（土木工程专业论文）带裙房的高层建筑筏板基础的分析与研究.pdf

摘要 商层建筑是随着社会经济发展与技术进步发展起来的。由于高层建筑主楼 与裙房高差十分显著，上部结构荷载分布很不均匀，对地基基础而言，这种情况 往往造成基础内力与地基反力差异及变化很大，导致基础发生过大的不均匀沉 降，影响建筑物的安全使用。传统的处理措施是设置沉降缝，将高层与低层分开。 但在高层建筑中，这样做会影响建筑的使用功能及立面效果，对采暖通风、电器 管线的设置造成不便，而且设置双墙双柱会造成防水处理的困难。特别是在地震 区，由于缝将房屋分成几个独立的部分，地震时发生相互碰撞而加剧震害。因此， 在高层建筑中，且前的总趋势是避免设缝，并从总体布置上或构造上采取一些措 施来减少沉降、温度收缩和体型复杂引起的闯题。 本文通过有限元程序对高层建筑与裙房在整体连接情况下上部结构、基础 与地基的共同作用问题进行了数值计算与分析，得出了筏基的沉降变形特征。分 析了上部结构形式的变化、筏板厚度的变化、裙房挑出长度的不同对筏板基础沉 降的影响，并对其规律作了总结。 关键词：筏基变形 共同作用 有限元分析 高层建筑 a b s t r a c t t a l l - b u i l d i n g sa l ed e v e l o p e dd u r i n gt h ed e v e l o p i n go fs o c i a le c o n o m ya n d t e c h n o l o g y b e c a u s eo f t h eg r e a th e i g h td i f f e r e n c eb e t w e e nt h em a i n b u i l d i n ga n d t h e p o d i u mt h e1 0 a d sf r o ms u p e r s t r u c t u r e sa r en o tc o n s i s t e n t f o rf o u n d a t i o ni tc a u s e s t h eg r e a td i f f e r e n c ea n dc h a n g eo fs t r e s si nf o u n d a t i o na n di nt h es o i l f u r t h e r m o r ei t w i l lc a u s et h eg r e a tu n e q u a ls u b s i d e n c es ot h eu s a g eo ft h eb u i l d i n gw i l lb ea f f e c t e d t h et r a d i t i o n a lm e t h o di st ou s et h eg a pf o rs u b s i d e n c e ，w h i c hs e p a r a t e st h em a i n b u i l d i n gf r o mt h ep o d i u m b u tf o rt a l l - b u i l d i n g si tw i l la f f e c tt h ef u n c t i o no fu s a g e a n da e s t h e t i c i tw i l lc a u s et h ed i f f i c u l t yf o rt h ea r r a n g e m e n to f p i p e so fh e a t i n g ， a r - c o n d i t i o m n ga n de l e c t r o n i cd e v i c e s ，a n dt h ed o u b l ew a la n dt h ed o u m ec o l u m n w i l lc a u s et h ed i f f i c u l t yo fw a t e r p r o o f e s p e c i a l l yi nt h ee a r t h q u a k ez o n et h