上，建筑地基的选择是保证后期建筑质量的关键，当前房屋开发过程中许多开发商为尽可能扩大个人利益，地基选择不考虑与周围环境的协调性，并且在开发过程中存在技术漏洞，造成地基挖掘的失误，最终影响建筑质量。另外在施工过程中存在偷工减料的问题，一味强调速度而忽视了质量。再者是施工后期的维护和保养，许多建筑修建好以后直接投入使用，尤其是需要维护的高层建筑，在这一环节上的工作不充分，无法保证后期建筑的质量。
随着我国经济的飞速发展，人们的价值观和生活态度也在不断变化，对高层建筑的安全需求越来越大。从我国发生的几次地震来看，许多房屋建筑质量不合格，抗震能力不符合国家要求，也正是因为建筑质量不合格间接导致了当时巨大的人员伤亡。高层建筑的质量与高层建筑结构的设计息息相关，发展高层建筑结构设计的计算理论，加强计算机的应用，提高对新型环保材料的研究，使得建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济。打破传统设计理念的墨守成规，充分发挥现代设计师的创新能力，在保证安全的前提下进行创新，以满足人们日渐提高的高层建筑要求。
2高层建筑结构设计的原则
高层建筑在我国城市建筑中所占比例正在不断增大，建筑结构方面的变化也越来越多，新时代的特征在设计中不断涌现。质量安全与时代创新理念的结合是当下高层建筑结构设计的难点和重点。高层建筑结构在设计中也必须牢牢把握设计的基本原则，使得结果更加合理、规范，具体说来其设计原则包括以下几个方面：
①计算简图的适当性。高层建筑结构设计中的关键一环便是设计计算，计算简图的选用不当往往会影响后期结构的安全，引发结构安全事故。因此选用适当的结构简图是保障结构安全性的重要条件，尽可能的减少计算简图的误差。
②基础方案的适合性。高层建筑结构的基础设计是设计中的基础部分，是根据工程的地址条件和地基环境来选择的。在基础设计方案中要充分考虑相邻建筑物的施工条件和环境因素。在设计过程中充分考虑地基承载力，考虑地基土质的土体性质，最大限度地基的潜力。基础设计方案应该将地基情况和地址勘测报告做的尽量详尽一些，参考建筑基地实际情况，使得基础方案更加适合。
③结构方案的合理性。结构方案是后期建筑的行动体系，结构体系应该明确、简洁，在清晰的结构中考虑建筑物的整体架构。在结构方案设计中要注意综合考虑和分析工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等，并且协调水、电等的构成。结构方案的选择要注意其合理性，即与实际工程要求和施工环境相统一。
3高层建筑结构设计的质量安全面临的问题
①结构的超高问题。高层建筑首先最大的特点便在于其高，建筑物本身具有很高的高度，但是正因为这些高度，使得建筑结构的设计显得愈发困难。在抗震规范中对建筑的高度有着严格的限制，尤其是在新定范围中对建筑物的超高问题做出了非常明确的限制。另外当前建筑的实际施工过程中常常会出现结构类型改动的情况，而计划是按原来的结构设计进行的，因此使得实际情况和原定计划之间存在较大的误差。结构超高不符合规范为后期的高层建筑安全问题埋下了隐患。
②嵌固端的设置问题。高层建筑一般都设置在建筑物中的地下室顶板或者人防顶板等位置。地下室和人防在高层建筑中都处于比较重要的地位，而在实际设计中设计师往往会忽视嵌固端的设计。比如嵌固端楼板的适应性问题，嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、结构整体设计计算的位置等，嵌固端的设置在高层建筑结构设计中处于非常重要的位置，忽略其中任何一方面都可能影响建筑后期的正常使用。
除此之外，高层建筑结构设计还面临着新旧规范的适应问题，在长期的发展中，针对高层建筑结构设计提出了不同的规范，新旧规范在具体细则上出现了较大的变动，新规范对高层建筑添加了更多的限制条件，对安全性问题的要求更高。因此当前更加强调高层建筑结构设计的规范性问题。
高层建筑的地基结构篇3
关键词：高层建筑，结构设计，抗震，基础，自重
随着社会经济和科学技术的飞速发展，建筑设计理论以及建筑施工技术不断完善，建筑材料与施工机械设备的性能不断改进，这为高层建筑的发展提供了良好的条件。但是高层设计是一项十分复杂的工程，涉及体系众多，为了保证建筑设计的科学和合理性，高层建筑的结构设计必须放在设计工作的首位。
一、高层建筑结构设计总体原则
高层建筑结构设计的最终目的就是保证整座建筑的安全与稳定，因此，高层建筑结构设计也要遵循一定的原则：结构计算在计算简图的基础上进行，在结构设计时一定要选择适当的计算简图；在基础设计时，要综合考虑建筑的整体结构、周围环境以及施工条件，并且要有详细的地质勘测报告，选择科学合理的设计方案。计算机飞速发展为工程设计带来方便的同时，也带来了很多工程计算的问题，由于软件和人为的因素，结构工程师要对电算结果认真分析，仔细校对；结构设计必须确保建筑物具有足够的承载力、刚度以及变形能力，对于结构设计中的关键受力构件以及薄弱位置，必须采取合理的构造措施[1]。
二、结构设计的主要特点
1、高层建筑结构设计中水平荷载成为设计的决定性因素
（a）（b）
图1高层结构设计的受力和变形示意图
垂直轴向载荷对高层建筑物的设计有很大的影响，但是由受力分析可以看出，水平载荷同样起着很大的作用，并已成为结构设计的控制因素。
高层建筑结构底部所受的竖直向下的轴向力n和倾覆力矩m与高度H之间的关系如下：
结构底部的轴力n=ωH
结构底部的倾覆力矩
m=1/2qH2（均布水平荷载）
式中，ω、q分别为沿建筑单位高度的竖向荷载、均布水平荷载。
对于达到一定高度的建筑来说，建筑物的自重在竖直方向上会产生轴力，由于不同的建筑有着不同的结构设计，所以不可避免还会在某些竖直的构件上产生弯矩，这些数值的大小与建筑的高度成正比关系。
2、高层建筑结构设计中侧移成为设计的控制指标
因为高层建筑与其它较低的建筑有很大的不同，较高的建筑物受到的风载荷比较多，在此作用下结构的侧移会急剧增大，水平位移增加的速度最快。为了有效抵抗高层建筑结构水平载荷产生的结构侧移，必须慎重选择抗侧力结构体系，不仅要有足够的承载力，而且还要有较强的侧向刚度，将侧移控制在一定的范围之内，避免不安全因素的出现[2]。
3、高层建筑的结构设计中结构延性成为其中重要的设计指标
与普通高度的建筑不同，高层建筑的柔性会更大一些，因此在地震剪切波的作用下，会产生相对较大的变形。为了确保建筑具有较好的抗震特性，要求结构在塑性变形之后仍然具有较强的结构变形能力和较强的能量吸收和耗散能力。
4、高层建筑的结构设计中的轴向变形不容忽视
对于高层建筑来说，由于建筑比较高，无法避免相对较大的竖向载荷产生，所以就会在柱中引起比较大的、轴向的变形，对建筑中的连续弯梁的弯矩产生一定的影响，进而连续梁中间支座处的负弯矩值就会减小，相反，跨中正弯矩和端支座的负弯矩就会变大。
三、高层建筑结构设计中的要点分析
1、重点考虑有关抗震的设计要求
抗震设计是高层建筑需要重点考虑的问题，建筑在正常使用的时候存在竖向载荷和风载荷等，为了符合抗震设计所有要求，高层建筑必须要有良好的结构抗震性能[3]。使高层建筑能够在小地震中不坏，中度地震可维修，大地震保持不塌，从而避免大量的人员伤亡和财产损失。建筑结构的延性计算是比较困难的，建筑构件需要达到一定的柱轴压比和剪切压比等等，从而达到理想的延性，保证高层建筑的质量。
非抗震设计时，结构构件截面承载力设计表达式为γ0S≤R
式中：γ0―结构重要性系数。在一、二、三级的情况下，系数分别不小于1.1、1.0和0.9[4]。
R―结构构件的承载力设计值。
抗震设计时，其表达式为S≤γRe
式中，γRe―承载力抗震调整系数。
对钢筋混凝土构件，按表2-1中的规定采用，当仅考虑竖向地震作用时，各类结构构件的承载力抗震调整系数均采用1.0。
表1承载力抗震调整系数
构架
类
别
梁轴压比小于0.15的柱轴压比不小于0.15的柱
剪力墙各类构
件
节点
受力状态受弯偏压偏压偏压局部承压受剪、偏拉受剪
γRe0.750.750.800.851.00.850.85
在抗震设计中一般采用材料在非抗震设计时的许可强度值，但是必须要引入承载力抗震调整系数γRe来提高其承载力。对于轴压比小于0.15的偏心受压柱，其承载力抗震调整系数与梁相同[4]。
2、高层建筑基础设计要求
无论高层建筑还是普通建筑，基础设计都是至关重要的。要保证建筑物的基础有足够的抗压强度和足够的稳定性，将地基的变形限制在允许的范围之内，地基的压强设计值p不大于地基的许用承载力设计值F，即
p=[（F+G）/a]≤F
