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高层住宅楼结构设计范例(3篇)

时间: 2024-01-14 栏目:公文范文

高层住宅楼结构设计范文

【关键词】基坑边坡滑塌碾压振动支护

1工程概况

某住宅楼位于兰州市安宁区某校区在建锅炉房工程基坑南侧。该住宅楼,共三个单元,为六层砖混结构。该锅炉房地基采用整片垫层法进行处理。据相关方介绍,在分层碾压、震密、夯实的过程中,基坑南面边坡局部出现滑塌。目前,该住宅楼预制楼板板缝间及散水有裂缝现象。本次检测目的是查明在建锅炉房地基基础施工及此次基坑滑塌事故对该住宅楼结构是否造成影响。

2检测内容及结果

2.1工程场地踏勘、调查

该工程场地地貌单元属黄河北岸Ⅱ级阶地后缘,该住宅楼基础采用打入式预制混凝土方桩,桩端持力层为卵石层。该住宅楼北侧距西北师范大学新校区在建地下燃气锅炉房工程基坑顶边缘约4~8m,基坑开挖深度约9m,未采取支护措施。2010年08月28日,某校区在建地下燃气锅炉房工程基坑南面边坡发生局部滑塌,坍塌部分长约15m。

2.2锅炉房地基基础施工(碾压振动)对该住宅楼影响

住宅楼北侧紧邻某新校区在建地下燃气锅炉房工程。基坑南侧开挖至自然地面下约9m处,出现地下水后对地基处理方案进行过设计变更。设计要求自基坑底面依次:采用600mm厚卵石挤压处理地基土翻浆;再铺设600mm厚砂砾石垫层;之后再用3:7灰土垫层至筏板底标高处。据相关方介绍,在分层碾压、震密、夯实的过程中,基坑南面边坡局部出现滑塌。

发生基坑滑塌事故时,3:7灰土垫层已换填厚度约1.5m,此时基坑南侧深度约7.5m。由于灰土垫层的施工机械现已撤场,且委托方及相关方未能提供确切的施工机械参数,据现场施工人员介绍,该锅炉房工程在换填垫层法处理地基,施工过程中曾使用过振动式压路机,自重约18t。目前,该住宅楼房屋裂缝主要发生在预制楼板板缝间,另外,该住宅楼散水与外墙接缝处有脱开现象。据现场勘测,在建锅炉房垫层施工时振动源距该住宅楼北侧外墙距离,普遍不足10m。根据振动对建筑物影响的一般经验判断,该锅炉房地基基础施工过程中,碾压振动施工对该住宅楼构造及配件有一定影响,但对该住宅楼主体结构安全尚不构成影响。

2.3围护结构调查

为查明基坑滑塌事故及锅炉房基础施工对该住宅楼的影响,此次检测中对该住宅楼的围护结构(散水)进行了调查。现场检测,该住宅楼散水部分已多处存在裂缝、破损现象。其中,距滑塌部位较近的基坑,该住宅楼东北侧散水与外墙已脱开,宽度为2mm。

2.4工程场地地质情况调查

根据该住宅楼地质资料,该工程场地地基土从上至下为:(1)粉土:厚度10m。黄褐色,土质不均匀,上部含植物根系,孔隙发育,含白色钙质菌丝,干强度低,韧性低,稍湿~湿,稍密。探井T1中埋深约5.7m处,夹有厚度约0.5m的砾砂。(2)饱和状粉土:厚度约1m,黄褐色,土质不均匀,夹有砾石及粉质粘土团块,饱和,稍密。(3)卵石:厚度大于5m,层面埋深约12m。青灰色,中密~密实。(4)砂岩:厚度约3m,层面埋深约18m。棕红色,主要成分为长石、石英、细粒结构、中厚层状结构,泥钙质胶结,遇水易软化崩解。

