探究高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

南貴穎

摘要：本文將在高層住宅建筑的基礎(chǔ)上，對(duì)高層建筑住宅的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)影響高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)因素進(jìn)行全面分析，最后對(duì)改善高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題提出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：高層住宅;建筑基礎(chǔ);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求分析

在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面，一般人們都會(huì)把住房的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和舒適性這三方面的要求作為購(gòu)買住宅的前提條件。首先是高層住宅的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于開發(fā)商來(lái)說(shuō)，如何投入最小的成本獲得最高的利潤(rùn)是他們的建筑開發(fā)理念;對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，如何在最小的消費(fèi)范圍內(nèi)，購(gòu)買到質(zhì)量較好、設(shè)計(jì)美觀、布局大方的住宅是他們最根本的需求[1]。其次是高層建筑的實(shí)用性方面，在住宅的設(shè)計(jì)當(dāng)中，首要條件就是住宅的經(jīng)久耐用性，因?yàn)樽≌且环N被長(zhǎng)期使用的消費(fèi)品，如果在設(shè)計(jì)前期不注重其質(zhì)量結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，很容易縮短房屋使用的壽命，對(duì)消費(fèi)者的消費(fèi)感受也會(huì)有所影響。最后是對(duì)于舒適度的要求，設(shè)計(jì)住宅建筑時(shí)，不但要保證其實(shí)用性的要求，還要滿足其舒適度的要求。如住宅的采光、采熱、通風(fēng)等情況。另外在室內(nèi)空間的設(shè)計(jì)方面也要注重整體結(jié)構(gòu)的美觀和空間的設(shè)計(jì)，對(duì)于戶型的種類也要詳細(xì)設(shè)計(jì)劃分。

2.高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素分析

2.1住宅建筑受力剛度問(wèn)題

在住宅建筑的設(shè)計(jì)上，住宅上部結(jié)構(gòu)的剛度對(duì)房屋基礎(chǔ)的受力有直接的影響，當(dāng)住宅上部結(jié)構(gòu)的剛性絕對(duì)時(shí)，而地基又存在發(fā)生變形的情況，那么住宅建筑的各個(gè)構(gòu)件也會(huì)隨之發(fā)生下沉，且都是均勻下沉，雖然均勻下沉不會(huì)造成住宅結(jié)構(gòu)的整體彎曲，但會(huì)造成房屋結(jié)構(gòu)的局部彎曲。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)屬于絕對(duì)柔性的狀態(tài)時(shí)，在上部結(jié)構(gòu)沒有基礎(chǔ)作用力的情況下，如果基礎(chǔ)支撐梁發(fā)生變化，那將會(huì)是整體的彎曲變化[2]。因此，在住宅建筑的上部結(jié)構(gòu)中，無(wú)論是絕對(duì)的剛性還是柔性，都會(huì)對(duì)住宅結(jié)構(gòu)的主梁造成很大的影響問(wèn)題。

2.2地基因素

在住宅建筑中，地基的均勻性和穩(wěn)定性使影響房屋建筑穩(wěn)固性、安全性的重要原因，當(dāng)住宅建筑建設(shè)區(qū)域的土質(zhì)較硬沒有壓縮性時(shí)，其住宅基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的幾率為零，且上部結(jié)構(gòu)也不會(huì)有相對(duì)的次應(yīng)力產(chǎn)生。但是，在具體的住宅施工建設(shè)中，多數(shù)施工區(qū)域的土都是可壓縮性的土，這種可壓縮性導(dǎo)致在地基中經(jīng)常出現(xiàn)分散性、不均勻性的特點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致住宅建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在不同的位置出現(xiàn)的彎矩情況也不同。

2.3上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)條件與地基相互作用

在住宅建筑建設(shè)中，地基、住宅結(jié)構(gòu)以及連接點(diǎn)（基礎(chǔ)）是相互聯(lián)系的整體。從建筑結(jié)構(gòu)的整體性來(lái)說(shuō)，在各個(gè)部分的接觸點(diǎn)和連接點(diǎn)方面來(lái)說(shuō)住宅結(jié)構(gòu)的變形條件需要在內(nèi)力和其應(yīng)力的共同作用下才能進(jìn)行。住宅建筑的基礎(chǔ)部分和上部結(jié)構(gòu)的組成是板和梁，在對(duì)它們的共同作用進(jìn)行分析時(shí)，可以使用有限的差分法、單元法、條法等方法來(lái)構(gòu)建基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間的剛度矩陣，同時(shí)還要耦合剛度矩陣與變形協(xié)調(diào)條件。

3.高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵分析

3.1設(shè)計(jì)住宅建筑基礎(chǔ)框架

在高層住宅設(shè)計(jì)中，要盡量保證高層住宅框架結(jié)構(gòu)的柔性，但是如果地基是高壓縮情況下的話，那么住宅的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)框架就要增強(qiáng)其剛性。如果在設(shè)計(jì)中還牽涉到設(shè)計(jì)樁基，那么可以通過(guò)采用剛度布樁的形式來(lái)優(yōu)化樁基結(jié)構(gòu)，減少沉降現(xiàn)象發(fā)生的幾率，降低基礎(chǔ)承臺(tái)的內(nèi)力，從根本上提升高層住宅建筑的質(zhì)量。

3.2設(shè)計(jì)墻下基礎(chǔ)

墻下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)房屋建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。在建筑施工技術(shù)不斷創(chuàng)新優(yōu)化的基礎(chǔ)上，我國(guó)在房屋建筑方面普遍選用鋼筋混凝土作為主要建筑材料。這是因?yàn)殇摻罨炷辆哂锌箟毫?qiáng)、抗彎性高、抗伸拉性大等特點(diǎn)，因此被經(jīng)常應(yīng)用在地基承受能力較差和建筑上部載荷較大的高層建筑建設(shè)當(dāng)中。但是在墻下基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)上，要求抗壓性、剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)較高，抗拉性較弱，所以不適合廣泛應(yīng)用，只能應(yīng)用在低層建筑中。

3.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)樁箱

基礎(chǔ)樁箱設(shè)計(jì)是指箱、樁基礎(chǔ)聯(lián)合受力的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)適用于在軟土地基上建設(shè)高層建筑或者對(duì)沉降有特別要求的建筑當(dāng)中。在基礎(chǔ)樁箱的設(shè)計(jì)當(dāng)中，其重點(diǎn)內(nèi)容是制定布樁方案，由于不同方位的土壤屬性不同，因此在布樁時(shí)應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況選擇具有針對(duì)性的布樁方法，以此來(lái)提高建筑底部受力的均勻性，當(dāng)受力不均時(shí)，可以在中間位置加大樁間距，以保證其受力均衡。

總結(jié)

在高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，人們最關(guān)注的是住房結(jié)構(gòu)的美觀性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，在高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素方面，主要有住宅建筑受力剛度問(wèn)題、地基因素、上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)條件與地基相互作用等因素;在高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)上，主要有設(shè)計(jì)住宅建筑基礎(chǔ)框架、設(shè)計(jì)墻下基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)樁箱等三方面。也就是說(shuō)，在高層建筑住宅的設(shè)計(jì)方面，必須以消費(fèi)者的消費(fèi)心理為首要設(shè)計(jì)條件，然后再根據(jù)其影響因素制定完善的設(shè)計(jì)方法，從根本上提高高層建筑的建設(shè)質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用壽命，最大化開發(fā)商的收益水平。

參考文獻(xiàn)

[1]王浩.高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，（35）：855.

[2]鄭濤.高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2018，（22）：91.