高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)簡化設(shè)計(jì)措施,建筑結(jié)構(gòu)論文

高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)簡化設(shè)計(jì)措施,建筑結(jié)構(gòu)論文樁基礎(chǔ)是高層建筑的重要組成部分，樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)水平直接影響到整個(gè)高層建筑的構(gòu)造安全，所以樁基礎(chǔ)要具有良好的穩(wěn)定性以及沉降性能，在承受宏大荷載的情況下，能夠保證整個(gè)建筑的穩(wěn)定性。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，高層建筑的高度以及各種因素的限制，樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案也不一樣，在軟弱地基中，樁基礎(chǔ)應(yīng)用的比擬廣泛，也是比擬古老的基礎(chǔ)形式。在進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的經(jīng)過中，一定要做好施工現(xiàn)場的勘察檢測工作，只要在充分的了解各項(xiàng)資料之后，才能夠設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的方案，為高層建筑的安全性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1高層建筑構(gòu)造樁基礎(chǔ)的分析1.1樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用現(xiàn)在狀況樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)高層建筑構(gòu)造的基礎(chǔ)部分，所以只要在樁基礎(chǔ)施工完成后，才能夠進(jìn)行上層建筑的施工，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不僅關(guān)乎整個(gè)工程的施工質(zhì)量、安全性，對于施工進(jìn)度還有很大的影響。當(dāng)前使用比擬多的是豎向荷載作用下的樁基礎(chǔ)，在豎向荷載的作用下，樁與土之間會互相作用，對于樁基的設(shè)計(jì)會產(chǎn)生很大的影響。在以往的樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)中，試樁和靜載試驗(yàn)的結(jié)果都無法知足設(shè)計(jì)的要求標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)師在對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整之后，意圖通過加密樁的方式來進(jìn)行調(diào)整，這種情況下，靜載的試驗(yàn)結(jié)果會高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)很多，固然在安全性方面能夠保證，但是經(jīng)濟(jì)系數(shù)卻大大的提高。這種矛盾的現(xiàn)象需要不斷的改善，假如超過設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)過多就需要重新進(jìn)行試樁，但是建設(shè)的周期也相應(yīng)的延長，會影響到整個(gè)工程的建設(shè)進(jìn)度。假如在靜載試驗(yàn)結(jié)果出來之后再進(jìn)行樁基的設(shè)計(jì)工作，既不利于建設(shè)周期，同時(shí)也無法知足建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。所以當(dāng)前急需解決的就是怎樣縮短靜載試驗(yàn)與試樁設(shè)計(jì)之間的差距，并且對單樁靜載試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步研究，盡量將各項(xiàng)參數(shù)預(yù)估的愈加精到準(zhǔn)確。1.2樁基礎(chǔ)簡化設(shè)計(jì)分析由于高層建筑龐大的工程會對基礎(chǔ)部分造成宏大的作用，所以基礎(chǔ)工程需要能夠程序較大的荷載，埋深都較大。而在現(xiàn)前階段，在很多的高層建筑中，都會有人防工程或者是地下停車場等構(gòu)造需求，所以在進(jìn)行基礎(chǔ)工程施工時(shí)，需要消耗損費(fèi)大量的材料，并且施工技術(shù)比擬復(fù)雜，消耗損費(fèi)的工期較長。一般情況下，能夠直接建設(shè)在堅(jiān)硬巖石上的建筑并不多，所以大部分的基礎(chǔ)工程都會采用鋼筋混凝土片筏式基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)。由于樁基礎(chǔ)的承載力較大，具有良好的穩(wěn)定性，并且在沉降差較小的情況能夠保持的比擬均勻，這些特點(diǎn)都決定了其能夠承受較強(qiáng)的水平力以及上拔力，在動荷載方面的性能較好，所以在基礎(chǔ)工程中應(yīng)用的比擬廣泛。在高層建筑構(gòu)造中，上部構(gòu)造與基礎(chǔ)之間會互相產(chǎn)生作用力，從這個(gè)問題來看，在傳統(tǒng)的計(jì)算中存在很多的假定，都能夠利用在樁和土之間的作用力上。