導(dǎo)語：高層建筑基礎(chǔ)剛度抗震設(shè)計的影響一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著社會的不斷進步，城市化進程加快，城市生活空間逐步減少，越來越多的建筑傾向于高層建筑。在建筑高層建筑時，人們首先會考慮其抗震性能，高層建筑的抗震設(shè)計是高層建筑設(shè)計的重點，高層建筑的基礎(chǔ)剛度與整棟高層建筑的抗震性能具有較高的關(guān)聯(lián)性。文章主要分析了高層建筑基礎(chǔ)剛度對高層建筑抗震設(shè)計的具體影響，希望為高層建筑設(shè)計師合理規(guī)劃基礎(chǔ)剛度、提高抗震性能提供科學(xué)的理論依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計；基礎(chǔ)剛度

為了確保高層建筑具有足夠的抗震能力，減少地震對高層建筑的損害，在進行高層建筑選址與設(shè)計時，應(yīng)確保選址地根基合適，并運用相關(guān)的地基處理方法，最大限度地加強高層建筑地基的承受能力[1]。此外，將建筑選址地地基基礎(chǔ)剛度也劃定到抗震設(shè)計范圍內(nèi)，可以有效提高高層建筑的質(zhì)量。發(fā)生地震時，通常經(jīng)由巖土傳播，不同的地基密實度可以直接影響地震的內(nèi)力分布以及對建筑的沖擊。目前高層建筑抗震設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題主要集中在高層建筑地基場地的選擇和高層建筑基礎(chǔ)形式的選擇上。城市化進程的不斷推進在一定程度上造成了城市住房數(shù)量遠(yuǎn)不能滿足人們需求的情況。為了提高對有限用地空間的利用程度，給居民提供更多住房，高層建筑越來越多[2]。相比傳統(tǒng)建筑，高層建筑的選址要求更高，應(yīng)盡量選擇地基土質(zhì)較堅硬或者土質(zhì)均勻的中硬土區(qū)域，確保地基具有良好的穩(wěn)定性及荷載能力。不同的高層建筑所采用的基礎(chǔ)形式種類不同，一般會根據(jù)所要建造的高層建筑特點以及所選擇的場地合理調(diào)整基礎(chǔ)型式，合適的高層建筑基礎(chǔ)型式不僅能提升其抗震性能，還能在一定程度上降低建造成本。

1基礎(chǔ)剛度對高層建筑抗震能力的影響

基礎(chǔ)剛度會對高層建筑的抗震能力產(chǎn)生較大的影響。當(dāng)結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度減小時，地震作用也會減小，如果同時增大側(cè)移剛度，當(dāng)發(fā)生地震時，會增大建筑結(jié)構(gòu)位移。以某高層建筑為例，該建筑采用挖孔樁基礎(chǔ)，通過排成排的方式形成抗震性防護，其基礎(chǔ)剛度最小設(shè)計值和最大設(shè)計值分別為0.5K和2.0K，控制實際基礎(chǔ)剛度值不超過該范圍。對建筑框架結(jié)構(gòu)自振周期進行分析可以發(fā)現(xiàn)，自振周期會隨著基礎(chǔ)剛度的減弱而增大，與基礎(chǔ)嵌固增大值相比更為明顯。通過計算可知，樓層剪力會隨著高度的增加而減小，傾覆力矩與建筑層高變化也呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。當(dāng)基礎(chǔ)剛度值為最小設(shè)計值時，建筑結(jié)構(gòu)將會呈現(xiàn)最大的水平位移。受基礎(chǔ)剛度影響，框架結(jié)構(gòu)在地震時會出現(xiàn)轉(zhuǎn)動、平動位移現(xiàn)象，柱底層轉(zhuǎn)動、邊柱軸向變形轉(zhuǎn)動都屬于基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動，排除柱底層轉(zhuǎn)動的影響，邊柱軸向變形所產(chǎn)生的數(shù)值變化除以結(jié)構(gòu)寬度所得的商值便是地基轉(zhuǎn)動角。將剛體平動、整體轉(zhuǎn)動的影響排除在外，樓層越高，其豎向結(jié)構(gòu)水平位移越大，三層以下層間位移隨著層高的升高而增大，三層及以上層間位移隨著層高的升高而減小。立足于基礎(chǔ)剛度角度，在估算建筑底層框架上層彎矩時，如果估算值較小，則難以保證建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的良好性。