式中F―上部结构传至基础顶面的竖向力设计值
G―基础自重和基础上的土重设计值
a―基础底面面积
F―地基承载力设计值（是经深度、宽度修正后的地基承载力）
地基的变形计算值Δ不大于地基的允许变形值Δmax。由于基础需要长期在地下容易受到潮湿的环境，有时甚至会受到地下水的浸渍。基础应该采用具有高耐久性的材料，并且在混凝土中应该适当加大钢筋保护工作。要将建筑物整体的刚度和相邻建筑物的影响综合考虑，做到安全、经济并有足够的强度。
3、减轻高层建筑结构的自重
在高层建筑的结构设计中，如何减轻自重是个十分有意义的问题。单从地基的承载能力或桩基的承载能力来考虑，同样的桩基或者地基，在不加基础造价或处理措施的情况下，减轻建筑物的自重，将会有显著的经济效益。同样，减轻建筑物的自重对建筑物提高自身的抗震性能是一个十分有效的办法，比较轻的自重就会使建筑物在地震上下振动时的惯性大幅减弱，从而减弱对基础造成的冲击。高层建筑的重心比较高，由于地震的作用，在建筑物低层会作用很大的倾覆力矩。由于惯性的作用，在竖直方向上，构件会产生比较大的附加轴向力。所以，在保证设计要求的前提下，减轻建筑物自重就显得尤为重要[3]。
四、结语
如今摩天大楼在世界主要城市已经随处可见，高层建筑的结构设计也给工程设计人员带来新的挑战。在高层建筑结构设计中，工程设计人员必须综合考虑各项设计原则和实际因素，确保高层建筑物的结构设计安全，消除设计安全隐患。
参考文献：
[1]黎藜，李志.高层建筑结构设计浅析[J].中国建筑企业，2011（6）：27-28.
[2]杨利，席艳.浅谈高层建筑结构设计的注意事项[J].城市建设理论研究（电子版），2011（16）.
高层建筑的地基结构篇4
【关键词】高层建筑；结构设计；设计原则；问题
随着我国科技的进步，建筑行业得到了不断发展，在建筑建设过程中，建筑的使用性能得到了大幅度提升，从而为为高层建筑结构设计创造了有利条件。然而，对目前而言，我国高层建筑结构设计中仍存在着着一些问题，影响到建筑结构的耐久性和安全性。因此，本文结合工作实践，主要论述了高层建筑结构设计的特点及相关问题，以供参考。
1高层建筑结构的特点
高层建筑结构与低层的建筑结构不同，它承受着水平荷载和竖向荷载，其中水平荷载是由风荷载或地震作用所产生的，竖向荷载主要由于建筑物自重所引起的。通常情况下，低层建筑结构受到的水平荷载比较小，竖向荷载也比较小。但在高层建筑中，外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响，并且是对高层建筑荷载的主要因素。随着建筑物高度的不断增加，高层建筑的位移较快的增长。但是，高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度，还会对建筑物的使用产生影响。鉴于此，在进行高层建筑结构设计的时候，必须将侧移控制在合理的范围之内，使高层建筑物的舒适度不会影响人的使用要求。
2高层建筑结构设计的原则
（1）选择合理的计算简图。在计算简图的基础上，对高层建筑结构设计进行计算，如果计算简图的选择不合理，会造成结构不合理，容易出现由于结构不合理而发生安全事故。所以，要保证建筑结构设计的安全，必须选择合理的计算简图，计算简图尽可能反映结构的受力情况；计算简图尽可能使力学计算简化。此外，为了保证计算简图的安全，在实践中，我们需要采取相应的构造方法。在实际的结构设计中，其结构节点不仅仅局限于刚节点或者饺节点，将计算简图的误差尽量控制在规范的规定范围内。
（2）选择合理的基础设计。在进行基础设计选择的时候，需要按照高层建筑的地质条件进行。并且，对高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析，同时对施工条件以及相邻建筑物的影响进行全面的考虑，在综合分析和考虑的基础上选择科学合理的基础方案。需要注意的是，基础方案的选择需要使地基的潜力能够得到最大的发挥，必要时需要对地基变形进行检测。
（3）选择合理的结构方案。合理的结构方案必须满足高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求，符合安全、经济、合理的原则，以获得最佳的结构设计方案。受力在明确、传力简单是结构体系的基本要求，在相同的结构单元中，应该选择相同的结构体系。选择合理的结构方案的时候，需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等，在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择，以确定最佳的结构方案。
3高层建筑结构设计中相关问题分析
3.1高层建筑结构受力性能问题
在高层建筑的初步方案设计时，建筑结构设计人员考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。高层建筑底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在高层建筑方案的初步设计阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。
3.2高层建筑结构设计中的侧移和振动周期
建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面：合理控制结构的自振周期控；制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。
（1）结构自振周期
高层建筑的自振周期（t1）宜在下列范围内：
框架结构：t1=（0.1～0.15）n
框―剪、框筒结构：t1=（0.08～0.12）n
剪力墙、筒中筒结构：t1=（0.04～0.10）n
n为结构层数。
结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内：
第二周期：t2=（1/3～1/5）t1；第三周期：t3=（1/5～1/7）t1。
（2）共振问题
当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。
（3）水平位移特征
水平位移满足高层规程的要求，并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时，地震力的大小与结构刚度直接相关，当结构刚度小，结构并不合理时，由于地震力小则结构位移也小，位移在规范允许范围内，此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全；其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外，不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型；框架结构的位移曲线应为剪切型；框―剪结构和框―筒结构的位移曲线应为弯剪型。
3.3位移限值、剪重比及单位面积重度
（1）位移限值在结构整体计算的输出结果中，结构的侧移（包括层间位移和顶点位移）是一个重要的衡量标准，其数值大小从一个侧面反映出结构的整体刚度是否合适，过大或过小都说明结构刚度过小或过大，以致要引起设计者对其中的结构体系选择、结构的竖向及平面布置合理性的再思考。
（2）剪重比及单位面积重度结构的剪重比（也即水平地震剪力系数）λ=VeK/G是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标，其大小主要与结构地震设防烈度有关，其次与结构体型有关，当设防烈度为7、8、9度时，剪重比分别为0.012，0.024，0.040；扭转效应明显或基本周期
以上两个指标不仅在施工图设计阶段，而且在初步设计阶段都是非常重要的数据，其数值正常与否从另一个侧面反映出结构体系的选择是否合适，结构布置（包括构件截面确定）是否合理，电算数据输入是否正确，以及最后决定电算结果是否可信可用等，因此结构设计者对这两个指标切不可掉以轻心，更不可认为是无关紧要的。
4结语
总之，高层建筑结构设计是一项技术性和综合性很强的工作，它对建筑设计具有十分重要的指导意义。随着高层建筑也在日新月异的发展，对结构设计的要求也越来越高。本文通过分析了高层建筑结构的特点和原则，提出了高层建筑结构设计中相关问题，旨在为类似的工程提供参考依据。
【参考文献】
高层建筑的地基结构篇5
【关键词】超高层建筑；基础结构；设计；
中图分类号：tU208文献标识码：a.