em a i n b u i l d i n ga n dt h ep o d i u ms e p a r a t e db yt h es u b s i d e n c eg a pm a y c r a s hi n t oe a c ho t h e r d u r i n g t h ee a r t h q u a k es ot h a tt h ee f f e c to ft h ee a r t h q u a k ew i l lb e e n l a r g e d n o wt h e g e n e r a lt r e n d i st oa v o i d u s i n g t h eg a pa n d 嘶t l lt h ea p p l i c a t i o no f t h eg l o b a lp l a na n d c o n s t r u c t i o nm e a s u r e , t h e p r o b l e m s c a u s e db yt h es u b s i d e n c e , t e m p e r a t u r es h r i n ka n d g o m p l e xb u i l d i n gf o r mc 翩b e r e d u c e d i nt h i s p a p e r , af e ap r o g r a mi s u s e dt o a n a l y z ec o o p e r a t ew o r ka m o n g t a l l - b u i l d i n g s , f o u n d a t i o n sa n ds u bg r a d ew h e nt a i l - b u i l d i n g sa n dp o d i u m sw e r eo l l o n er a f tf o a n d a t i o n a tt h es a m et i m e ，t h ed e f o r m a t i o i lo f t h er a f tf o u n d a t i o ni ss h o w n t h i sp a p e ra l s oa n a l y z et h ei n f l u e n c eo 1t h er a f tf o u n d a t i o nc a u s e db yt h ec h a n g eo f t h es t r u c t u r ef o r m ，t h et h i c k n e s so f t h er a f tf o u n d a t i o n ，t h ea r e ao f t h ep o d i u mo nt h e s e t t l e m e n ta n ds u m m a r i z e 也er u l e so f t h ej n f l u e n c e k e y w o r d s ：d e f o r m a t i o n o ft h er a f tf o u n d a t i o n c o o p e r a t e w o r k f i n i t e - e l e m e n ta n a l y s i s t a l l - b u i l d i n g s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包古为获得墨盗盘堂或其他教育机构的学位蛾让 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在沦文中 作了明确的说明并表示r 谢意。 