高層剪力墻結構平板式筏形基礎優化設計實踐

　　摘要：為解決高層建筑剪力墻結構筏板基礎設計中存在的問題，本文對平板式筏形基礎優化設計要點進行研究，提出具體的控制措施，為相關人員提供參考。

　　關鍵詞：高層建筑;剪力墻結構;筏板基礎;優化設計

　　0引言：

　　根據高層剪力墻結構筏板基礎設計現狀，通過加強優化設計，在確保結構穩定和安全的同時，能夠有效的提高基礎的經濟性，降低工程造價，更合理的利用資源，鑒于此，本文主要探討高層剪力墻結構平板式筏形基礎優化設計要點。

　　1案例背景

　　本文以某高層建筑項目為例，本工程為高層住宅，地上28層，地下1層，結構形式為剪力墻結構，抗震設防烈度為6度，設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類，基本風壓為0.35kN/m2 地，基本雪壓為0.3 kN/m2 ，基礎持力層為強風化泥灰巖，地基承載力特正值為500KPa，在初步的基礎設計方案中，擬采用平板式筏形基礎，混凝土采用C30混凝土，鋼筋采用HRB400。

　　2優化設計要點

　　2.1基礎建模

　　本工程上部結構采用YJK3.0建模計算，基礎采用YJK基礎設計模塊，對筏板基礎進行有限元設計分析。筏板計算采用彈性地基梁板法，基礎沉降采用分層總和法。地質資料根據地勘報告輸入，地質資料應輸入準確，以便軟件準確計算基床系數，計算基礎沉降。

　　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設計中，設計人員需要根據上部荷載和地基承載力，調整筏板周邊外挑長度，在規范允許下，使基底反力盡量做到最大，并結合筏板的抗沖切、抗剪結果，確定合理的筏板外挑長度，從而優化筏板面積。達到節約筏板混凝土量的目的，節約基礎工程造價。同時應確保各工況荷載組合作用下的基底反力均應滿足規范要求。

　　2.3合理確定筏板厚度。

　　本工程初步擬定筏板厚度為1.0m進行試算，并逐步加厚，對計算結果進行分析。經過有效的計算分析，若筏板基礎的厚度小于1.0m時，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，不能滿足上部結構的荷載要求。適當增加筏板基礎的厚度，能有效提高筏板基礎的剛度，筏板的跨中位置所產生基底反力會增大，同時，筏板基礎的支座部位承載力則會減小，基底反力趨于均勻[1]。

　　本工程筏板基礎的設計厚度為1.0m時，豎向構件所在區域基底反力局部會超限，隨著筏板厚度的增加，筏板基底反力表現為逐漸均勻。若筏板基礎設計厚度超過1.5m，基礎底部的反力并沒有顯著的變化，這表明隨著筏板基礎厚度增加到一定數值時，其自身的調節效果逐漸下降，故在高層建筑筏板基礎優化設計期間，設計人員要考慮筏板剛度與基底反力的關系，合理確定筏板基礎厚度。

　　2.4筏板配筋與筏板厚度

　　設計人員應根據不同的筏板厚度計算得出的筏板配筋結果，分析筏板的配筋率。在不改變鋼筋強度和混凝土強度等級的情況下，隨著筏板厚度的增加，筏板的計算配筋會減小，但是筏板的構造配筋會增加，當筏板設計厚度在1m到1.5m之間時，筏板基礎的配筋率宜控制在0.16%到0.27%之間[2]。

　　此外，隨著筏板厚度的增加，筏板計算配筋不斷減小，筏板的總配筋量達到最優值時，應同時考慮筏板混凝土量所造成的影響。因為隨著筏板厚度的增加，筏板總的混凝土量也會增加。經過計算分析得出，適當提高筏板的混凝土強度等級，可以有效的減小筏板厚度、降低筏板的計算配筋。節約工程造價。局部配筋計算值過大時，可以設置筏板加厚區，能有效減小筏板平均厚度，同時降低筏板的構造配筋和計算配筋，能有效的降低筏板基礎的工程造價。

　　2.5加強工程造價控制

　　在筏板基礎設計工作當中，設計人員需要遵守經濟性設計原則，在具體設計環節，加強工程造價控制力度，具體流程見表一。

　　通過優化設計，本項目筏板混凝土強度采用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，設局部加厚區，加厚區厚度為1400mm、1600mm。

　　3結語：

　　綜上所述，本文通過對高層剪力墻結構筏板基礎優化設計要點進行全面分析，在確保結構的穩定性與安全性得同時，降低工程造價，為相關人員提供良好的幫助和借鑒。

　　參考文獻：

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

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

　　推薦閱讀：工程機械電氣控制系統故障研究