引言：基础是整个建筑工程的重要部分，其重要性在结构、占比、造价、工时上有着全面的体现，是建筑设计、建设和施工单位高度重视的关键部位和环节。超高层建筑基础设计工作中只有通过全面了解情况、优化基础选型、全面科学计算等工作才能够确保超高层建筑基础的安全性和功能，同时确保超高层建筑基础工程造价的可控和降低。在超高层建筑基础实际的设计工作中要对基础选型影响因素进行控制，坚持基础选型的原则，通过对超高层建筑框架结构、箱(筏)和桩箱(筏)种类基础的有效设计和全面控制，实现超高层建筑基础设计的目标，促进超高层建筑基础功能的完善，真正完成超高层建筑基础设计的系统性、全面性的目标。
一、超高层建筑结构设计原则
（1）选择适合的基础方案
应该根据工程的上部载荷分布和结构类型，地质条件，施工条件以及相邻的建筑物影响等各种因素进行综合性分析，选择既合理又经济的方案，必要时要进行地基变形演算，在进行设计时要最大限度地发挥地基的潜力。在进行基础设计时，应该参考临近建筑资料和进行现场查看，要有详细的地质勘查报告，一般情况下，在一个结构单元内部适合用两种不同的类型。
（2）对计算结构进行正确分析
高层建筑结构设计普遍运用计算机技术，但是，往往不同的软件会得出不同的计算结果。所以，对于程序的适用条件、范围等设计师应该进行全面的了解。因为软件本身有缺陷、人工输入有误或者程序与结构的实际情况不相符合，在计算机辅助设计时，都会造成错误的计算结果，所以，在拿到电算结构时要求结构工程师要慎重校对，认真进行分析，做出合理的判断。
（3）选用适当的计算简图
.为了保证结构的安全，在选择计算简图时要选择适当的计算简图。如果计算简图选用不当，则会造成结构安全隐患，要有相应的构造措施来保证计算简图。为了减少计算简图的误差，实际结构的节点应该保证在设计所允许的范围之内，因为其不能是纯粹的刚结点。
（4）采取相应的构造措施
强剪弱弯、强柱弱梁、强压若拉、.强节点弱构件、.注意构件的延性性能原则是在结构设计中要始终牢记的。要注意钢筋的锚固长度，特别是钢筋执行段锚固的长度。要加强薄弱部位，考虑温度应力的影响。
（5）合理选择结构方案
要选择一个切实可行的结构体系与结构形式，一个经济合理的结构方案是一个合理设计的保证。结构体系应该传力简捷，受力明确。地震区应力求平面和竖向规则，同一结构单元不宜混用不同结构体系。总之，必须综合分析工程的材料、施工条件、设计要求、地理环境等，并且要与水、电、建筑等专业进行充分的协商，以此为基础确定结构方案，为结构选型，最好进行多方案比较后选用较为优秀的.
二、超高层建筑基础选型工作的要点
2.1超高层建筑基础选型的影响因素
2.1.1超高层建筑上部结构对基础选型的影响
上部结构对超高层建筑基础类型、深度、浮力等参数存在着直接的影响，由于上部结构种类的不同，会引起超高层建筑基础荷载大小和分布的不同，要在设计超高层建筑基础予以注意。同时，不同类型的超高层建筑上部结构会因自身的类型不同而产生不同的沉降幅度和变形幅度，因此，带来超高层建筑基础形式上的不同。地下室的种类和形状也会对基础选型有一定影响，要在设计超高层建筑基础时做以重点考量。
2.1.2地质条件对超高层建筑基础选型的影响
地质条件中两项情况对超高层建筑基础选型影响最为显著，一是，地基持力层情况，持力层是承受超高层建筑基础负荷的土层，要根据持力层承载能力大小和压缩模量变化幅度选择超高层建筑基础类型；二是，穿越土层基本状况，应该根据土层中地下水影响和桩基穿越能力的大小选择超高层建筑基础的类型。
2.1.3周围环境因素对超高层建筑基础选型的影响
一是，超高层建筑施工的振动和噪声要对基础带来各种影响，因此需要对此加以控制和预防，以便超高层建筑基础能够持久、稳定和安全。二是，超高层建筑施工中的空间因素也会给基础类型带来一定的影响，要选择既利于施工有利于稳定的超高层建筑基础类型。三是，超高层建筑施工中挤土效应，超高层建筑基础桩基的入土和挤土会产生挤土效益，这会对周边建筑和地下管网造成影响，应该从最小影响原则出发，优先选择挤土效应最小的桩基方式进行超高层建筑基础施工。
2.1.4超高层建筑基础桩种类的影响
不同种类的基础桩有着不同的尺寸，应该从持力层性质、安全性要求、超高层建筑负荷等主要方面确定基础桩的类型和规格，使其满足超高层建筑总体施工建设的需要。
2.1.5超高层建筑基础施工的工期
工期是设计超高层建筑基础类型的重要参考参数，要在确保超高层建筑基础施工速度、施工质量和施工效益的基础上形成最为科学的施工
工期，实现超高层建筑总体价值的全面兼顾。
2.2超高层建筑基础选型的基本原则
超高层建筑基础选型应该坚持的原则有：一是，多样式原则，超高层建筑基础设计单位应该全面掌握各种超高层建筑基础类型，并有针对性地选择社会和综合价值较高的超高层建筑基础类型。二是，经济性原则，超高层建筑基础设计要追求最佳的经济效益，因此，设计超高层建筑基础时要考虑到成本控制、施工进度的重要因素，全面提高超高层建筑基础设计和施工的经济性。三是，总体优化原则，超高层建筑基础设计单位要对各种设计综合起来，将各种设计的优势集中起来，形成优化的超高层建筑基础设计，以实现超高层建筑建设的基本目标。
三、超高层建筑基础设计的方法
当前超高层建筑基础设计采用上部结构与地基、基础共同作用的分析方法,这种方法中地基、基础、上部结构之间同时满足接触点的静力平衡以及接触点的变形协调两个条件,即将上部结构、基础和地基三者看成是一个彼此协调的整体。这种从整体上进行相互作用的分析方法难度较大,计算量庞大,对计算机的性能及存储量要求较高,只在较复杂或大型基础设计时,按目前可行的方法考虑地基-基础-上部结构的相互作用。共同作用分析方法的进步之处仅在于它考虑了上部结构的刚度，这一优势是传统设计方式所不具备的。
四、做好超高层建筑基础设计的要点
1框架结构基础设计的要点
在超高层框架结构基础设计时,基础宜柔不宜刚;若地基土为高压缩性,则基础宜刚;当采用桩基时,可考虑采用变刚度布桩的方式(如改变基础中部桩径或桩长、加密中部布桩),以调整地基或桩基的竖向支承刚度,使差异沉降减到最小,从而减小基础或承台的内力。
2箱(筏)基础设计的要点
对超高层建筑箱(筏)基础设计时,考虑上部结构参与工作有利于降低箱基的整体弯曲应力。建议采用共同工作整体分析进行计算,这样算得的整体弯曲箱基底板钢筋应力才比较符合实际;另外,共同作用使得上部结构下面几层边柱(墙)出现较大内力,采用常规设计方法时应提高边柱(边墙)的内力。
3桩箱(筏)基础设计的要点
超高层建筑桩箱(筏)基础上部荷载满布，可采用变刚度布桩的方式,调整桩基的竖向支承刚度,从而调整桩顶反力分布;若考虑利用桩间土分担上部荷载,充分发挥箱(筏)底桩间土的承载力,可适当增加基础中部桩的间距;另外,若上部结构为剪力墙,则桩宜沿剪力墙轴线布置,这样与
满堂布桩相比可以大大减小底板的厚度。
参考文献
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[2]王荣彦,徐玲俊,张亚敏.郑州东区超高层建筑基础选型探讨[J].岩土工程界,2005(12)