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)算法中有一種Winker的假定，這種假定主要是針對地基的反力系數(shù)法，華而不實(shí)把土體對樁造成的反力作用簡化成單純的反力系數(shù)作用于樁上，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)算法中針對于樁土作用力問題在理論層面從沒有通過的。高層建筑中各個(gè)部分之間產(chǎn)生的作用力，應(yīng)該將樁、土以及構(gòu)造作為一個(gè)整體來進(jìn)行考慮。通過上述分析可知，假如利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)算計(jì)來解決現(xiàn)實(shí)中的這些問題還具有很大的困難。而從當(dāng)前的現(xiàn)在狀況來看，就分析的手法而定，還有有限元法的前景比擬廣闊，通過有限元數(shù)值模型能夠?qū)ν馏w材料性質(zhì)的空間差異性、力學(xué)響應(yīng)的非線性，復(fù)雜的幾何邊界條件等進(jìn)行具體的分析，并且還能夠通過數(shù)值技術(shù)對施工經(jīng)過進(jìn)行模擬，將施工經(jīng)過中可能會碰到的各種耦合性因素都模擬出來，在編程以及電算方面都具有較強(qiáng)的效率，并且簡化了樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的工作量，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。2高層建筑構(gòu)造樁基礎(chǔ)簡化設(shè)計(jì)措施2.1樁土分離形式進(jìn)行單樁簡化在進(jìn)行單樁計(jì)算時(shí)，能夠通過有限元分析來到達(dá)簡化的目的。由于傳統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算方式方法采用的都是不同程度回避樁土構(gòu)造間的互相作用，對其不做太多的考慮。比方使用地基反力系數(shù)法把土地對樁的反作用力等復(fù)雜因素通過Winker進(jìn)行假定，以為其僅僅為單純的反力系數(shù)作用于樁上。而有限元分析卻能夠綜合考慮這些客觀存在的事實(shí)條件。它能夠?qū)αW(xué)響應(yīng)的非線性、土地材料性質(zhì)的空間差異性和比擬復(fù)雜的幾何邊界條件進(jìn)行綜合分析等，不僅求解力學(xué)問題簡便，同時(shí)便于二次開發(fā)，相較傳統(tǒng)的計(jì)算理論有明顯的優(yōu)勢。因而，對單樁的簡化分析采取的是將樁和土分別劃分單元的方式方法，要注意這兩種單元也不是固定不變的，在它們?nèi)A而不實(shí)還能夠細(xì)化設(shè)置單元。在利用有限元進(jìn)行單樁簡化分析時(shí)，要十分注意單元尺寸的選取對計(jì)算構(gòu)造的影響。其實(shí)有時(shí)候，單元數(shù)量會劃分的十分宏大，進(jìn)而造成計(jì)算的困難，因而在實(shí)際操作中，能夠適當(dāng)刪繁就簡，捉住主要部分，以提高工作效率。2.2樁土復(fù)合形式進(jìn)行群樁簡化在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，能夠通過有限元分析的方式方法來模擬樁的沉降和荷載關(guān)系，以到達(dá)簡化算法的目的。在實(shí)際中，通過群樁基礎(chǔ)規(guī)范法計(jì)算出來的沉降和實(shí)際荷載作用下的沉降相比，其值要大得多。為了盡量使其值接近且簡化運(yùn)算，能夠采用將垂直于樁軸線的樁土共同作用的平面作為各向同性的面，把樁土三維構(gòu)造體系作為橫觀各向同性體。根據(jù)樁土各自的彈性模量和泊松比以及樁土這兩種材料復(fù)合成新的橫觀各向同性體的九個(gè)材料參數(shù)〔華而不實(shí)只要五個(gè)材料參數(shù)是獨(dú)立的〕，用等效復(fù)合體模型計(jì)算樁土荷載沉降反響分析。同時(shí)要注意群樁上面作用荷載的特點(diǎn)與單樁靜力試樁有很大的差異不同，這點(diǎn)不在贅述。對計(jì)算的簡化，能夠通過下面的方式方法來到達(dá)：把等效復(fù)合體模型的參數(shù)計(jì)算編成程序，修改樁、土的五個(gè)參數(shù)，在matlab軟件上運(yùn)行即可得到復(fù)合模型的九個(gè)參數(shù)。計(jì)算時(shí)需注意xoz平面是各向同性的平面。因而，在實(shí)際中能夠證明，該種方式方法模擬的樁基沉降，比著規(guī)范上要精到準(zhǔn)確很多，在工程實(shí)測中有重要的現(xiàn)實(shí)意義。3結(jié)束語基礎(chǔ)工程是建筑工程中的重要組成部分，直接影響到整個(gè)建筑的質(zhì)量和安全，尤其是對于高層建筑來講，基礎(chǔ)工程更為重要，由于其要承受宏大的荷載以及各種作用力。樁基礎(chǔ)是基礎(chǔ)工程施工形式的一種，在高層建筑中應(yīng)用的比擬廣泛，由于其具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，沉降性能好，在各種力矩的作用下，都能夠保證高層建筑的安全性，所以樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)非常重要。隨著建筑工程的不斷發(fā)展，對于樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求越來越高，所以要充分的利用先進(jìn)的理念和技術(shù)，提高樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)水平，為建筑工程的長久發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。以下為參考文獻(xiàn)[1]張正維