该场地为Ⅱ级(中等)自重湿陷性场地。

2.5地基基础检测

(1)地基基础现状检测;对住宅楼基础进行开剖检测。检测结果表明:该住宅楼基础采用预制混凝土方桩,桩身截面尺寸为300×300mm,桩长约12m,桩端持力层为卵石层。桩顶依次为:100mm厚素混凝土垫层,其上设有截面高度500mm的钢筋混凝土承台梁。(2)沉降观测;依据现场实际情况,以住宅楼顶层屋面檐口作为基准面,采用水准仪对该住宅楼进行相对沉降观测。(3)相对倾斜观测;以该住宅楼顶层纵横墙交接角点作为参考点,采用经纬仪对住宅楼进行相对倾斜观测。该住宅楼相对倾斜检测结果如下:该住宅楼整体向南倾斜,局部出现扭转。倾斜方向与基坑滑塌方向相反,最大相对偏移部位发生在该住宅楼西南角,向南相对偏移量19mm,相应整体倾斜率达1.1‰,满足《建筑地基基础设计规范》(GB50007―2011)第5.3.4条的规定。(4)裂缝检测;该建筑物楼、屋盖存在不同程度裂缝,裂缝主要出现在预制板缝间,大部分裂缝宽度在0.1~0.4mm之间,最大裂缝宽度为0.8mm。

以上裂缝与多种因素(施工质量,材料的温度收缩变形,外部振动等)有关。

3锅炉房地基基础施工及基坑滑塌事故对该住宅楼安全性影响分析

3.1锅炉房地基基础施工的影响

裂缝主要发生在该住宅楼预制楼板板缝间及住宅楼北侧散水处。某校区在建地下燃气锅炉房工程地基基础施工时,曾采用了振动式压路机。施工时,振动源距该住宅楼东北角外墙距离普遍不足10m。根据振动对建筑物影响的一般经验判断,该锅炉房地基基础施工过程中,碾压振动施工对该住宅楼构造及配件有一定影响,但对该住宅楼主体结构安全尚不构成影响。

3.2基坑滑塌事故的影响

该住宅楼北侧距某校区在建地下燃气锅炉房工程基坑顶边缘4~8m,基坑开挖深度约9m。该住宅楼基础采用打入式预制混凝土方桩,该住宅楼基础埋深大于锅炉房基坑开挖深度。

从基坑局部滑塌事故发生后,对该住宅楼进行了沉降、倾斜及土体侧向位移等观测。根据观测结果,结合上部结构中的裂缝现象及形态来看,目前该锅炉房基坑局部滑塌事故对该住宅楼主体结构安全尚不构成影响。

4结语

(1)在建锅炉房地基基础碾压振动施工对该住宅楼构造及配件有一定影响,在建锅炉房基坑滑塌事故导致该住宅楼围护结构(散水)出现裂缝现象,对该住宅楼主体结构安全尚不构成影响。(2)建议首先应对在建锅炉房工程基坑进行支护;其次,在基坑支护的同时加强对基坑及周边建筑物的变形监测,应着重对基坑土体的水平位移、周边建筑物的垂直位移进行监测;再次,在进行上述工作的同时,要做好基坑顶部及底部的防、排水工作。

参考文献:

高层住宅楼结构设计范文

【关键字】高层;筏板基础;设计;案例分析

前言:基础选型是高层住宅楼设计中非常关键的,很多高层住宅楼的地下被设计成停车场,自然不能设计太多墙体,此时筏板基础就能很好的满足各种需求,而且施工较为简单,已经广泛应用到高层住宅楼的建设中。

1.高层住宅楼筏板基础设计分析

1.1.确定承载力与埋深

由于我国城市用地紧张,因此高层住宅楼越来越密集,设备用房、车库等地下室成为必须设置的,要结合具体功能确定地下室层数和高度,因此基础埋深也就确定了,然后再结合土质特点确定基础类型的选择。是否可以使用筏板基础的方式又两种,第一是结合承载力设计值确定;第二是结合补偿性基础特征对地基承载力进行研究。