[3]徐鼎新.改进基础设计降低工程造价――谈上海超高层建筑基础设计改进的几点经验[J].建筑施工,1990(02)
高层建筑的地基结构篇6
关键词：高层建筑;结构设计;常见问题
中图分类号：tU97文献标识码：a一、前言
高层建筑结构设计是针对高层建筑特性的建筑结构设计，在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下，按照相关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并寻求优化的过程。随着我国建筑业的迅猛发展，建筑物的高度日益增加，建筑类型和功能日新月异，结构体系各式各样，高层建筑结构设计成为工程设计人员在设计工作一个重点和难点。高层建筑的上层结构载荷很大,基础底面压力也很大,应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。本文研究了结构基础设计的常见问题,并研究相关的解决方案。
二、高层建筑结构设计特点
对于一个高层建筑基础，高层建筑应采用整体性好,可以满足要求的地基承载力和可以变形结构及可以调整不均匀沉降的基础形式,宜采用筏板基础或整体柱的筏板基础，箱形基础必要时可以使用。当地质条件较好,能满足要求的地基承载力和变形,在形式的交叉梁基础或其它基础;当地基承载力和变形不满足设计要求,采用桩基和复合地基。高层建筑纵横比大于4，建筑物基础底面不应该是一个零应力区;长宽比不大于4的高层建筑物,零应力之间的基础底面与地基面积不应超过15%面积的基础底面。计算、质量偏心距较大的裙楼与主楼可以单独考虑。
基础应当有一定的埋深。确定基础的埋深时，首先要考虑的是建筑物在使用功能和用途方面的要求，例如必须设置地下室、带有地下设施、属于半埋式结构物等，在选择持力层和基础埋深时，应通过工程地质勘察报告详细了解拟建场地的地层分布、各土层的物理力学性质和地基承载力等资料。当确定埋深深度后,建筑的高度应综合考虑,建筑物本身大小、地基、抗震设防烈度和其他因素。埋置深度从基础底面至室外设计地坪的垂直距离,并应符合以下要求:1)天然地基和复合地基,房子1/15的高度；2)桩基础,理想的房屋高度的1/18(包括桩长度不计数)。当建筑与岩石地基或采取有效措施,在满足要求的前提下,地基承载力、稳定性、地基深度比规则适当的放松。基础滑移可能产生,有效防滑应采取的措施。高层建筑的基础和与其相连的裙房的基础,设置沉降缝的基础,应考虑侧向约束高层主楼基础有一个可靠的和有效的深度,不设置沉降缝时,应采取有效措施,减少沉降差和影响。高层建筑基础不应低于C30强度等级的混凝土。当要求的防水,混凝土抗渗等级埋置深度应根据项目符合GB50108-2008的地下工程防水技术规程要求,如果有必要可以设置泄流层。抗震设计时，基础宜沿两个主轴方向设置基础系梁，剪力墙基础应具有良好的抗转动能力。
三、高层建筑结构基础设计中存在的常见问题及解决办法
1.目前国内高层建筑基础设计为直接采用标准的计算机程序对各种荷载效应组合和相同的基础或桩基础承载力的特点设计，风荷载和地震作用主要引起高层建筑边角竖向结构较大轴力,将此短期作用与永久作用同等对待,加大了边角竖向结构的基础，相应重力荷载长期作用下中部竖向结构基础未得以增强，导致一些高层建筑的地下室出现底部侧壁裂缝现象的典型的八字裂缝典型盆式差异沉降。建议重力荷载和风荷载组合,承载力特征值可适当增加了1.1倍到1.2倍,，重力荷载与地震作用组合时，承载力特征值可按现行《建筑抗震设计规范》予以提高。因此,高层建筑基础设计应减少长期的基础变形和变形差异以中性负荷为主,计算地面变形,基于地面荷载作用效应使用正常使用极限状态下的荷载效应准永久组合,不计入风荷载和地震作用。
2.高层建筑结构基础嵌岩时，宜在基础周边及底面设置砂质或其他材质褥垫层，垫层厚度可取50mm—100mm，不宜采用肥槽填充混凝土做法。筏板基础平面尺寸应根据地基土的承载力,上部结构的布局和载荷分布因素决定,偏心距的计算可以被取消。平板式筏厚度可以根据计算确定的冲切承载力,仍不平衡力矩效应应被视为在部分额外的剪切厚度不应小于400mm。筏板基础应该是双向钢筋网片配置,分别在板上表面和底部,钢筋间距不小于150mm,不应该大于300mm;受力钢筋直径不宜小于12mm。梁板式筏基梁宽小于柱宽时，可将肋梁在柱边加腋，并满足构造要求。墙柱的纵向钢筋贯通基础梁，并从梁上皮起满足锚固长度的要求。梁板式筏基的梁高取值应包括底板厚度在内，梁截面应满足正截面受弯及斜截面受剪承载力，并应验算基础梁顶面柱下局部受压承载力。梁高不宜小于平均柱距的1/6。
3.在各种领域的桩基础设计中应因地制宜,根据类型选择桩,桩的承载力技术、承载力取值有各自的成熟经验,许多省、城市区域有具体规范。选择桩基和承台的设计应根据上部结构类型、荷载大小通过土壤和桩,桩端支承层土壤、地下水位、施工条件和经验,桩材料供应等因素综合考虑。桩基竖向承载力、水平承载力和隆起承载力等,应基于静载试桩结果,以确保安全和经济。测试桩在桩长度、不同岩土采取逆向选择,根据勘察报告提供的桩基和桩基础设计参数规范经验系数法的桩基承载力可作为设计参考。甲级设计等级的桩基础、建筑体型复杂或桩端以下存在软弱土层的乙级设计等级的桩基础、桩基沉降的桩基施工和摩擦桩在桩基础应进行沉降计算。或受到高水平的永久性建筑物水平位移的严格的桩基,应检查其水平位移。
4.箱形基础平面尺寸应根据负荷大小和布局的上部结构和地基土承载力确定等因素。应该是毗邻建筑在外墙,内墙沿上部结构的柱网或剪力墙位置统一布局,墙水平截面面积不应小于尺寸的箱形基础墙外包1/10的水平投影面积。基本平面长宽比大于4箱形基础,其垂直和水平截面面积不应小于外壁箱形基础外包规模1/18的水平投影面积。高度的箱形基础结构来满足承载力、刚度和建筑使用功能的要求,一般不应少于1/20的箱形基础的长度,且不应小于3米，此处箱基长度不计墙外悬挑板部分。箱形基础墙开口应该集中在列之间的部分,洞口和承载力的过梁需要的计算。
四、结语近年来，高层建筑发展十分迅速，建筑造型新颖独特，建筑物的高度与规模不断增加。随着高层建筑进一步的发展，满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型都将日趋复杂且多元化。实践表明在高层建筑的结构设计与施工过程中，设计、技术人员只有概念清晰，措施得当，才能不断地完善和发展高层建筑。总之，在高层建筑结构设计中，基础设计极其重要，扎实、适用的基础，是确保高层建筑质量的关键所在。在进行高层建筑结构设计时，要结合当地情况，考虑好可能存在的一系列影响因素，把基础设计做好。
参考文献：
[1]何俊旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程,2012.2:214.