学位论文作者躲藏影签字瞰伽，年s 叫日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盘童盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权盘盔盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、扛编咀供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名 导师签名 签字日期：k d ；年占月j 6 日 签字口期警 第一章绪论 第一章绪论 1 】 带裙房高层建筑的基础设计特点 高层建筑是随着社会经济发展与技术进步发展起来的。随着高层建筑的逐 渐增多，工程技术人员在高层建筑的设计与施工问题上积累了越来越多的经验。 在众多的高层建筑中，有相当一部分由于功能或造型上的需要，往往沿其 四周配上低层房屋( 通常不高于六层) ，作为娱乐室、商场、餐厅、汽车库等， 形成所谓裙房。对于这样大面积、多功能、荷载差异大、结构或基础类型不同 的建筑物，考虑到沉降、温度收缩和体形复杂对房屋结构的不利影响，常用沉 降缝、伸缩缝或防震缝将房屋分成若干独立的部分，从而消除沉降差、温度应 力和体形复杂对结构的危害。 由于高层建筑主楼与裙房高差十分显著，上部结构荷载分布很不均匀，对 地基基础而言，这种情况往往造成基础内力与地基反力差异及变化很大，导致 基础发生过大的不均匀沉降，影响建筑物的安全使用。传统的处理措施是设置 沉降缝，将高层与低层分开。例如上海的龙门宾馆、贸海宾馆、中亚饭店、锦 江文华酒店和北京的北京饭店等高层建筑。 但在高层建筑中，这样做会影响建筑的使用功能及立面效果，对采暖通风、 电器管线的设置造成不便，而且设置双墙双柱会造成防水处理的困难。特别是 在地震区，由于缝将房屋分成几个独立的部分，地震时发生相互碰撞而加剧震 害。例如在北京，j 、l 是设置沉降缝的高层建筑( 一般缝宽都很小) ，在唐山地震 时都有不同程度的碰撞损坏现象。在一些设置防震缝的建筑中，也有轻微的损 坏。天津宾馆主楼东西两段的缝宽为1 5 c m ，按原规范( t j 7 4 ) 设计的该缝宽按 现有规范的8 度设防考虑也绰绰有余，但在唐山地震中，东西两段之间产生明 显的碰撞，缝顶部砖封墙震坏后落入缝内，卡在东西两段大梁之间，将大梁挤 断，防震缝两端的女儿墙、内檐墙、楼面、屋面等均遭到破坏。1 9 8 5 年，墨西 哥发生地震，相邻建筑发生碰撞的占4 0 ，其中因碰撞而发生倒塌的占1 5 。 宏观调查发现，当缝两侧建筑物的楼层高度不同，发生碰撞时，一侧房屋的楼 板撞击令一侧房屋的柱子，有时会将柱子撞断，后果是十分严重的。相反，一 些平面布局合理的复杂体型高层建筑，没有设缝，震害较轻，有震害的多在两 端破坏。由此看来，沉降缝的设置虽然能使各单体自由沉降，未必能提高结构 的抗震性能。 高层建筑基础必须有足够的埋置深度。有足够的埋深，不仅可以利用土的 第一章绪论 侧限形成嵌固条件，保证高层建筑的的稳定，防止建筑物发生侧移和倾覆；还 可以提高地基的承载力，减少基础的沉降，更有利于建筑物的抗震。当设防烈 度为7 9 度时，高层建筑基础的埋深( 指板底面的标高) 当采用天然地基时， 不宜小于建筑物高度的1 1 5 ；当采用桩基时，不宜小于1 1 8 。高层建筑主楼和 裙房之间不设缝时，一般都是稳定的建筑，主楼和裙房之间设缝时，往往会减 少高层建筑的有效埋深，出现不稳定建筑。如图1 - 1 所示。 日羽阡千嗣 有效埋谦d = 0 = 崩 ( a ) ( b ) 图卜1 高层建筑的稳定性 ( a ) 不稳定的建筑；( b ) 稳定的建筑 因此，在高层建筑中，目前的总趋势是避免设缝，并从总体布置上或构造 上采取一些措施来减少沉降、温度收缩和体型复杂引起的问题。例如很多高层 建筑做成塔楼，不必考虑因平面过长引起的温度应力问题。 目前在高层建筑中，主楼与裙房不设缝有两种主要的设计方法： 1 采用整体基础 高层建筑主楼和裙房采用整体基础，同置于刚度很大的箱基或厚筏基础上， 用以抵抗差异沉降产生的内力：或者基础通过桩支承在基岩或承载力较大的持 力层上。这样，可以使主楼和裙房基础之间不产生过大的差异沉降。当地基土 软弱，后期沉降量大时，可以将裙房放在悬挑基础之上，但由于悬挑部分不能 第一章绪论 太长，因此裙房面积不宜过大。采用整体基础的高层建筑有海i s 海燕大厦、深 圳云南大厦、上海联谊大厦、上海国际贸易中心大厦和上海海仑宾馆等高层建 筑。 