1.2.筏板基础变形量的计算

地基变形量的计算是高层住宅建筑中最重要的验算,以当前的理论水平无法精准的计算地基变形量,计算结果会与实际情况有较大差距,因此给设计人员增大难度,可能会造成造价提高、资源浪费等后果。高层住宅楼的地基变形量计算,由于基坑深度大,因此会出现地基回弹变形从而导致地基凸起,实际中对其的计算难度较大,通常来说实际地基变形量是计算结果的一倍多。地基沉降变形的计算不能将地基回弹再压缩变形产生的沉降量忽视,应该更加重视。

根据实际经验可知,刚性筏板基础挠曲变形小,主要为整体的沉降变形。当筏板基础厚度相同时,其刚度随面积增大而减小。实际的设计中可以将独立柱基和板式筏基相结合,也就是在高层住宅楼的中部采用筏板基础,而四周采用独立基础或联合基础。

1.3筏板基础抗浮锚杆设计

目前大部分城市地下水水位都比较高,所以筏板基础地板埋深如果太大,就必须要有抗浮锚杆。筏板基础抗浮锚杆的设计要注意两点:其一,如果地下室和上部结构无法抵抗地下水浮力,地下室就会出现上浮情况,但如果筏板基础底板结构重量能够抵抗地下水上浮力,则能够确保高层住宅楼基础结构的稳定性。所以要完成地下室和地面上部分结构方可确保高层住宅楼不受地下水上浮力影响,而不用在施工整个过程都要注意地下水位变化;其二,浮托力是由于基坑内有积水而产生的,基坑内积水高度和地下室体积是决定浮托力大小的因素。所以,施工中要将水位控制在合理范围内以避免浮托力的产生。

1.4筏板基础计算方法

筏板基础计算方法有很多,但要结合适用范围和实际情况选择适当的方法,目前级数法、伦算法和静力平衡法是比较广泛应用的简化算法。当地基分布较为均匀,荷载情况相对平均时,可以选择倒梁法或倒楼盖法;较为复杂的地基分析则可以选择有限元法。

2.高层住宅楼筏板基础结构设计

平板式筏基和肋梁式筏基是高层住宅楼筏板基础中最常用的两种结构,一般来说,基础肋梁会安置在底板上,如果地基均匀度不好或者有其他需求,也可以将其安置在底板下。筏板基础的设计需要注意以下几点:第一,设计中尽可能将筏板基础形心和上部结构负载重心保持一致,尽量避免基础偏心太大而导致基础受到弯矩作用;第二,结合抗冲切和抗剪强度测试来确定底板详细厚度,如果柱网之间距离较大,在柱间设置暗梁可以减缓冲切力的影响,底板厚度也可以适当减小,另外,也可以通过预应力钢筋来减少底板使用混凝土的量,从而将工程造价控制在合理范围内。确定底板厚度的因素中,冲切作用强弱是最关键的因素,因此必须要进行抗冲切计算;第三,无肋梁筏板基础的设计可以参考无梁楼盖跨柱上板梁和中板梁带的设计方法,如果要准确计算需要采用有限元方法;第四,筏板基础的受力钢筋最小配筋率为0.15%,悬挑板需要将钢筋附加在角位置。设计人员通常只对结构钢筋配置高度重视,而忽视或不重视构造筋的要求。

3.高层住宅楼筏板基础设计案例分析

以某地高层住宅楼的筏板基础设计为例进行分析。

3.1工程地质情况分析

该高层住宅楼地上为20层,地下室一层,为剪力墙结构。土层分布从上至下分别为0.5-3米的人工填土层;0.6米的冲洪积土层;1.5-8.3米、标贯击数为8-16之间的可塑状残积土层;2.3-12米、标贯击数在18-29之间的硬塑状残积土层;2.4-8.5米的岩石全风化层;0.5-12米的岩石强风化层;1.2-2.2米的岩石中风化层;1-1.5米的岩石微风化层。塔楼占地面积为两千多平方米,地基承载力均值约为240kPa。

3.2筏板基础设计

筏板基础平面设置:筏基平面形心与建筑重心尽可能要重合,筏基边缘最好外挑,且由柱距、场地环境、地基条件、建筑物重心和地基反力的重合等因素决定,通常其宽度是边跨柱距的四分之到三分之一之间。