高层建筑的地基结构篇7
关键字：高层结构特点选型
一.高层建筑结构特点
①水平荷载对结构的影响大，侧移成为结构设计的主要控制目标之一。对一般建筑物，其材料用量、造价及结构方案的确定主要由竖向荷载控制，而在高层建筑结构中，高宽比增大，水平荷载（包括风力和地震力）产生的侧移和内力所占比重增大，成为确定结构方案、材料用量和造价的决定因素。其根本原因就是侧移和内力随高度的增加而迅速增长。
②楼（屋）盖结构整体性要求高。高层建筑结构的整体共同工作特性主要是各层楼板（包括楼面梁系）作用的结果，由于楼板在自身平面内的刚度很大，变形较小，故在高层建筑中一般都假定楼板在自产生平面内只有刚移（仅产生平动和转动），而不改变形状，并忽略楼板平面之外的刚度。因此，在高层建筑结构中的任一楼层高度处，各抗侧力结构都要受到楼板刚体移动的制约，即所谓的位移协调，这时抗侧刚度大的竖向平面结构必然要分担较多的水平力。
③高层建筑结构中构件的多种变形影响大。在一般房屋结构分析中，通常只考虑构件弯曲变形的影响，而忽略构件轴向变形和剪切变形的影响，一般是因为其构件的轴力和剪力产生的影响很小。而对于高层建筑结构，由于层数多、高度高，轴力很大，从而沿高度逐渐积累的轴向变形很显著，中部构件与边部、角部构件的轴向变形差别大，对结构内力分配的影响大，因而构件中的轴向变形影响必须加以考虑。
④结构受到动力荷载作用时的动力效应大。根据结构本身的特点不同，如结构的类型与形式，结构的高度与高宽比，结构的自振周期与材料的阻尼比等的不同，结构受到地震作用或风荷载作用时，产生的动力效应对结构的影响也不同，有时这种动力效应严重影响结构物的正常使用，甚至造成房屋的破坏。
⑤扭转效应大。当结构的质量分布、刚度分布不均匀时，高层建筑结构在水平荷载作用下容易产生较大的扭转作用，扭转作用会使抗侧力结构的侧移发生变化，从而影响各个抗侧力结构构件（柱、剪力墙或筒体）所受到的剪力，并进而影响各个抗侧力结构构件及其他构件的内力与变形。因此，在高层建筑结构设计中，结构的扭转效应也是不可忽视的问题。
⑥必须重视结构的整体稳定和抗倾覆问题。在高层建筑结构设计中，应该重视结构的整体稳定性与结构的抗倾覆能力，防止结构发生整体失稳的破坏情况。
⑦当建筑物高度很大时，结构内外与上下的温差过大而产生的温度内力和温度位移也是高层建筑结构的一种特点。
二.高层建筑结构选型
搞好结构工程的关键在于结构选型。.地震区高层建筑的体系选型,实际上属于抗震概念设计范畴,他是在总结震害规律及工程经验的基础上,以宏观概念为指导,正确地解决高层建筑的总体方案,选择合理的结构体系,以达到合理抗震。.通常应选择对抗震有力的地段,选用整体性较好的基础,立体结构应具有合理的地震作用传递途径,拥有多道抗震防线,具有必要的刚度和强度,具有合理的刚度和强度分布,避免竖向刚度的突变。另外亦宜选择风压体型系数较小的形状并避免高宽比过大.
对于多层或高层建筑,其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加，由于以下两个原因,竖向结构体系成为设计的控制因素,较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒,更重要的是,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多,必须精心设计。高层建筑的竖向结构体系从上到下一层层地传递累积的重力荷载,因此要求较大柱或墙截面来承受这些荷载，同时,这些竖向结构体系还必须把风荷载或地震作用等侧向荷载传给基础。可是,与竖向荷载相比,侧向荷载对建筑物的效应不是线性的,而是随建筑物的增高而迅速增大。当多层建筑的结构按恒载及活荷载设计时,柱、墙、楼梯或电梯井就自然能承受大部分水平力,高层建筑并非如此.为了使高层建筑足以抵抗相当大的侧向荷载和侧移,常常不得不进行专门的结构布置,柱、梁、墙和板的截面总是要大一些。
三.高层建筑结构体系选型与结构设计的关系
对于非地震区的高层建筑，水平荷载要以风荷载为主，所以高层建筑选型宜选用利于抗风作用的建筑体型，即风压体型系数较小的圆形、椭圆形等建筑体型。流线型的建筑体型及由下而上逐渐变小的截锥形体型也有利于抗风。在结构平面布置时，宜采用平面形状与刚度分布较均匀对称的结构，减轻风荷载作用之下扭转效应对结构内力以及变形造成的影响，并限制结构高宽比，防止倾覆。
而对于地震区高层建筑的结构体系选型，实际上是属于抗震概念设计的范畴，通过以宏观概念为指导，选择合理的方案和结构体系，达到合理抗震目的。如选用整体性较好的基础，立体结构具有合理的地震作用的传递途径、合理的刚度及强度分布等。
另外，高层住宅建筑根据其使用功能的特点，要在平面内布置许多纵、横内隔墙，而剪力墙结构能够使发挥结构作用的剪力墙和发挥分隔作用的纵、横内隔墙统一起来，显示它们在住宅建筑中的优越性。再加之它施工又方便，技术经济指标比较好、抗震性能比较可靠，因此，剪力墙结构体系应为高层住宅体系选型的首选。但是像高层旅馆的公共部分（比如大厅、会议室等）及公寓的某些部分常常要求较大的空间，这时就要优先考虑框架或框剪结构体系。
四.高层建筑结构选型的若干思考
选型工作具有很强的综合性包含大量确定与不确定的因素,受诸多条件和因素影响,高层结构是否合理、经济的关键,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性,施工条件,技术能力,施工工期,建筑材料和能源供应,建筑美学要求包括建筑群及其环境的配合建设场地的地形地貌自然灾害等等。
4.1竖向承重结构的选型在对竖向承重结构进行选型时,首先考虑的是建筑物的高度和用途。不同结构体系的强度和刚度是不一样的,因而它们适应的高度也不同。一般说来,框架结构适用于高度低、层数少、设防烈度低的情况;框架―剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;层数很多或设防烈度较高时,可用筒体结构。当建筑物的高度超出表中数值时,要进行专门的研究,采取有效的措施。选择结构体系应考虑的另一个因素是建筑物的用途。目前国内高层建筑按用途大体上可分三大类:住宅、旅馆及公共性建筑(办公、商业、科研、教学、医院等)。住宅建筑一般采用剪力墙结构。
4.2水平承重结构的选型水平承重结构对保证建筑物的整体稳定和传递水平力有重要作用。水平承重结构选型通常有以下几种,平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖。平板体系:平板体系采用单向板或双向板,常用于剪力墙结构或筒体结构。其优点是板底平整,可以不加吊顶,结构高度低,可以降低层高。但当跨度大时,采用平板较困难,一般非预应力平板不宜超过6m,预应力平板不宜超过9m,否则平板厚度过大,楼面重量太大。采用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚。无梁楼盖:在层高受限制情况下,公用建筑常采用无梁楼盖。无梁楼盖最好带现浇柱帽,以加强板柱连接的可靠性。无梁楼盖的合适跨度是:普通钢筋混凝土楼面6m以内;预应力混凝土楼面可达9m。密肋楼盖:密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制的情况下。筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖。当采用装配式楼板时,框架－剪力墙结构应加混凝土现浇面层。楼盖结构应满足:房屋高度超过50m时,框架―剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇搂盖结构;剪力墙结构和框架结构宜采用现浇结构。房屋高度不超过50m时,8、9度抗震设计的框架-剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构;6、7度抗震设计的框架-剪力墙结构可采用装配整体式楼盖;框架结构和剪力墙结构可采用装配整体式结构。同时对于现浇楼盖,混凝土强度等级不宜低于C20,也不宜高于C40。
4.3下部结构的选型高层建筑的基础是高层建筑的重要组成部分。它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。高层建筑基础形式选择的好坏,不但关系到结构的安全,而且对房屋的造价、施工工期等有重大的影响。高层建筑基础形式通常有以下几种:(1)柱下独立基础:适用于层数不多、土质较好的框架结构。当地基为岩石时,可采用地锚将基础锚固在岩石上,锚入长度≥40d。(2)交叉梁基础:即双向为条形基础。适用:层数不多、土质一般的框架、剪力墙、框架－剪力墙结构。(3)片筏基础:适用于层数不多土质较弱或层数较多土质较好时用。当基岩埋置深度很深,地下水位又很高,但是在距地表不深处有一定承载力和一定厚度的持力层时,选用片筏基础比选用桩基础可以节省投资和缩短工期。但片筏基础的刚度较弱,应注意对基础不均匀沉降、变形和裂缝进行验算。当地下水位很高时,还要进行抗浮验算。(4)复合基础:适用于层数较多或土质较弱时采用。CFG桩复合地基是高粘结强度复合地基代表,目前它已大量应用于高层建筑地基。它既可适用于条形、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。可用于填土、饱和土及非饱和土粘性土。
结语：高层建筑物有效地减轻了住房压力,但必然也带来了安全隐患,其结构设计显得尤为重要，随着设计理念的不断发展,高层建筑物必将朝着更加合理的方向发展。高层建筑结构的选型与结构布置直接影响着结构的安全性与经济性，设计中应根据房屋的高度、高宽比等多方面因素选取合理的结构体系。
