趙春燕
[摘 要]當前,隨著城市化發(fā)展水平的不斷提高,高層建筑的建設數(shù)量和建設水平越來越高,而在這一過程中,人們對建筑自身的美感在發(fā)展的過程中出現(xiàn)了一定的問題,高層建筑設計的過程越來越復雜,這樣一來也就使得建筑設計專業(yè)的人員必須要采取有效的措施對其予以研究,這樣一來也使得基礎處理的難度大幅增加。本文主要分析了高層建筑主樓與裙樓間基礎整體設計方法,以供參考和借鑒。
[關鍵詞]沉降縫 主群樓基礎主體設計 沉降計算 計算
中圖分類號:TB482.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)04-0130-01
在高層建筑設計的過程中,為了更好的保證設計的效果,不能在設計中設置大量的沉降縫,對于地震地區(qū)而言就更不可能采取設置沉降縫的方式,所以在對高層建筑進行設計的過程中,采取了一些構造上的措施去對沉降量予以嚴格的控制,主樓和裙樓的基礎設計也就成了十分關鍵的一個環(huán)節(jié)。
1、主、裙樓基礎整體設計概述
主裙樓基礎整體設計通常就是指將主樓和裙樓的基礎采取一定的措施連接成一個整體對其加以設計,在這中間不會設置沉降縫,這樣也就很好的保證了建筑在空間上的連續(xù)性。
現(xiàn)代的高層建筑中,對其自身的綜合功能要求相對較為嚴格,同時對建筑的立面效果也有了更高的要求,再加上對通風采暖和電氣管線布置的要求也越來越嚴格,所以在設計的過程中已經(jīng)不能大量的設置沉降縫,在多地震地區(qū)更是無法實現(xiàn),因為沉降縫會將一個整體分成若干個獨立的個體,在地震的過程中會出現(xiàn)相互碰撞的現(xiàn)象,所以在這樣的情況下就可能會出現(xiàn)非常嚴重的震害問題。而一些平面設置相對較為合理的復雜型高層建筑并沒有設置沉降縫,所以在這一過程中一般也不會產(chǎn)生非常大的震害現(xiàn)象。所以在當前高層建筑設計和施工的過程中,會從總體上或者是構造上采取更加有效的措施來對沉降差予以嚴格的控制。
2、設計的主要步驟
2.1 結構分析
在結構分析法中,子結構法可以很好的闡釋上部結構的剛度和荷載凝聚的整個過程,上部結構的剛度和荷載箱基礎轉移的過程主要可以分成兩個階段,第一個階段是主樓的剛度、荷載箱裙樓面頂面的位置凝聚,第二個階段通常是已經(jīng)對主樓的剛度進行了充分的考量,在此基礎上的裙樓剛度荷載箱基礎頂面轉移的過程?;A結構分析和簡化的過程中為梁、板、筏等因素進行詳細的分析,所以從整體上來說,主裙樓基礎整體的設計以及結構整體的分析都是十分關鍵的,當前在分析的過程中也應用了多種軟件。
2.2 整體基礎設計
2.2.1 合理選擇主樓和裙樓的結構和基礎形式
首先是建筑平面設置的過程中要更加的簡單,而當其自身的結構復雜性較強的時候就需要采取合理的加強結構來對其整體性予以有效的控制。其次是在設計的過程中應該采用輕型的材料,這樣也就可以十分顯著的減輕建筑物的自重。第三,采取有效的措施將基礎埋在不同的土層當中,主樓的基礎的持力層應該選擇在低壓縮性的土層當中。裙樓的基礎持力層在中壓縮性土層的上方,這樣也就使得二者的沉降差在一個相對較為合理的區(qū)間。第四,在裙樓的面積不是很大的時候,裙樓可以懸挑在主樓的基礎上。第五,在設計和施工的過程中要采用樁基礎,如果在有條件的情況下還要采取有效的措施減少沉降量。第六,在設計的過程中可以根據(jù)實際的需要選擇不同的基礎形式,這樣一來就可以增大基地自身的面積,減少這一過程中所產(chǎn)生的附加應力,從而也減少了主樓的沉降,同時也可以有效的減少主樓基底壓力擴散對群樓產(chǎn)生的不利影響,這樣也就使得二者產(chǎn)生的沉降差處在相對較小的水平。最后一點就是要如果在設計的過程中采用箱筏基礎的時候,一定要對其的尺寸和形狀予以充分的控制,同時還要在這一過程中對基礎平面的形心和上部結構縱向永久荷載的重心偏心距予以嚴格的控制。