2 不同基础形式的联合设计 主楼和裙房采用整体基础或悬挑基础形式，要求裙房面积不能很大，否则 会造成材料浪费，因此，出现了主楼和裙房采用不同基础形式的联合设计方法。 主楼和裙房基础的联合设计是指主楼和裙房采取不同的基础形式，中间不 设沉降缝。这种方法通常采用轻质材料减少主楼自重或利用补偿式基础以减少 主楼附加压力，使不均匀沉降可以忽略或可按经验方法处理。在主楼和裙房之 间设后浇缝，主楼在施工期间可自由沉降，待主楼结构施工完毕后再浇后浇带 混凝土，使余下的不均匀沉降可以忽略或可按经验方法处理。这种方法在北京 和广州比较成熟，主要原因是这些地方土质条件比较好。其中应用较多的形式 有： 1 ) 箱基与基础粱的联合设计 主楼采用箱基，取得补偿，以大大减小沉降；裙房采用基础粱，以增加沉 降，从而基本消除主楼与裙房之间的沉降差，两者的基础和上部结构则联成整 体。如北京长富宫中心和北京西苑饭店。 2 ) 桩箱基础与独立柱基础的联合设计 当主楼层数多或地基土条件要求采用桩箱或桩筏基础，同时要求主楼和裙 房之间的沉降差尽可能小时，裙房可采用独立基础、基础粱或筏基。这种基础 联合设计方案应按地质条件和沉降分析来综合确定。如北京昆饭店、中旅大厦、 北京城乡贸易中心等。 如果高层建筑主楼和裙房之间的基础选用、设计和连接不当，过大的差异 沉降将引起次应力，造成建筑物的开裂。很多资料显示：在近几年建造的高层 建筑中，有的由于主楼和裙房之间采用沉降缝，且地基处理不当，主楼和裙房 之间出现明显差异沉降，影响了主楼和裙房之间正常通行和使用；有的主楼和 裙房之间不设变形缝，但结合部位处理不当，引起结合部位的开裂，裙房也因 此出现了裂缝。可见，高层建筑主楼与裙房之间合理地进行连结是非常重要的。 1 2规范对设置沉降缝、抗震缝、变形缝的规定 1 2 1 规范对设置沉降缝的规定 第一章绪论 建筑地基基础设计规范( g b5 0 0 0 7 1 2 0 0 2 ) 规定，在满足使用和其他要求 的前提下，建筑体形应力求简单。当建筑体形比较复杂时，宜根据其平面形状 和高度差异情况，在适当部位用沉降缝将其划分成若干个刚度较好的单元；当 高度差异或荷载差异较大时，可将两者隔开一定距离，当拉开距离后的两单元 必须连接时，应采用能自由沉降的连接构造。 建筑物的下列部位，宜设置沉降缝： 1 ) 建筑平面的转折部位； 2 ) 高度差异或荷载差异处； 3 ) 长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位： 4 ) 地基土的压缩性有显著差异处； 5 ) 建筑结构或基础类型不同处； 6 ) 分期建造房屋的交界处。 沉降缝应有足够的宽度，缝宽可按下表1 一i 选用。 表1 1房屋沉降缝的宽度 房屋层数沉降缝宽度( m m ) 5 0 8 0 四五8 0 1 2 0 五层以上不小于1 2 0 相邻建筑物基础间的净距， 表1 - 2 可按下表1 2 采用。 相邻建筑物基础间的净距 一 2 0 三3 o l 4 0 09 1 21 2 注 ( 1 ) 表中l 为建筑物长度或沉降缝分隔的单元长度( m ) ：h ，为自基础底面标 高算起的建筑物高度( i n ) ： ( 2 ) 当被影响建筑的长高比为2 o 框筒结 构的差异沉降。这说明，上部结构的刚度的增大，可改善筏板基础的不均匀沉 降。 表4 8 主楼结构形式最大沉降量( m m )差异沉降( m i l l ) 框架结构 1 0 2 5 45 1 8 6 框筒结构 1 0 0 85 0 4 8 剪力墙结构 1 0 3 5 65 1 0 4 第四章 带裙房的高层建筑地基基础的有限元分析 ( a ) 板厚为l m ( b ) 板厚为t _ 5 1 1 1 ( c ) 板厚为2 m 图4 1 3 第四章带裙房的高层建筑地基基础的有限元分析 ( a ) 扳厚为l m ( b ) 板厚为15 m ( c ) 板厚为2 m 图4 - 1 4 第四章 带裙房的高层建筑地基基础的有限元分析 沉 降 ( m ) 距离( m ) 图4 1 5 剪力墙结构主体层数不同对沉降的影响 距离( m ) 1 0o1 02 03 04 05 06 07 08 09 0 0 0 4 - o 0 6 几 降o 0 8 ( m ) o 1 0 - o 1 2 0 1 4 、 一 、 夺 ， 、心 。 ， 7 专 r 框架结 舷| 剪力墙结构 框架一哼力墙自 构 图4 1 6 不同结构型式下筏板基础的沉降曲线 第五章 带裙房的高层建筑地基基础工程实例万春花园小区工秽实例 第五章带裙房的高层建筑地基基础工程实例 万春花园小区工程实例 51 工程概况 51 1 基地情况 万春花园小区位于天津市河东区春华里地块，天津市东站后广场，基地东部 边缘为主干道，南临规划市级道路，西面与春华里小区中心广场地块相邻，北 面距铁路线约5 0 米。基地总面积约6 2 0 0 0 平方米，基地地势较为平坦，基地北 侧以及主干道一段将保留原有5 栋6 层砖混式住宅楼。基地中有一条规划地铁 穿过，地铁两侧各1 5 米以内不能建房屋。 51 2 建筑布局设计及带裙房高层平面设计简介 建筑设计由香港一家设计公司负责方案设计和初步设计，项目共由1 5 栋多 层及中高层住宅楼与1 栋公共建筑综合楼组成，规划总建筑面积为1 3 5 0 0 0 万平 方米。多层及中高层住宅楼主要为6 层、9 层、1 2 层住宅，沿主干道住宅楼均 设有半地下车库，6 层建筑物为砖混结构，9 层和1 2 层建筑物采用框架、框剪 结构。 带裙房高层建筑位于小区中部，建筑面积为1 2 5 6 5 平方米，见图5 一l 。裙房 两侧高层为1 2 层住宅楼，高层及裙房首层为小区会所及物业办公，高层及裙房 均设有地下室，作为设备用房及车库使用。为满足使用功能及建筑师要求，两 高层与裙房间均不能设结构沉降缝，故结构设计需控制和调整两侧高层与裙房 间的差异沉降，力求减少高层与裙房之间的差异沉降，结合以上各章内容对沉 降差异进行研究分析。 5 2 结构设计参数 52 1 带裙房高层结构设计参数 1 ) 层高及使用功能 裙房两侧高层楼为局部1 2 层带电梯住宅楼，地下一层层高3 6 米，为 地下车库和设备用房；首层层高4 2 米，为办公及商业用房：上部各层层 高均为2 8 米，为标准住宅；总建筑高度为4 1 3 米( 室内外差为0 6 米， 屋顶女儿墙为0 5 米) ，见图5 2 。 2 ) 建筑使用功能 地下室为车库和设备用房，首层为办公及商业用房，上部标准层为住宅。 第五章带裙房的高层建筑地基基础工程实例- 万春花园小区工程实例 图5 4 6 第五章 带裙房的高层建筑地基基础1 j 利实例一万春花如i 小医i 样实例 图5 2剖面图 3 ) 设防烈度 本工程抗震设防烈度为七度。 52 2 地质条件 该场地原有平房均已拆除，地势平缓。地基土埋深4 5 ，5 m 范围内，地基土 按成因年代可分为以下1 0 层，按力学性质可进一步划分为1 5 个亚层，自上而 下分述见表5 - 1 。 第五章 带裙房的高层建筑地基基础工程实例万春花园小区 ：程实例 表5 一l 岩性厚度( m )顶板标高( m )力学分层号 杂填土 l a o 7 0 4 7 04 8 0 1 8 7 素填土 1 b 淤泥0 4 0 o 5 00 8 7 0 2 8 2 粉质粘土为主 3 a o 5 0 5 2 02 3 4 一o 3 9 淤泥质粘土 3 b 粉质粘土为主 4 a 1 0 0 5 0 0o 1 4 一2 3 9 粉土 4 b 粉土为主 b a 7 6 0 9 0 02 7 4 4 2 6 粉质粘土 5 b 淤泥质粉质粘土、 0 4 0 1 3 01 0 8 3 一1 2 4 06 粘 粉质粘土为主 6 0 0 9 0 0一1 1 2 3 一2 1 0 0 7 粉质粘土为主 8 a 4 7 0 7 7 01 8 3 8 一2 1 0 0 粉砂 8 b 粉质粘土 1 ，o o 5 2 0一2 5 2 2 一2 7 3 3 9 粉土未穿透 一2 6 ，2 2 一3 0 6 71 0 高层结构下岩土层承载力标准值、压缩模量、土层顶标高及厚度见表5 2 表5 2 土层f k ( k p a )e s ( m p a )土层坝杯向及厚厦 4 b ( 粉土) 1 4 09- 2 0 0 一3 0 0 厚1 m 5 a ( 粉土为主) 1 3 01 23 o o 一7 0 0 厚4 m 5 b ( 粉质粘土) 1 1 01 67 0 0 一1 1 5 0 厚4 5 m 7 ( 粉质粘土为主) 1 6 01 4 4一1 1 5 0 - 2 0 0 0 厚8 5 m 8 a ( 粉质粘土为主) 1 8 02 4 72 0 0 0 一2 2 0 0 厚2 m 8 b ( 粉砂) 2 0 04 0 82 2 0 0 “一2 6 o o 厚4 m 9 ( 粉质粘土) 1 8 01 3 32 6 0 0 、一2 9 o o 厚3 m 第五章带裙房的高层建筑地基基础工程实例。