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高層剪力墻結構平板式筏形基礎優化設計實踐

來源: 樹人論文網發表時間:2022-05-16
簡要:摘要:為解決高層建筑剪力墻結構筏板基礎設計中存在的問題,本文對平板式筏形基礎優化設計要點進行研究,提出具體的控制措施,為相關人員提供參考。 關鍵詞:高層建筑;剪力墻結構;筏

  摘要:為解決高層建筑剪力墻結構筏板基礎設計中存在的問題,本文對平板式筏形基礎優化設計要點進行研究,提出具體的控制措施,為相關人員提供參考。

  關鍵詞:高層建筑;剪力墻結構;筏板基礎;優化設計

  0引言:

  根據高層剪力墻結構筏板基礎設計現狀,通過加強優化設計,在確保結構穩定和安全的同時,能夠有效的提高基礎的經濟性,降低工程造價,更合理的利用資源,鑒于此,本文主要探討高層剪力墻結構平板式筏形基礎優化設計要點。

  1案例背景

  本文以某高層建筑項目為例,本工程為高層住宅,地上28層,地下1層,結構形式為剪力墻結構,抗震設防烈度為6度,設計地震分組為第一組,場地類別為Ⅱ類,基本風壓為0.35kN/m2 地,基本雪壓為0.3 kN/m2 ,基礎持力層為強風化泥灰巖,地基承載力特正值為500KPa,在初步的基礎設計方案中,擬采用平板式筏形基礎,混凝土采用C30混凝土,鋼筋采用HRB400。

  2優化設計要點

  2.1基礎建模

  本工程上部結構采用YJK3.0建模計算,基礎采用YJK基礎設計模塊,對筏板基礎進行有限元設計分析。筏板計算采用彈性地基梁板法,基礎沉降采用分層總和法。地質資料根據地勘報告輸入,地質資料應輸入準確,以便軟件準確計算基床系數,計算基礎沉降。

  2.2基底面積與基底反力控制

  在高層建筑剪力墻筏板基礎設計中,設計人員需要根據上部荷載和地基承載力,調整筏板周邊外挑長度,在規范允許下,使基底反力盡量做到最大,并結合筏板的抗沖切、抗剪結果,確定合理的筏板外挑長度,從而優化筏板面積。達到節約筏板混凝土量的目的,節約基礎工程造價。同時應確保各工況荷載組合作用下的基底反力均應滿足規范要求。

  2.3合理確定筏板厚度。

  本工程初步擬定筏板厚度為1.0m進行試算,并逐步加厚,對計算結果進行分析。經過有效的計算分析,若筏板基礎的厚度小于1.0m時,因筏板剛度過小,無法將上部荷載較均勻的傳遞到地基上,造成局部基底反力過大甚至超限,不能滿足上部結構的荷載要求。適當增加筏板基礎的厚度,能有效提高筏板基礎的剛度,筏板的跨中位置所產生基底反力會增大,同時,筏板基礎的支座部位承載力則會減小,基底反力趨于均勻[1]。

  本工程筏板基礎的設計厚度為1.0m時,豎向構件所在區域基底反力局部會超限,隨著筏板厚度的增加,筏板基底反力表現為逐漸均勻。若筏板基礎設計厚度超過1.5m,基礎底部的反力并沒有顯著的變化,這表明隨著筏板基礎厚度增加到一定數值時,其自身的調節效果逐漸下降,故在高層建筑筏板基礎優化設計期間,設計人員要考慮筏板剛度與基底反力的關系,合理確定筏板基礎厚度。

  2.4筏板配筋與筏板厚度

  設計人員應根據不同的筏板厚度計算得出的筏板配筋結果,分析筏板的配筋率。在不改變鋼筋強度和混凝土強度等級的情況下,隨著筏板厚度的增加,筏板的計算配筋會減小,但是筏板的構造配筋會增加,當筏板設計厚度在1m到1.5m之間時,筏板基礎的配筋率宜控制在0.16%到0.27%之間[2]。

  此外,隨著筏板厚度的增加,筏板計算配筋不斷減小,筏板的總配筋量達到最優值時,應同時考慮筏板混凝土量所造成的影響。因為隨著筏板厚度的增加,筏板總的混凝土量也會增加。經過計算分析得出,適當提高筏板的混凝土強度等級,可以有效的減小筏板厚度、降低筏板的計算配筋。節約工程造價。局部配筋計算值過大時,可以設置筏板加厚區,能有效減小筏板平均厚度,同時降低筏板的構造配筋和計算配筋,能有效的降低筏板基礎的工程造價。

  2.5加強工程造價控制

  在筏板基礎設計工作當中,設計人員需要遵守經濟性設計原則,在具體設計環節,加強工程造價控制力度,具體流程見表一。

  通過優化設計,本項目筏板混凝土強度采用C35,鋼筋采用HRB400鋼筋,筏板外挑長度1.2~1.8米,筏板厚度為1200mm,設局部加厚區,加厚區厚度為1400mm、1600mm。

  3結語:

  綜上所述,本文通過對高層剪力墻結構筏板基礎優化設計要點進行全面分析,在確保結構的穩定性與安全性得同時,降低工程造價,為相關人員提供良好的幫助和借鑒。

  參考文獻:

  [1]呂恒柱,侯善民,徐從榮.百米高層住宅剛性樁復合地基樁型選擇及案例分析[J].建筑結構,2021,51(08):90-96+89.

  [2]劉曉玉,譚瀟,岳云鵬.罕遇地震下不同基礎埋深的某高層建筑結構的抗震性能分析[J].建筑結構,2019,49(S2):328-334.

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