2基礎(chǔ)剛度對高層建筑抗震設(shè)計中結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的影響

作為高層建筑物建筑結(jié)構(gòu)的固有特性，建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度主要是指建筑結(jié)構(gòu)在遭受水平作用沖擊時抵抗建筑物側(cè)向位移的剛度。如果將高層建筑物的建筑結(jié)構(gòu)看作是一根豎向懸臂梁，并且這根豎向懸臂梁的底部具有一定的剛度約束作用，那么在水平方向的作用力下，高層建筑結(jié)構(gòu)頂部的側(cè)移值主要由高層建筑結(jié)構(gòu)頂點水平位移及結(jié)構(gòu)頂部附加位移兩部分組成，其中結(jié)構(gòu)頂部附加位移是由結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)平移和扭轉(zhuǎn)變形造成的；但是有一點沒有考慮在內(nèi)—即使不受外力作用，高層建筑結(jié)構(gòu)自身也有可能存在扭曲變形。若將基礎(chǔ)剛度考慮在內(nèi)，在進行抗震設(shè)計時，高層建筑的結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度會降低，整個結(jié)構(gòu)會發(fā)生平動側(cè)移的情況，結(jié)構(gòu)頂點的相對側(cè)移也會變大。如果高層建筑結(jié)構(gòu)的計算分析是通過嵌固端模型完成的，當(dāng)發(fā)生地震時，受人為因素影響，結(jié)構(gòu)下端的側(cè)移剛度的層間位移角會超出實際值。由此可見，在抗震設(shè)計過程中，從建筑結(jié)構(gòu)安全性角度分析，應(yīng)適當(dāng)增大底部結(jié)構(gòu)的延性能力。同時，受基礎(chǔ)剛度的影響，可能會出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的實際鋼比重小于嵌固端模型的情況，對此，應(yīng)從P-Δ效應(yīng)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面分析，有效控制重力二階效應(yīng)帶來的建筑結(jié)構(gòu)位移，確保建筑具有良好的抗震性及安全性。

3基礎(chǔ)剛度對高層建筑抗震穩(wěn)定性的影響

對高層建筑抗震設(shè)計而言，在考慮基礎(chǔ)剛度的影響時，還需從宏觀角度入手，將基礎(chǔ)剛度的剪力墻結(jié)構(gòu)視作豎向懸臂梁，判斷軸心受壓桿件彎曲失穩(wěn)時其所具備的最大承載能力，并在此基礎(chǔ)上，確定豎向彎曲型懸臂桿是否有良好的穩(wěn)定性，了解基礎(chǔ)剛度對高層建筑抗震穩(wěn)定性的具體影響。結(jié)構(gòu)荷載呈倒三角分布，基礎(chǔ)剛度彎曲結(jié)構(gòu)在其作用下，會呈現(xiàn)受力情況，同時產(chǎn)生一定的位移，除了自身的重力荷載，基礎(chǔ)剛度結(jié)構(gòu)上分布有水平荷載，不僅會有力的作用，而且還會發(fā)生位移，這些都會對抗震穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。另外，高層建筑的基礎(chǔ)剛度值并不是一個無窮大的數(shù)值，而是在一定的范圍內(nèi)變化。如果高層建筑的基礎(chǔ)剛度值降低，會直接影響其整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。不同的高層建筑在進行抗震設(shè)計時應(yīng)選取不同的基礎(chǔ)剛度值，確保高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性滿足抗震需求。

4結(jié)束語

文章主要從三個方面闡述了高層建筑基礎(chǔ)剛度對抗震設(shè)計的影響，包括對高層建筑抗震能力的影響、對結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的影響以及對高層建筑抗震穩(wěn)定性的影響。在進行高層建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須將建筑物的基礎(chǔ)剛度作為重要的考慮指標(biāo)，最大限度地提高高層建筑物的抗震性能，增強其穩(wěn)定能力。

參考文獻：

[1]武旭,王明明.淺析基礎(chǔ)剛度對高層建筑抗震設(shè)計的影響[J].綠色環(huán)保建材,2019(4):88+90.

[2]徐利華.基礎(chǔ)剛度對高層建筑抗震設(shè)計的影響分析[J].甘肅科技縱橫,2018,47(11):53-55.

作者:張詩濤 單位:遼寧城建設(shè)計院有限公司