筏板基础厚度设置:抗剪强度和抗冲切实筏板基础厚度的决定因素,而且还必须符合抗渗要求,如果柱荷载和柱距偏高时,可以通过设置暗梁或者在底板下加墩来增强抗剪切能力。同时还对筏板基础的整体刚度有较高要求,通常来说,筏板厚度是根据地上楼层数量来计算,每层板厚约为0.05-0.08米之间。该楼地上共有20层,筏板厚度为1.1米,在轴力偏大的柱下板底加柱墩,厚度约为1.5米。

筏板基础内力设置:通常计算筏板基础内力都是使用简单算法,最主要的特点是地基、基础和上部结构构成静力平衡系统,三个部分的计算相互独立,其中使用最广泛的方法就是倒楼盖法,但其适用条件为筏板基础刚度和上部结构刚度较好、地基均匀、柱距与柱轴力差距较小。当然这种方法也是有缺陷的,即对基础整体影响完全忽略,不能计算出挠曲变形。这三个部分在计算时是相互独立的,但实际上三者之间相互制约、相互影响。

根据相关资料分析可知,地基压缩层如果是强风化岩层、风化残积土层,则沉降量计算最好使用分层总和法。该案例使用的是有限元法,也就是将筏板基础分割成若干部分,每个部分的地基基床系数是通过土的变形模量算出的。

结束语:

高层住宅楼如今已经非常普遍,筏板基础不仅能够满足地基的承载力,还能尽可能的利用空间,在筏板基础的设计过程中,要通过科学合理的方法对筏板基础承载力、变形量和埋深等参数进行计算。高层住宅楼施工过程中筏板基础进行科学的设计,是高层住宅楼安全性的基本前提,也是建筑的关键构成。

参考文献:

[1]李伟,分析高层住宅楼筏板基础的设计,科技与创新,2014,(09)

[2]赵洁,郭会强,程新宇,高层住宅楼筏板基础施工方法,焦作工学院学报(自然科学版),2001

高层住宅楼结构设计范文篇3

关键词:结构检测,裂缝分析,鉴定结论

Abstract:inthispaper,thestructureofahouseonthespotinvestigationandinspection,analysisthecauseofthetear,putforwardthecorrespondingtreatmentrecommendationsforsuchprojects.

Keywords:structuredetection,thecrackanalysis,appraisalconclusion

中图分类号:G267文献标识码:A文章编号:

1工程概况

某房屋建筑位于龙门县谷行街四号,房屋主体为二层的砌体结构,建筑面积约为320㎡,房屋采用的是毛石基础。谷行街四号东面为2010年竣工的新建住宅楼,新建住宅楼主体为5层的框架结构,根据委托方提供的新建住宅楼设计图纸,新建住宅楼采用天然地基筏板基础,基础埋深为2m。

2工程地质情况

根据住宅楼岩土工程勘察报告,可得勘察场地岩土地层构成及特征自上而下描述如下:

(1)填土:厚度1.10m~1.30m,全场分布,力学性质不均匀,工程性能差,未经处理不得作为建筑物基础持力层。

(2)粘土:层厚7.30m~7.40m,全场分布,呈软~可塑状,工程性能较差。龙门县李金兴、张文斌住宅楼场地主要地下水稳定水位1.80~2.10m。

3对房屋结构进行检测分析

3.1房屋结构状况检查

现场调查了谷行街四号的建筑结构布置,分析了结构传力体系。谷行街四号主体为两层的砌体结构,谷行街四号首层层高4.0m,二层层高3.5m,梯屋高2.2m,上人屋面,建筑面积约为320㎡。现场检测结果表明,谷行街四号结构平面呈矩形,承重墙沿竖向上下布置不连续,结构布置不合理。

