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高层建筑基础分析与设计解析
第四节 非线弹性地基模型的共同作用分析
• 在非线弹性地基中，常常采用邓肯-张模型， 该模型适用于增量法分析。
• 为了表达方便，把式 Kb Ub SbR 改写为
KU PR
• 根据基础与地基接触面处的变形协调条件， 第k级增量时的平衡方程为：
K Uk Pk Rk Pk fk 1Uk
则 （K+fi-1）∆Ui=∆Pi 式中 fi第i级荷载增量时的柔度矩阵
（Kb Ks U b ） Sb Ks S '
• 求解此方程组，可得到考虑上部结构刚度 后的基础位移U b ，然后，对各个子结构进 行回代，即可求得基础和上部结构各节点 的位移和内力。
• 由此可见每次计算仅涉及一个子结构，方 程组的阶数远比原来整个结构少，通过刚 度矩阵的凝聚，最后归结为地基上的基础 梁或板（已考虑上部结构的效应）的计算 问题。因此上部结构与地基基础的共同作 用计算相应的简化。
i j i j
（7-2）
上式中 E0、 ：地基土的变形模量（kPa）和泊松比 a：矩形均布荷载宽
Fii
2
b a
ln
b a
b a
ln
b
a
b
2
1
ln
1
a
a b
2
1
三、分层地基模型的柔度矩阵
• 对于分层地基 模型，把整个 地基上的荷载 面积划分为m 个矩形网格如 图：
2.非线性广义文克尔模型探讨来源
背景：文克尔地基模型的最大缺陷是没有考虑地基土的非线 性和连续性。利夫金模型虽然对其连续性进行了改进，但过 分考虑了基础形状对基床系数的影响，还导致了在矩形基础 长短边方向上基床系数的极不对称。算例分析表明，非线性 广义文克尔模型具有一定的合理性和实用性。
高层建筑的结构分析与设计
高层建筑的结构分析与设计高层建筑的结构分析与设计是一个复杂而关键的过程。
在这篇文章中，我们将探讨高层建筑的结构特点、分析方法以及设计原则。
我们旨在帮助读者了解高层建筑结构的重要性，以及如何在设计过程中充分考虑各种因素。
一、高层建筑的结构特点高层建筑相对于低层建筑具有以下几个特点：1. 水平荷载：高层建筑由于其较大的高度和风压，要承受水平荷载的影响。
这包括风荷载和地震荷载。
2. 竖向荷载：高层建筑需要承受来自自身重量、室内设备、楼层活载以及其他荷载的作用。
3. 地基条件：高层建筑的地基条件对其结构的承载能力有重要影响。
因此，在设计过程中需要充分考虑地基承载性和地质条件。
4. 结构材料的选择：高层建筑的结构材料需要具备足够的强度和刚度，以满足建筑的要求，并且要考虑周期性维护。
二、高层建筑的结构分析方法在高层建筑的结构分析过程中，常用的方法有：1. 有限元分析：通过将结构离散为一个个有限元，利用数值计算方法来模拟结构的应力、变形和动力响应。
2. 非线性分析：考虑结构的非线性特性，如材料的非弹性、刚度的非线性、连接的非线性等。
3. 动力分析：通过模拟结构在地震或风荷载下的响应，评估结构的抗震性能和安全性。
4. 稳定性分析：考虑结构的整体稳定性，以防止结构失稳。
三、高层建筑的设计原则在高层建筑的设计过程中，应遵循以下几个原则：1. 安全性：高层建筑的结构设计必须能够确保建筑在极端情况下的安全性，如地震、风灾等。
2. 经济性：设计师应在保证结构安全的前提下，尽量减少材料的使用量，提高结构的经济性。
3. 可持续性：高层建筑的结构设计应充分考虑建筑物的使用寿命和环境保护，以减少资源浪费和环境影响。
4. 美观性：高层建筑的结构设计应与建筑的外观和功能相协调，提高建筑的整体美观性。
结论高层建筑的结构分析与设计是一个复杂而重要的过程。
设计师需要充分考虑高层建筑的结构特点，采用适当的分析方法，并遵循相应的设计原则。
只有如此，才能确保高层建筑的结构安全、经济、可持续和美观。
高层建筑结构分析与设计-工程技术研究0359
高层建筑结构分析与设计一、前言高层建筑是人类向空间索取生存空间的一项创举，由于其具有优良的动、静工作性能，且能节约大量钢筋，经济效益显著，同时也是展示一个国家科技技术水平，城市繁荣富强的重要标志，因此日益成为各国所追宠的建筑结构形式。