参考文献
[1]沈蒲生．高层建筑结构设计[m]．北京:中国建筑工业出版社,2006.
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高层建筑的地基结构篇8
【关键词】建筑工程；地基结构设计；地基计算；桩基设计
建筑工程地基结构设计等级分为甲级、乙级、丙级三种。甲级用于30层以上的高层建筑、大面积的多层地下建筑物、体型复杂层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物、复杂地质条件下的坡上建筑物、对地基变形有特殊要求的建筑物、对原有工程影响较大的新建建筑物、场地和地基条件复杂的一般建筑物、位于复杂地质条件上地下室的基坑工程、开挖深度大于15m的基坑工程以及周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程等；乙级用于除甲级、丙级以外的基坑工程、工业与民用建筑物；丙级用于次要的轻型建筑物、场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物以及非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保护要求不高且开挖深度小于5.0m的基坑工程。
一、建筑工程中地基结构设计的计算
1、地基计算前首先应确定基础埋深，基础埋深根据下列相关条件进行确定：（1）建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造；（2）作用在地基上的荷载大小和性质；（3）工程地质和水文地质条件；（4）相邻建筑物的基础埋深；（5）地基土冻胀和融陷的影响。除岩石地基外，基础埋深不应小于0.5米。高层建筑基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑稳定性要求。在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上箱形和筏形基础埋深不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的1/18。当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物基础。
2、地基稳定性计算；地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算。具体可按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.4.1条、5.4.2条、5.4.3条相关规定进行验算，山区地基（包括丘陵地带）的设计，还必须按照第6.1.1条中可能出现的设计条件进行分析认定，避免发生滑坡、泥石流、崩塌等引起房屋倒塌的事故。
3、地基承载力计算应满足《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.1条、5.2.2条相关规定。
4、地基变形计算；地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。建筑物地基变形值，不应大于地基变形允许值。建筑物地基变形允许值按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.3.4条中表5.3.4规定采用，建筑物地基最终变形量按照第5.3.5条进行计算。
二、建筑工程中地基结构设计的研究分析
1、桩基础设计。建筑工程地基结构设计过程中，当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求，可采用桩基础。（1）桩平面布置原则：同一结构单元不应同时采用摩擦桩和端承桩；各桩桩顶受荷均匀，上部结构的荷载重心与桩的重心相重合，群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩；大直径桩宜采用一柱一桩；筒体采用群桩时，在满足桩的最小中心距要求的前提下，桩宜尽量布置在筒体以内或不超出简体外缘一倍板厚范围之内；在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式；剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响，而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置；在纵横墙交叉处都应布桩，横墙较多的多层建筑在横墙两侧的纵墙上布桩，门洞口下面不宜布桩。（2）桩端进入持力层的最小深度：应选择较硬土层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d（d为桩径）；砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d；对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d，且不小于0.5m。桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩，桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m，嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时，嵌岩深度可适当减少，但不宜小于0.2m。当场地有液化土层时，桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层，进入深度应由计算确定，对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小于0.5m，对其他非岩石土且不宜小于1.5m。当场地有季节性冻土或膨胀土层时，桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定，其深度不应小于4倍桩径，扩大头直径及1.5m。（3）桩型选择原则。桩型的选择应根据建筑物的使用要求，上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。预制桩（包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩）适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层，且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土，穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到特别坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。
2、建筑物无地下室的地基结构设计。建筑物属于砌体结构应优先采用刚性条形基础，如毛石条形基础、四合土条形基础、灰土条形基础、混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础等，当基础宽度大于2.5m时，可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。多层框架结构，无地下室，荷载过大，地基较差的情况时，这时需采用十字交叉梁条形基础，以便减少不均匀沉降、增强整体性；框架结构地基较好，无地下室，荷载较小时，可选用独立柱基，在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》设柱基拉梁。框剪结构无地下室，地基较好，荷载较均匀时，可选用框架柱独立柱基，剪力墙下条基，抗震设防地区，柱基下设拉梁并与剪力墙下条基连结在一起。剪力墙结构不论有无地下室，地基较好，这种情况下可以选用交叉条形基础。如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求，又不宜采用桩基或人工地基时，可采用筏板基础。
3、建筑物有地下室的地基结构设计。建筑行业的不断发展，建筑物功能更为全面。现在的高层建筑一般都设有地下室。一般情况下有地下室的建筑物可采用筏板基础；在有地下室，地基较好，建筑物无防水要求，柱网、荷载较均匀的情况下，应使用筏板基础、钢筋混凝土交叉条形基础，或是选用独立柱基，抗震设防区加柱基拉梁；当基础地基较差，为满足地基强度和沉降要求，可采用桩基或人工处理地基；当有防水要求时，可选用筏板基础或箱形基础；另外建筑物属于框架结构，有地下室且上部结构对防水要求高，不均匀沉降要求严格，柱网均匀时，可采用箱型基础，柱网不均匀时，就采用筏板基础；如果地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时，采用箱形基础；要注意建筑物地基结构施工时无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。
结束语
建筑工程地基结构设计的关键是基础类型的选择，在地基结构设计的过程中，应该根据工程实际情况进行选型，以保证其设计的科学、合理。建筑地基工程的质量直接关系到建筑的安全和稳定，是建筑结构的根本，在结构设计中必须进行全面细致的设计，以保证建筑的安全性。
参考文献：
[1]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011.