万春花园小区工程实例 5 2 3 设计规范依据 混凝土结构设计规范g b 5 0 0 1 02 0 0 2 建筑结构荷载规范g b 5 0 0 0 9 2 0 0 1 建筑抗震设计规范g b 5 0 0 1 卜2 0 0 1 建筑地基基础设计规范g b 5 0 0 0 7 2 0 0 1 高层建筑混凝土结构技术规程j g j 3 2 0 0 2 5 2 4 结构构件尺寸及混凝土标号 ( 1 ) 地下室 高层部分混凝土基础底板1 5 0 0 m m 厚( 从与裙房交界处，伸入裙房2 米) ，混凝土标号c 3 0 ；裙房部分混凝土基础底板1 0 0 0 m m 厚，混凝土标号 c 3 0 ；混凝土外墙3 5 0 m m 厚，混凝土标号c 3 0 。 ( 2 ) 零层楼板 混凝土板1 5 0 r m 厚，混凝土标号c 3 0 。 ( 3 ) 其他层楼板 根据跨度和荷载确定混凝土板厚度，混凝土标号：三层以下( 含三层) c 3 0 ：三层以上c 2 5 。 ( 4 ) 粱 根据跨度和荷载确定梁高，梁宽2 0 0 m m ( 转换梁3 0 0 m m ) 。 ( 5 ) 上部混凝土墙 混凝土墙2 0 0 m m 厚，混凝土标号：三层以下( 含三层) c 3 0 ：三层以上 c 2 5 。 ( 6 ) 裙房柱 柱尺寸b xh = 6 0 0 x 6 0 0 m m ，混凝土标号c 3 0 。 5 3高层与裙房沉降分析计算比较 53 ，1 减少沉降措施 主要构造措施为调整基础底板与结构零层板的刚度和设置结构后浇带，来 减少高层与裙房之间的沉降差。本工程将高层和裙房的零层板设计为1 5 0 m m 厚， 加强结构零层板的刚度，同时高层基础底板伸入裙房侧2 0 0 0 m m 后，基础底板由 1 5 0 0 m m 厚变为1 0 0 0 r r | 1 1 1 厚( 连接节点见图5 5 ) ，来确保裙房基础与主楼基础有 足够可靠的刚度连接，又使得裙房的设计更经济，使高层和裙房基础形成一个 整体，充分达到提高高层和裙房基础协同工作的目的。 为减少高层与裙房之间前期差异沉降，并考虑高层与裙房的连接较复杂， 第五章带裙房的高层建筑地基基础工程实例万春花园小区工程实例 本工程将高层与裙房之间从地下室底板至裙房顶层设置宽1 0 0 0 m m 通长后浇带， 待主体结构封顶后再进行浇筑以达到减少高层与裙房之间前期差异沉降的目 的。后浇带内加掺i 2 u e a 混凝土膨胀剂。 从施工过程及后期的沉降观测可知，主楼与结构到顶时，沉降量已完成大 半，此时再浇筑后浇带，利于减少高层与裙房间的相对差异沉降总量是十分有 利的，设置后浇带起到了明显效果。 图5 - 3 构造节点图 5 32 基础计算结果分析 使用p k p m 软件对高层与裙房的上部和地基基础进行计算分析，筏片基础结 构布置见图5 4 ，传给基础的设计荷载简图见图5 - 5 。 沉降计算结果见图5 - 6 。从图5 - 6 可以看出，高层中心与裙房间的沉降差异 在2 0 m m 以内，说明高层与裙房在交接位置处，变化幅度不大，应力分布比较均 匀，与以上章节分析结果相一致，而以上沉降差异结果，并末考虑施工顺序等 其他施工措施对减少高层与裙房差异沉降的影响，进一步采取一些减少沉降差 异的措施( 设置后浇带和调整筏板刚度) ，能确保高层与裙房f 刮的沉降控制在合 理范围内。 因此，根据计算分析和采取相应减少沉降差异的措施，提高高层与裙房上 部结构和基础的协调： 作能力，实例中高层与裙房洲的沉降差，能有效得到控 制，高层与裙房问可不设置沉降缝。 