由于其建筑形式多样，受力复杂，地震、强风等灾害对其结构安全有重大的影响，故需要建筑工程师对其进行合理科学化设计。
如今计算机技术的高速发展为高层建筑结构的结构分析提供了强大技术支撑，加之新的施工设备和方法也在不断出现，从而为高层建筑结构的广泛应用提供了必要的技术支持。
本文主要对高层建筑结构设计出遇到的问题进行简要介绍，同时对其的受力特点、结构形式进行了必要的分析总结，对高层建筑结构中几个比较重要的问题进行了探讨。
二、高层建筑结构体系的合理选择（1）框架-剪力墙体系。
为满足刚度与强度的要求，在建筑结构内部，用剪力墙代替部分框架结构，就是框架-剪力墙体系。
在该体系中，剪力墙的作用是承受水平荷载，框架结构承担大部分垂直荷载。
该体系使结构的侧向刚度得到增强，所以建筑结构的相应水平位移就减少了，所以该结构的建筑高度较高。
（2）剪力墙体系。
结构受力主体都以剪力墙组成，则为剪力墙体系。
由于剪力墙体系具有较高的刚度和强度，且具有一定的延性，整体性好，受力均匀，抗倾覆性能好，故其建筑高度会更高。
（3）筒体体系。
筒体体系是抗测力构件为筒体的结构体系。
筒体是一种空间受力构件，其具有很高的强度和刚度。
结构受力均匀，抗震、抗风能力强，通常应用于超高层建筑中。
三、高层建筑结构分析(一) 高层建筑结构分析的基本假定高层建筑结构是由竖向抗侧力构件（框架、剪力墙、筒体等）通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。
要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。
各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。
下面是常见的一些基本假定：（1）弹性假定。
目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。
高层建筑结构的分析与设计
高层建筑结构的分析与设计章节一：介绍随着都市化的持续发展和人口的增加，高层建筑的需求越来越高。
高层建筑是一种特殊的建筑类型，具有较大的高度，采用钢结构或混凝土框架结构，能够承受强大的水平荷载和垂直荷载。
高层建筑结构的分析与设计是高层建筑建设的核心环节，其安全性和性能直接关系到高层建筑的生命安全和经济效益。
本文将从高层建筑分析与设计的理论基础、结构设计要素和实施过程三个方面进行探究。
章节二：理论基础高层建筑结构的分析与设计是一门高度技术性的学科，要求掌握深厚的理论基础。
这些理论包括：材料力学、结构力学、力学、结构系统等。
其中，材料力学是高层建筑结构设计的基础。
高层建筑结构所用的材料通常包括钢材、混凝土等。
在设计高层建筑时，需要了解这些材料的强度、刚度、延展性等性能，考虑到材料的内部力学行为，以选择合适的材料。
同时还需了解各种材料的物理和化学性质，以此确定材料的使用条件和寿命。
结构力学是高层建筑结构设计的另一重要理论基础。
在高层建筑设计中，我们要考虑内部和外部力的阻力。
这些力包括重力、风力和地震力。
设计者必须根据材料和结构的强度和刚度，考虑各种荷载的作用，以提高建筑的耐久性和安全性。
力学和结构系统是其他基本理论。
在高层建筑结构设计中，我们关注的是不同的结构系统及其特点，以及结构系统在各种荷载下的响应。
章节三：结构设计要素1.暴风动力学：高层建筑是采用框架结构或骨架结构进行支撑的，其抵抗裂缝和破坏的能力十分重要。
设计者必须考虑到因不同器材，在不同风区和风速下产生的振动和变形，采用各种手段抵抗自然力的作用。
2.地震动力学：高层建筑在地震中的性能是另一个要素，这里需要了解地图、地表状况、结构、质量、地震作用方向等因素，以便采用合适的结构系统及地震保护措施，减轻地震对高层建筑的影响。
3.钢结构计算：钢结构是高层建筑中常用的结构类型，钢结构的设计与材料的强度和刚度密切相关。