高层建筑的地基结构篇9
【关键词】高层建筑；施工过程；混凝土工程
1.混凝土工程的结构体系
目前在高层建筑中常见的结构体系主要有以下四种。第一，框架体系。框架是由柱子和与柱相连的横梁所组成的承重骨架。框架体系的优点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的空间，能满足各类建筑不同的使用和生产工艺要求，因而应用十分广泛，可用于各类型的建筑，特别是公共建筑和旅馆建筑经常采用。框架体系的主要问题是侧向结构刚度差，抵抗水平荷载作用下的变形能力较差。在水平力作用下，框架结构底部各层梁、柱的弯矩显著增加，从而增大截面及配筋量，并对建筑平面布置和空间有一定的影响。第二，剪力墙体系。剪力墙体系是利用建筑物的内、外墙作为承重骨架的一种结构体系。剪力墙结构的刚度较框架结构为大，因此更适用于层数较多的高层建筑中。目前多用于40层以下的高层建筑，高度一般不宜超过140米。剪力墙本身把建筑平面化分成若干单元，开间小、变化少，非常适宜高层居住建筑和旅馆建筑。此外，剪力墙体系也适用于地震区建造的高层建筑。剪力墙的存在，使建筑平面布置和使用要求受到一定的限制。所以，一般不用于需要大空间或灵活开间的公共建筑中。第三，框架一剪力墙体系。框架一剪力墙体系即把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起而形成的结构体系。框架一剪力墙体系既有框架平面布置灵活的优点，又能较好地承受水平荷载，是目前国内外高层建筑中经常采用的一种结构体系，可应用于各种类型的建筑中。一般是用于层数为巧一30层的高层建筑，在12一15层范围内，采用此结构较为经济，框架可以是钢筋混凝土，也可以是钢结构，剪力墙采用钢筋混凝土。第四，框支剪力墙体系。框支剪力墙体系是把剪力墙结构的部分纵横落在底部一层或数层不落到底，采用框架支承上部剪力墙，形成了框支剪力墙结构。这类结构既育编足底部商店、餐厅等公共用房较大平面空间的需要，又具有较大的抗侧向荷载能力。
2.混凝土工程的特点和要求
由于建筑高度增加，电梯成为建筑内部主要的垂直交通工具，并利用它组织方便、安全、经济的公共交通系统，从而对高层建筑的平面布局和空间组合产生了重大影响。需要在底部和不同的高度设置设备层，在楼层的顶部设电梯间和水箱间。建筑平面、立面布置要满足高层防火规范的要求。由于高层建筑地下埋深嵌固的要求，一般要有一层至数层的地下室，作为设备层及车库、人防、辅助用房等。高层建筑主体是具有特定使用功能(居住、客房、办公、教室、病房等)的标准层，一般具有统一的层高、开间、进深和平面布局。由于建筑的高度高、体形大，需要更好地处理建筑造型和外饰面。对不同使用功能的高层建筑需要解决各方面的问题。
低层、多层建筑的结构受力主要考虑垂直荷载，包括结构自重和活荷载、雪荷载等。高层建筑的结构受力，除了要考虑垂直荷载作用外，还必须考虑由风力或地震力引起的水平荷载。垂直荷载使建筑物受压，其压力的大小与建筑物高度成正比，由墙体和柱子来共同承受。受水平荷载作用的建筑物，可以视为悬臂梁，水平力对建筑物主要产生弯矩，弯矩与房屋高度的平方成正比，即垂直压力。弯矩对结构产生拉力和压力，建筑物超过一定的高度，由水平荷载产生的拉力就会超过由垂直荷载或地震力的作用而处于周期性的受拉和受压状态。
对于不对称及复杂体型的高层建筑还需要考虑结构的受扭。因此，高层建筑必须充分考虑结构的各种受力情况，保证结构有足够的强度。高层建筑要保证结构刚度和稳定性，控制结构水平位移。由于水平荷载产生的楼层水平位移，与建筑物高度的四次方成正比。随着高度的增加，高层建筑的水平位移增大较强度增大更迅速。过大的水平位移会使人产生不舒服感，影响生活、工作;会使电梯轨道变形;会使填充墙或建筑装修开裂、剥落；会使主体结构出现裂缝;水平位移再进一步扩大，就会导致房屋的各个部件产生附加内力，引起整个房屋的严重破坏，甚至倒塌。必须控制水平位移，包括相邻两层的层间位移和全楼的顶点位移。建筑物层间相对位移与层高之比为/H，根据不同的结构类型和不同的水平荷载，应控制在1/400--1/1200。有抗震设防要求的高层建筑还必须具有一定的延性，使结构在强震作用下，当某一部分进入屈服阶段后，还具有塑性变形的能力，通过结构的塑性吸收地震力所产生的能量，使结构可维持一定的承载力。
3.混凝土工程的质量控制措施
由于高层建筑上部结构所承担的垂直荷载和水平荷载大，各种荷载最终要通过地下室和基础传递到地基。因此，对其基础选型和埋置深度与多层建筑不同。一般根据上部荷载、结构类型、地基情况和施工的不同综合考虑，选用筏型基础、箱型基础、桩基础和复合基础等。为了确保高层建筑的稳定性和满足地基变形的要求。其基础要有一定的埋置深度。采用天然地基时不小于建筑高度，采用桩基时不小于建筑高度的1/15，桩的长度不计在埋置深度内。抗震性高层建筑结构要抵抗竖向和水平荷载，在地震区，还要抵抗地震作用。在较低的建筑结构中，往往竖向荷载控制着结构设计；随着建筑高度的增大，水平荷载效应逐渐增大；在高层建筑结构中，水平荷载和地震作用却起着决定性作用。因此，在高层建筑结构设计时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要求有足够的刚度，使结构在水平荷载作用下产生的位移限制在一定的范围内，以保证建筑结构的正常使用和安全。另外，相对于多层建筑而言，高层建筑相对较柔，因此在地震区，高层建筑结构应具有足够的延性。也就是说，在地震作用下，结构进入弹塑性阶段后，仍具有抵抗地震作用的足够的变形能力，不致倒塌。这样可以在满足使用条件下能达到既安全又经济的设计要求。
4.结语
总之，当前高层建筑施工过程混凝土工程质量的控制措施包括施工过程中的工序质量控制、工程项目施工中的技术复合制度、质量控制点的设立和工程质量的预控。
参考文献
高层建筑的地基结构篇10
【关键词】高层建筑；住宅建筑；结构设计；安全性；措施