一 一11ll 第五章带裙房的高层建筑地基基础工程实例一万春花园小区工程实例 图5 - 4 筏片基础结构布置图 第五章带裙房的高层建筑地基基础工程实例一万春花园小区工程实例 图5 5 基础设计荷载简图 工况：d + l( 单位：i 【i l ，k n m ) 翌垄至 堂塑堡塑至星垄塑些苎垄型三堡塞型：塑童丝堕! ：垦三堡茎型 图5 - 6 基础沉降图( m m ) 蚰 第五章带裙房的高层建筑地基基础_ t ：程实例万春花园小匿l 程实例 54 上部结构分析结果 5 41 结构选型 扩初设计时，高层部分采用框架剪力墙结构体系，但由于建筑平面设计 布置较复杂，框架柱楞角露于屋内，影响美观和使用，施工图设计时，高层部 分确定采用异型柱一短肢剪力墙结构体系。 高层为异型柱一短肢剪力墙结构，裙房为框架结构，在高层两个电梯井及四 角设置了一些剪力墙，其他原设计方柱由长短不一的异型柱代替，解决建筑美 观和使用的要求。 5 4 ，2 上部结构设计计算 使用p k p m 软件对上部结构进行电算，电算算至地下一层，考虑7 度抗震， i i i 类场地土，计算高度为4 2 8 米。 其主要计算结果如下： 基本周期：方向 行= 0 7 5 s r 方向黟= 0 7 5 s 顶点位移：方向 v x = 1 0 i r n 坛佃= 1 4 2 8 0 1 8 5 0 y 方向侈= 1 0 m m v y h ：1 4 2 8 0 1 8 5 0 以上电算结果均满足规范设计要求。 标准层框架梁和异型柱计算配筋设计图纸详见图5 7 、图5 8 和图5 - 9 。 第五章 带捃房的高层建筑地基基础工程实例万舂花园小医工程实例 图5 7 高层标准层粱配筋图( 水平方向) 第五章带裙房的高层建筑地基基础工程实例一万春花园小区工程实例 图5 - 8 高层标准层梁配筋图( 垂直方向) 第五章带铅房的商层建筑地基基础工程实例一万春花园小区工程实例 翟 辩辩 酵醅b j 虽虻坠努黧 巍 瘟面 霪口 u 心 恻 譬甘 a z l ( a z l ) a z 2 a z 2 a ( a z 2 b ) a z 3a z 3 a 默生 曲1 b 8 垂1 b1 0 女1 8 6 扪b1 8 自1 8 奠瘩 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 i x 1 e e l ( x 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 辩h 张 氆 1 胛 ti 世地蚓 幽 士匦| 堂l 潞 七4 2 4 刮 耘号 a z 4 z 4 a a z 4 c a z 4 b z 4 d 鼻l 簟 1 4 女1 8 1 0 1 81 饪1 b1 秘1 8 1 2 1 b t童 1 i c o 1 0 0 1 0 0t 0 0 1 0 0 e l 明1 1 0 口1 0 0董面鲦 z 噼 帑 臀 鬻 留 骞t - f t战1 虹酷峦 罄q p 划如 难甭 母 az5 a z 6az04zd4aaz03 鼠 膏 10扪8 61b1曲b 曲1b1脯18 篡墓 扪0011 00100 0100 101引o100 弹 裔得 群 鬻 也吨重k 强 皆 羞冒 告 k 出db 玉斛 喇 鲁号 a 2 4 eaz4f a z 7az02 a z 8 鼽董 1帕18 16ttb1秘18 11816引8 t 譬 oo00 1d1托曩l t 0 1 + 1011t00 图5 - 9 主要短肢墙配筋图 第六章带裙房高层建筑的设计建议 第六章带裙房高层建筑的设计建议 通过对不同结构形式下、不同工况下的带裙房的高层建筑筏板基础的有限元 分析，可看出： 一、扩大的裙房面积对主楼的荷载有扩散作用，可明显减小基础的最大沉降 量，对地基、基础的变形和受力更加有利。但裙房基础对高层建筑荷载的扩散 是有限的，在该有限扩散范围内基础筏板的变形为一整体弯曲面。 二、改善筏板基础的不均匀沉降，可通过提高基础及上部结构的刚度来实现。 1 ) 当裙房挑出面积一定时，板厚的增加可加大基础刚度，进而改善基础的 不均沉降。 2 ) 上部结构刚度较大时，不均匀沉降现象会有改善：当上部结构为刚度较 大的简体、剪力墙结构时，其差异沉降值要小于刚度较小的框架结构。 