在高层建筑中，钢结构需要考虑负荷、弯曲、扭转等因素，以达到高强度、高刚度和高抗震性等要求。
建筑设计基础知识：高层建筑设计要点分析[工程类文档]
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建筑设计根基知识：高层建筑设计重点剖析[工程类精选文档]本文内容极具参照价值,如假定实用,请打赏支持,感谢!当高层建筑的层数和高度增添到必定程度时，它的功能合用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。
与多层建筑对比，在设计上、技术上都有很多新的问题需要加以考虑和解决。
建筑方面主要有：①总平面布局要加大防火间距，办理严重的日照扰乱，为大批集中的人口分散和停放车辆安排通道和场所。
②在切合功能要求的根基大将多层重复的建筑平面布局标准化、一致化，以知足主体结构、设施管线、电气配线分区、防火分散等竖向设计技术的要求。
③合理部署竖向交通中心，确立楼梯、电梯的数目和部署方式，保证使用效率和防火安全。
④内外建筑装饰、结构、用料和做法一定适应因风力、地震、温度变化等所惹起的变形和安全问题。
⑤在建筑艺术方面要考虑高大概型在城市和集体中的形象和全方向造型成效。
结构方面主要有：①考虑高层建筑碰到巨狂风力和地震力时所产生的水平侧向力。
②严格控制高层建筑体型的高宽比率，以保证其稳固性。
③使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和均匀，使整体结构不出现单薄环节。
④妥当办理因风力、地震、温度变化和根基沉降带来的变形节点结构。
⑤考虑在重量大、根基深的地质条件下怎样保证安全靠谱的设计技术和施工条件问题。
设施和电气方面主要有：①设计供温暖给水排水系统时，一定考虑因建筑高度增大的压力，保证管道、炉片拥有耐压能力。
②特别办理消防和排烟问题。
③在供暖、通风中考虑因高处风力增大而增添的空气浸透和中合面以上、以下的热压变化关于散热量计算的重要影响。
④考虑因为增添了电梯、水箱供水和消防动力用电，对电气设计的地区配电和干线、支线部署提出的要求。
结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
事实说明，习惯左右了成败，习惯改变人的一世。
在现实生活中，大部分的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一时半刻的事，需要坚持。
《高层建筑基础分析与设计》天然地基上的高层建筑基础
W为与偏心距方向一致的基底截面抵抗矩，A为面积。
不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！
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一、水平荷载作用下防止滑移
设作用于箱形或筏形基础顶部的水平荷载（风载 、地震荷载或其他荷载）为Q，箱形或筏形基础侧 壁填土能可靠的传递被动土压力和摩擦力的高度 h0≤D，计算简图如下。
抗水平滑移验算简图
作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔 基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台； 位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的 影响，造成边坡失稳。
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规范规定：当建筑物基础满足抗滑移和抗倾覆的 前提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。
《高层建筑箱形与筏 形基础技术规范》对 箱基或筏基的构造要 求有： (1) 基础埋置深度； (2) 荷载偏心率。