现阶段，我国城市建筑用地资源越来越紧缺，为了对土地资源进行合理运用，人们在最大程度上对土地空间进行利用，由此，高层建筑应运而生，并且得到了快速发展。建筑质量对人民群众满意度以及舒适度产生了直接影响，再加上我国城市化进程越来越快，城市高层建筑高度越来越高，建筑数量越来越多，但随之带来了建筑物安全问题越来越突出。因此，在高层建筑结构设计的时候，必须要遵循安全性原则。
一、高层住宅建筑结构设计安全性需要解决的问题
（一）设置嵌固端问题
通常情况下，高层住宅建筑都在建筑物中、人防顶板、地下室顶板等位置上设置。在高层住宅建筑中，人防以及地下室都具有十分重要的地位，但是，在高层住宅建筑结构设计过程中，设计师会将嵌固端设计忽略掉。例如，高层住宅建筑结构整体设计计算位置、高层住宅建筑嵌固端的上下层抗震等级一致性、嵌固端上下层中的刚度比限制问题等，在高层住宅建筑结构设计过程中，嵌固端设置具有重要地位，不能忽略其任何一方面，否则会直接影响到高层住宅建筑物的后期使用。
（二）建筑结构超高问题
高是高层住宅建筑最大的特征，建筑物自身的高度就很高，也正因如此，高层住宅建筑的结构设计难度有所增加。在国家抗震规范中已经对高层住宅建筑高度进行了严格控制和规定，特别是国家的新定范围里，十分明确地限制了高层住宅建筑物超高度问题。此外，当前高层住宅建筑在施工过程中会存在改动结构设计的情况，而施工计划却是按照原有建筑结构设计来进行施工，所以，高层住宅建筑实际施工情况与原定结构设计以及计划之间存在误差。由此，高层住宅建筑超高直接威胁到高层住宅建筑安全。
（三）适应新规范问题
在高层住宅建筑结构设计过程中，还存在着新规范与旧规范的适应问题，在建筑行业长期发展过程中，国家为高层建筑的结构设计工作制定了不同的规范。新规范和旧规范在细则方面变动比较大，新规范中有更多的限制条件来限制高层建筑，对于高层建筑安全性要求更严格。所以，在高层住宅建筑结构设计中，更加强调新旧规范更替性问题。
二、提升高层住宅建筑设计安全性的对策
（一）选用恰当的悬挑梁高度
在高层住宅建筑中，悬挑梁具有不可替代的作用，悬挑梁的作用主要体现在支撑方面。但是，在现在的高层住宅建筑中，设计师喜欢选择比较小的悬挑梁高，这样会导致高层住宅建筑的梁截面受压区中的应力太高。原因就在于，在设计师设计的过程中，设计师并没有对梁挠度进行详细的计算，由于梁高较小，导致梁截面受压区产生非线性的徐变，梁挠度越来越大，挑梁会出现严重变形，最终导致梁板出现裂缝[1]。伴随着挑梁变形越来越严重，裂缝也会越来越宽，直接影响到了高层住宅建筑的耐久性和适用性，更加挑战了高层住宅建筑结构的安全性。所以，在设计师对高层住宅建筑结构进行设计的过程中，选择梁高度的时候，要对梁挠度计算进行充分考虑，在高层住宅建筑结构计算过程中，减少计算存在的误差，将挑梁支撑力度增加。由于悬挑结构对于竖向的地震作用十分敏感，所以，将高层住宅建筑挑梁承载力增加，选用恰当的悬挑梁高度，不仅可以有效防止梁板裂缝的产生，更可以对高层建筑支撑力度进行保证，最终保证了高层住宅建筑的安全。
（二）为剪力墙开设洞口
国家对于高层住宅建筑的结构设计已经明确规定[2]，要求在高层住宅建筑中，如果剪力墙比较长，则需要开设洞口，把剪力墙分为若干墙段，每一墙段的长度都比较平均，墙段与墙段之间还要采用弱连梁对其进行连接，每一个独立墙段的高度与墙段长度之比不宜小于3，此外，墙肢截面的长度要小于或等于8米。国家的这项规定能够有效防止高层住宅建筑剪力墙破损，将高层住宅建筑剪力墙延性提升，对脆性破坏进行规避。在高层住宅建筑结构设计的时候，要尽量在剪力墙上开洞，使其可以形成弱连梁，将建筑剪力墙支持力度提升。除此之外，设计师还要加大梁宽，或者进行梁水平腋的设置，使建筑梁柱节点处可以形成刚域，这样可以将建筑梁柱支撑的力度提升，从本质上避免框架结构中出现梁柱偏心距较大等问题。
（三）提升建筑地基承载力
由于高层住宅建筑自身对地基要求更高，建筑压力也比较大，想要提升高层住宅建筑安全性必须要打好基础。在对高层住宅建筑实施基础设计的时候，设计师要对地基埋深工作进行强调，对地基埋深程度进行计算，从高层住宅建筑室外地坪到基础底面，都需要进行地基埋深程度的计算。在选择地基的过程中，首先采用天然地基[3]，原因在于，人们可以通过深埋地基这种方法来将天然地基稳定性和稳固性增加，将地基承载力提升，通过修正地基，可以提高地基承载力满足要求。通常情况下，高层建筑地下室的外墙会用钢筋砼墙，高层住宅建筑的地基外侧侧向刚度比较强，这便在高层住宅建筑地基侧向刚度方面将地基整体的稳定性提升。增加地下室地基整体结构的稳定性，有利于对高层住宅建筑的整体结构的协调变形，加强高层住宅建筑基础结构建设。
（四）遵循结构设计原则
在我国城市建筑过程中，高层住宅建筑不断增加，建筑结构变化越来越大，在高层住宅建筑结构设计中，新时代特征得以体现。当前高层住宅建筑结构设计过程中，重点和难点就是时代创新理念与质量安全相结合。在设计过程中，设计师要遵循设计基本原则，保证设计安全性。高层住宅建筑结构设计原则主要包括合理性原则、适合性原则以及适当性原则[4]。其中，高层住宅建筑结构设计的方案要具有合理性，结构设计的方案是后期高层住宅建筑行动的体系，因此，结构设计的体系必须要简洁和明确，设计师要对施工条件、地理环境、材料供应以及设计要求进行综合考虑，同时，选择结构设计方案的时候还要保证施工环境与工程要求相互统一。适合性原则是针对设计的基础方案提出的，要求设计师要根据地基环境以及工程选址条件来实施基础设计。
三、结语
虽然我国高层住宅建筑的数量逐渐上升，但是，施工企业不能盲目追求施工进度和速度，必须要注重建筑质量以及建筑安全。因此，在高层住宅建筑结构设计过程中，要对时展趋势进行把握，掌握建筑结构设计规范，选择符合高层住宅建筑实际情况的方案，从本质上提升高层住宅建筑安全性能。此外，设计人员还要不断更新设计理念和设计意识，端正自身态度，认真负责，设计出安全、高质量的高层建筑结构。
参考文献：
[1]杨克家，梁兴文，张茂雨，等.带加强层超高层建筑结构基于能力谱法的抗震设计[J].地震工程与工程振动，2010，（04）：254～255.