3 ) 从实例中可以看到，上部结构的1 2 层短肢剪力墙体系与基础l 5 米厚 筏板两者的整体刚度较大，对于调整不均匀沉降是有利的。 三、主楼与裙房的差异越大，筏板基础的不均匀沉降就越明显。 1 ) 主楼与裙房之间太悬殊的荷载差异会导致更大的不均匀沉降。可采用轻 型材料，减少主楼的自重。 2 ) 主楼与裙房之间结构形式的刚度相差较大时，会导致筏板变形出现突 变，不均匀沉降更加明显，出现以上情况，结构方案中以高层与裙房间 设置后浇带，来减少主楼与裙房之间由于刚度差带来得沉降差异。 四、裙房荷载不大，且裙房基础和筏板的交形满足要求，可减薄筏板的厚度 以节省材料，可自高层建筑筏板边缘向外一跨处开始减薄筏板；考虑到此类建 筑结构变形复杂，受外部影响的因素较多，一方面要加强施工过程和后期的沉 降观测工作，另一方面，为迸一步减少沉降差异或当筏板的变形不能满足要求 时，需要设置后浇带，后浇带的位置预留在裙房一侧，宽度取7 0 0 “1 0 0 0 m m ，来 确保离层与裙房间的沉降差控制在一定范围内。 一苎耋兰整 参考文献 1 赵锡宏，董建国，杨敏高层建筑与地基基础共同作用概论见：曹志远 主编结构与介质相互作用理论及其应用南京：河海大学出版社，1 9 9 3 ， 1 1 8 1 2 4 2 张问清，赵锡宏逐步扩大子结构法计算高层结构刚度的基本原理。建筑 结构学报，1 9 8 0 ( 4 ) ：6 0 7 0 3 张国霞，张乃瑞，张风林非线性差异沉降分析岩土工程学报，1 9 8 1 ( 3 ) 4 i 4 8 4 何姬华，方寿生，钱力航等高层建筑箱形基础基底反力确定法建筑结 构学报，1 9 8 0 ( 1 ) ：7 2 7 6 5 多层及高层房屋结构设计编写组编多层及高层房屋结构设计( 下册) 上 海：上海科学技术出版社，1 9 8 2 6 赵锡宏等著上海高层建筑桩筏与桩箱基础设计理论上海：同济大学出 版社，1 9 8 9 7 宰金珉，宰金璋高层建筑基础分析与设计北京中国建筑工业出版社， 1 9 8 4 8 黄文熙土的弹塑性应力应变理论北京：清华大学水利系，1 9 7 8 9 王钟琦等岩土工程测试技术北京：中国建筑工业出版社，1 9 8 6 1 0 董建国地基模型及其有关参数的确定上海：同济大学土力学与基础工 程教研室，1 9 8 2 1 1 董建国，赵锡宏高层建筑地基基础共同作用理论与实践上海：同济大 学出版社，1 9 9 6 1 2 中国建筑科学研究院高层建筑箱形基础设计与旋工规程北京：中国建 筑工业出版社，1 9 8 1 1 3 董建国，路佳，赵锡宏等同济大学图书馆箱形基础设计结构工程师， 1 9 9 4 ( 1 ) 1 4 朱百里，曹名葆，魏道垛框架结构与地基基础共同作用的数值分析同 济大学学报，1 9 8 1 ( 4 ) 1 5 裴捷，张问清，赵锡宏。考虑砖填充墙的框架结构与地基基础共同作用的 分析方法建筑结构学报，1 9 8 4 ( 4 ) 1 6 罗立平，赵锡宏空间框架结构厚筏一地基共同作用分析见赵锡宏等， 上海高层建筑桩筏与桩箱基础设计理论上海：同济大学出版社，t 9 8 9 参考文献 1 7 宰金珉，张问清，赵锡宏高层空间剪力墙结构与地基共同作用三维问题 的双重扩大子结构有限元一有限层分析建筑结构学报，1 9 8 3 ( 5 ) 1 8 龚一斌，带裙房商层建筑与地基基础的共同作用分析硕士论文：同济大 学地下系，1 9 9 5 1 9 高层建筑箱形与筏形基础技术规范j g j 6 9 9 ，中国建筑工业出版社， 1 9 9 9 生 2 0 混凝土结构设计规范g b s 0 0 1 0 - - 2 0 0 2 ，中国建筑工业出版社，2 0 0 2 年 2 1 建筑地基基础设计规范g b s 0 0 0 7 - - 2 0 0 2 ，中国建筑工业出版社，2 0 0 2 年 2 2 a l g o rf e a s 有限元专用c a d 系统及其使用，1 9 9 1 年 2 3 地基基础论文集，中国建筑科学研究院地基基础研究所，1 9 9 4 年 2 4 吴家龙，弹性力学，同济大学出版社，1 9 9 3 年 2 5 孙菊芳、