高層剪力墻結(jié)構(gòu)平板式筏形基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)踐

　　摘要：為解決高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在的問題，本文對(duì)平板式筏形基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行研究，提出具體的控制措施，為相關(guān)人員提供參考。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑;剪力墻結(jié)構(gòu);筏板基礎(chǔ);優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　0引言：

　　根據(jù)高層剪力墻結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，通過加強(qiáng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全的同時(shí)，能夠有效的提高基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)性，降低工程造價(jià)，更合理的利用資源，鑒于此，本文主要探討高層剪力墻結(jié)構(gòu)平板式筏形基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

　　1案例背景

　　本文以某高層建筑項(xiàng)目為例，本工程為高層住宅，地上28層，地下1層，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，基本風(fēng)壓為0.35kN/m2 地，基本雪壓為0.3 kN/m2 ，基礎(chǔ)持力層為強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r，地基承載力特正值為500KPa，在初步的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案中，擬采用平板式筏形基礎(chǔ)，混凝土采用C30混凝土，鋼筋采用HRB400。

　　2優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　2.1基礎(chǔ)建模

　　本工程上部結(jié)構(gòu)采用YJK3.0建模計(jì)算，基礎(chǔ)采用YJK基礎(chǔ)設(shè)計(jì)模塊，對(duì)筏板基礎(chǔ)進(jìn)行有限元設(shè)計(jì)分析。筏板計(jì)算采用彈性地基梁板法，基礎(chǔ)沉降采用分層總和法。地質(zhì)資料根據(jù)地勘報(bào)告輸入，地質(zhì)資料應(yīng)輸入準(zhǔn)確，以便軟件準(zhǔn)確計(jì)算基床系數(shù)，計(jì)算基礎(chǔ)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(chǔ)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)上部荷載和地基承載力，調(diào)整筏板周邊外挑長度，在規(guī)范允許下，使基底反力盡量做到最大，并結(jié)合筏板的抗沖切、抗剪結(jié)果，確定合理的筏板外挑長度，從而優(yōu)化筏板面積。達(dá)到節(jié)約筏板混凝土量的目的，節(jié)約基礎(chǔ)工程造價(jià)。同時(shí)應(yīng)確保各工況荷載組合作用下的基底反力均應(yīng)滿足規(guī)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(jìn)行試算，并逐步加厚，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。經(jīng)過有效的計(jì)算分析，若筏板基礎(chǔ)的厚度小于1.0m時(shí)，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(jié)構(gòu)的荷載要求。適當(dāng)增加筏板基礎(chǔ)的厚度，能有效提高筏板基礎(chǔ)的剛度，筏板的跨中位置所產(chǎn)生基底反力會(huì)增大，同時(shí)，筏板基礎(chǔ)的支座部位承載力則會(huì)減小，基底反力趨于均勻[1]。

　　本工程筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)厚度為1.0m時(shí)，豎向構(gòu)件所在區(qū)域基底反力局部會(huì)超限，隨著筏板厚度的增加，筏板基底反力表現(xiàn)為逐漸均勻。若筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)厚度超過1.5m，基礎(chǔ)底部的反力并沒有顯著的變化，這表明隨著筏板基礎(chǔ)厚度增加到一定數(shù)值時(shí)，其自身的調(diào)節(jié)效果逐漸下降，故在高層建筑筏板基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員要考慮筏板剛度與基底反力的關(guān)系，合理確定筏板基礎(chǔ)厚度。

　　2.4筏板配筋與筏板厚度

　　設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)不同的筏板厚度計(jì)算得出的筏板配筋結(jié)果，分析筏板的配筋率。在不改變鋼筋強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度等級(jí)的情況下，隨著筏板厚度的增加，筏板的計(jì)算配筋會(huì)減小，但是筏板的構(gòu)造配筋會(huì)增加，當(dāng)筏板設(shè)計(jì)厚度在1m到1.5m之間時(shí)，筏板基礎(chǔ)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(jì)算配筋不斷減小，筏板的總配筋量達(dá)到最優(yōu)值時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮筏板混凝土量所造成的影響。因?yàn)殡S著筏板厚度的增加，筏板總的混凝土量也會(huì)增加。經(jīng)過計(jì)算分析得出，適當(dāng)提高筏板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，可以有效的減小筏板厚度、降低筏板的計(jì)算配筋。節(jié)約工程造價(jià)。局部配筋計(jì)算值過大時(shí)，可以設(shè)置筏板加厚區(qū)，能有效減小筏板平均厚度，同時(shí)降低筏板的構(gòu)造配筋和計(jì)算配筋，能有效的降低筏板基礎(chǔ)的工程造價(jià)。

　　2.5加強(qiáng)工程造價(jià)控制

　　在筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員需要遵守經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)原則，在具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)工程造價(jià)控制力度，具體流程見表一。

　　通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目筏板混凝土強(qiáng)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(shè)局部加厚區(qū)，加厚區(qū)厚度為1400mm、1600mm。

　　3結(jié)語：

　　綜上所述，本文通過對(duì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行全面分析，在確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性得同時(shí)，降低工程造價(jià)，為相關(guān)人員提供良好的幫助和借鑒。

　　參考文獻(xiàn)：

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

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

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