主樓和裙樓不設縫時,由于地基土變形的連續(xù)性,決定了交界點兩端的變形一致,一般可根據(jù)地基土土質、荷載、結構形式而選擇剛性連接或柔性連接?;A變形較小時可采用剛性連接,當主樓和裙樓之間差異沉降較大時,交界處基礎和上部結構宜采用半剛接或鉸接,以減少差異沉降引起的結構內力。
2.2.2 采用靈活的布樁方式
由帶裙樓的高層建筑基礎的工作狀態(tài)可知,平均沉降值越大,主樓和裙樓的相互影響也越大,從而導致兩者“對傾”的可能性增大,因此必須控制平均沉降。一般情況下,采用長樁基礎的高層建筑沉降較小,如果再合理調整主樓和裙樓的樁長、承載力及樁間距,控制差異沉降,就可能在滿足構造、沖切、剛度等要求的前提下,減少基礎底板的內力。
2.2.3 準確計算基礎沉降
帶裙樓的高層建筑基礎的沉降計算可采用《規(guī)范》給出的計算方法計算,也可采用共同作用的方法。當采用共同作用方法計算時,首先把主樓和裙樓當作設縫而進行計算,考慮相互影響的情況下預估基礎的平均沉降和差異沉降,然后再把主樓和裙樓當作不設縫的整體進行計算,在預估的差異沉降的變形差的前提下預估基礎的整體撓曲以及相應的基礎內力。
(1)如果沉降差在1.5‰~3.0‰,則整體撓曲一般在0.33‰以內,主樓和裙樓采用整體基礎并可同時施工。如果沉降差和相對傾斜較大,應再調整基礎形式,或改變樁長、樁距等重新計算。
(2)如果預估差異沉降、相對傾斜較大,又無有效措施調整時,可采用設置“后澆帶”措施而不設縫。
2.2.4 后澆帶的設置
如采取設置后澆帶措施應注意以下幾點:
(1)在計算時應分成三個階段:第一階段,施工階段主樓、裙樓用后澆帶分開,應分別計算并考慮相互影響;第二階段,澆筑后澆帶,將主樓與裙樓連成整體時;第三階段,完工后的長期效應。
(2)后澆帶的位置應視主樓的平均沉降值而設在主樓外裙樓的第一個開間或第二個開間的內力較小處。
(3)如果主樓和裙樓間的預估沉降差較大時后澆帶兩側的結構需預留計算所得的沉降差。
(4)先施工主樓,待主樓主體基本完工后,再施工裙樓,并盡量推遲主樓與裙樓之間后澆帶的澆筑時間,使其差異沉降盡量減小。
(5)后澆帶的“封閉”時間是后澆帶成功與否的關鍵,無限期地推后也不現(xiàn)實。在工期、工序允許的前提下,宜按以下方法確定“封閉”時間。
根據(jù)實際沉降觀測值并計算后期沉降差能滿足設計要求后進行“封閉”。
砂土類地基在主樓結構封頂,并完成大部分砌筑后,其沉降量將完成70%左右,這時即可“封閉”后澆帶,如果是粘性土地基則需盡量長的時間。
3、結語
主樓和裙樓之間如果設置沉降縫會使得建筑整體的設計和布局產(chǎn)生非常大的阻礙,此外也這一過程中也會對建筑自身的經(jīng)濟性產(chǎn)生十分不利的影響,因此在高層建筑主樓和裙樓基礎設計的過程中越來越多的使用到了無縫設計,但是在設計的過程中必須要使用更加科學合理的方式,這樣才能保證其設計的質量和水平。
參考文獻
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