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水平剪力Q由垂直于剪力方向侧壁的被动土 压力合力P、基底摩擦力合力F1，侧壁（平行 于剪力方向）摩擦力合力F2之和来平衡，于 是应满足：
KQ F F P
1
2
式中K为安全系数，取1.2~1.5。
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F A S
1
1
F1、F2 按公式计算：
F f A
2
h
h
2
Al—基底面积； A2—平行于剪力方向的两侧壁有效面积(A2=2bh0)； S —地基土抗剪强度，对于饱和软土S=0.5qu (qu为土
2
3
地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料， 经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以 指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的 离散程度的影响均没有反映。
地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正， 将从表中查出的地基承载力基本值f0乘以小于1的回 归修正系数。
某高层住宅的结构分析与设计
某高层住宅的结构分析与设计
这是关于某高层住宅的结构分析与设计的文档模板范本。
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1. 引言
1.1 背景
1.2 目的
1.3 研究范围
2. 结构设计准则
2.1 适用规范和标准
2.2 结构设计原则
2.3 荷载分析
3. 建筑材料选取
3.1 混凝土配合比设计
3.2 钢筋选用和布置
3.3 预应力设计
4.1 建筑平面布置
4.2 框架结构设计
4.3 剪力墙分析与设计
4.4 柱与梁的设计
5. 地基与基础设计
5.1 地质勘察分析
5.2 地基处理方式选择
5.3 基础形式设计
6. 楼板系统设计
6.1 一般楼板设计
6.2 承重墙板设计
6.3 预应力楼盖板设计
7. 抗震设计
7.1 设计地震力分析 7.2 结构抗震设计
7.3 设防烈度选取
8.1 平面布置图
8.2 剖面图
8.3 结构节点图
9. 结构分析与验证
9.1 结构模型建立
9.2 结构分析方法选择
9.3 结果验证与评估
10. 安全评估分析
10.1 设计框架的安全性评估 10.2 结构施工工艺安全评估
10.3 设计风险评估
11. 总结与未来展望
11.1 设计总结
11.2 可改进之处
11.3 未来发展方向
附件：（根据实际情况所涉及的附件，例如模型图纸、计算表格、材料规格等）
法律名词及注释：（对于文档中出现的法律名词进行解释说明）。
高层住宅建筑基础结构设计分析
建筑与工程Һ㊀高层住宅建筑基础结构设计分析苏建弘摘㊀要:基础结构设计是建筑业的一个重要组成部分ꎬ对于整个工程来说意义重大ꎮ高层住宅是城市建设的重要组成部分之一ꎮ对低层住宅而言ꎬ基础结构的承载力与稳定性差ꎬ抗拉强度低ꎬ必须进行合理有效的处理ꎬ才能保证基础结构在高层住宅中的安全可靠工作ꎻ基础结构在高层住宅中的重要性日益突出ꎬ如何保证基础与上部空间的紧密结合ꎬ是影响住宅稳定运行的重要因素ꎮ关键词:高层住宅ꎻ基础结构ꎻ结构设计㊀㊀二十一世纪是我国各项社会事业发展的时期ꎬ人民生活质量得到了稳定的提升ꎬ建筑行业的进步也是水到渠成ꎮ目前ꎬ城市化进程的不断推进ꎬ使我国城市可用建筑面积越来越小ꎬ因而高层建筑的发展逐渐受到越来越多的关注和重视ꎮ随着高层建筑层数的增加ꎬ地基等基础结构设计的难度不断增加ꎮ在这种情况下我们务必要对高层住宅建筑的基础结构设计进行分析ꎬ争取找到最佳的设计思路ꎮ一㊁高层住宅建筑基础结构设计要点(一)独立基础设计独立基础设计时ꎬ经常要考虑地基的实际情况ꎬ如地基压实状况较好ꎬ压缩比较小ꎬ则应采用刚性基础ꎬ如有特殊情况ꎬ应采用柔性基础ꎬ这样才能有效地避免地基压实过程中出现不均匀沉降ꎮ当前中国的高层住宅建设工程ꎮ它占据了独立基础设计的主流地位ꎬ在实际应用中也常常能取得非常显著的效果ꎮ在桩基施工中ꎬ独立基础的设计ꎬ一般是与混凝土结构结合形成一体后再进行施工ꎬ稳定性较好ꎮ(二)箱形或筏型基础设计在箱㊁筏基础设计中ꎬ最难保证的是基础整体受弯应力ꎮ因此说在进行设计工作时ꎬ一般可以将基础和高层住宅建筑的上部结构作为一个整体ꎬ然后再进行一般的设计ꎮ文章所说的共性设计ꎬ实际上是指运用共同作用分析法ꎬ将高层住宅工程中上部结构和地基视为一个整体ꎬ然后对其保持力㊁变形承载能力等进行统一研究ꎮ与以往的方法相比ꎬ这一方法显然更加合理ꎮ近几年来ꎬ信息技术和计算机技术的不断提高ꎬ使得共同作用分析变得更为容易ꎬ但它往往需要较高的成本ꎬ因此通常不会采用这种分析方法ꎮ此外ꎬ箱形和筏式基础在实际施工中均采用大体积混凝土作基础ꎬ稍有不小心就会出现裂缝ꎬ因此说我们需要在伸缩缝的设计上下足功夫ꎮ(三)桩基础设计和桩箱基础设计由于桩基设计形式一般都能承受较大的应力ꎬ所以在高层住宅建筑基础设计中ꎬ一般都是采用地基土层较硬的桩基形式ꎬ此时高层住宅建筑工程上部结构承载力不足ꎬ必须采取相应的措施ꎬ确保桩基的设计质量ꎮ桩基设计的优点是桩长较长ꎬ能充分深入地基土中ꎬ并将全部荷载力转移到土深处ꎬ避免了地基严重沉降ꎮ桩基位置的选择是桩箱基础设计的难点和重点ꎬ不同的地基土层具有不同的特性ꎬ如何布置桩基以获得最大的承力效果ꎬ需要在实际设计工作中进一步分析ꎬ以便达到最佳的基础设计效果ꎮ二㊁高层住宅基础结构设计的控制要点(一)减少不均匀沉降为了减小建筑物的整体变形ꎬ必须合理地控制好结构的刚度和平面分布ꎬ并必须降低可能发生不均匀沉降的可能性ꎮ对于高层住宅基础设计ꎬ许多条形基础无法满足基础承载力和上部结构的要求ꎮ在变形时ꎬ可采用筏形基础设计法ꎬ可增加基础结构的刚度ꎬ从而可防止基础发生不均匀沉降ꎮ筏基础设计时ꎬ必须保证上部结构的永久垂直重心与基础表面的质心相吻合ꎮ为了控制好偏心率ꎬ可适当调整地基的面积ꎬ保证筏形基础稳定ꎮ竖向及水平荷载作用于地基顶面ꎮ(二)考量结构整体作用结构设计中ꎬ不仅要考虑地基与基础的相互作用ꎬ而且要考虑上部结构对地基的影响ꎮ尤其在基础模型的建立中ꎬ为了能够确定最优的设计方案ꎬ必须对参数设置进行全面的分析计算ꎮ另外ꎬ在规划中应综合考虑地基土质㊁地基结构㊁上层建筑中的钢筋与构造ꎮ当低层建筑与高层建筑同时施工时ꎬ应根据地基土共同作用引起的地基反应和地基变形ꎬ计算筏板厚度和地基下钢筋的取值ꎮ基底和上层结构也应该能够保证获得的信息数据的准确性和完整性ꎮ裙房高层住宅筏板基础设计中ꎬ必须有效地控制筏板的厚度和配筋ꎬ避免过大的偏差和过大的沉降ꎬ以减小主楼与裙楼之间的过大偏差和沉降ꎬ从而减小结构的二次应力ꎮ(三)注重基础结构㊁上部结构以及地基三者共同作用基础结构与上部结构㊁地基土相互作用是客观存在的ꎮ当然ꎬ不可能在实际设计中考虑到所有因素ꎮ但对于地基模型的参数ꎬ必须从这三个方面共同分析的结果中进行选择ꎬ反映出共同作用结果在结构和配筋上的考虑是完全可能和必要的ꎮ如在同一块大面积整体筏形基础上修建多幢高层㊁低层建筑物时ꎬ可根据上部结构㊁基础和地基土共同作用的基础变形及基底反力计算来确定筒体下筏的厚度和配筋量ꎮ高层住宅中带裙房的大面积整体筏形基础ꎬ其主楼下筏板整体挠度值不应过大ꎬ主楼与相邻裙房柱的差异沉降保证了两者的差异沉降不会过大ꎬ从而减少结构的次应力ꎮ三㊁结束语建筑行业的蓬勃发展ꎬ对我国经济的稳定增长有着重大的影响ꎬ使人们对建筑的种类㊁功能等方面的要求也越来越高ꎮ高层住宅在我国城市化进程中ꎬ对提高城市建设用地使用效率ꎬ缓解人口问题发挥了重要作用ꎮ随着科技的发展ꎬ高层住宅建设将更加可靠ꎮ对基础结构设计的严格控制是防止基础和上部结构沉降的有效方法ꎬ也是整个工程建设的重要组成部分ꎮ基础结构设计时ꎬ必须综合考虑周围环境ꎬ计算基础承载力是否满足设计要求ꎬ避免由于工期的延误而导致不合理的设计计算ꎮ参考文献:[１]付珊.基于高层建筑基础结构设计分析[Ｊ].科技创新与应用ꎬ２０１７(３４):１１２－１１３.作者简介:苏建弘ꎬ男ꎬ河北石家庄ꎬ研究方向:结构工程相关ꎮ１２１。