根据委托方提供的诉讼证明书及谷行街四号房屋产权证书,谷行街四号屋面由砖木结构改建为混凝土上人屋面。

3.2房屋基础检查

现场选取一处基础进行开挖明确谷行街四号基础型式及与新建住宅楼基础的位置关系:开挖检查结果表明,谷行街四号基础为毛石条形基础,条形基础宽度约为800mm,基础底相对室外地面的埋深为1.00m;谷行街四号外墙与新建住宅楼外墙间距为25~26cm,新建住宅楼基础部分紧邻谷行街四号基础。

根据委托方提供是新建住宅楼设计图纸,新建住宅楼采用天然地基筏板基础,基础埋深为2m。

3.3建筑物侧向位移观测

现场采用经纬仪对谷行街四号上部结构具备观测条件的墙体的顶点侧向位移进行了测量,测量结果见表1。结果表明,目前谷行街四号墙体的最大顶点侧向位移(包括施工误差和外装饰的影响)为65mm大于《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)中对多层砌体结构建筑规定的40mm。

3.4构件裂缝及损伤检测

现场检查了谷行街四号的墙体、柱、梁和楼板等构件,发现部分构件存在不同程度的裂缝;现场对谷行街四号室内外地面进行检查,谷行街四号室内地面存在明显的变形及地砖开裂。

通过对本次裂缝及损伤检查结果的统计,按照不同裂缝及损伤所处的位置及分布特征,对谷行街四号不同位置存在的裂缝及损伤进行归类,主要有如下几种类型:

①、大部分墙体存在斜向裂缝,裂缝沿灰缝开展,部分裂缝位置的砖存在断裂现象,裂缝宽度为0.5mm~45mm。

②、个别砖柱存在贯穿裂缝,砖柱裂缝方向与横墙裂缝方向一致,裂缝宽度为6mm。

③、个别楼板存在露筋及钢筋锈蚀现象。

④、谷行街四号室内地面存在明显的变形及地砖开裂:4-5轴的室内地面向新建住宅楼一侧倾斜。

3.5裂缝及损伤原因分析

通过上述对各种裂缝及损伤的统计归类,结合各类裂缝及损伤的分布楼层与位置,可进行如下分析:

现场检测结果表明:

①、谷行街四号首层及二层大部分横墙墙体出现斜裂缝,斜裂缝开展方向基本相同,靠近新建住宅楼的5轴线墙体裂缝最宽,4轴线墙体至1轴线墙体宽度较小。

②、谷行街四号靠近东侧的首层地面出现较明显的变形,地面向东面倾斜。

③、基础开挖检查结果表明,谷行街四号基础为毛石条形基础,基础底相对室外地面的埋深为1.00m;谷行街四号东侧的新建住宅楼基础埋深大于谷行街四号基础,新建住宅楼基础部分紧邻谷行街四号基础。

④、根据委托方提供是新建住宅楼设计图纸,新建住宅楼基础埋深为2m;根据委托方提供的龙门县李金兴、张文斌住宅楼岩土工程勘察报告,龙门县李金兴、张文斌住宅楼场地主要地下水稳定水位1.80~2.10m。

选取新建住宅楼筏板基础为计算单元,计算筏板基础底部的应力增量,计算结果表明筏板基础底部的应力相对原谷行街四号基底应力增加约35.5%。

综合委托方提供的资料及现场检测计算分析结果,谷行街四号房屋裂缝产生的原因如下:

新建住宅楼基础施工过程中对土体的扰动及新建住宅楼建成后导致谷行街四号地基应力及变形加大是谷行街四号地面变形及上部结构出现裂缝的主要原因。

3.6检测结论

(1)、房屋使用历史调查结果表明,谷行街四号屋面由砖木结构改建为混凝土上人屋面。房屋现状调查结果表明,谷行街四号主体为两层的砌体结构,谷行街四号首层层高4.0m,二层层高3.5m,梯屋高2.2m,上人屋面,建筑面积约为320㎡。

(2)、根据委托方提供是新建住宅楼设计图纸,新建住宅楼采用天然地基筏板基础,基础埋深为2m。根据委托方提供的岩土工程勘察报告,谷行街四号场地主要地下水稳定水位1.80~2.10m。

(3)、结构布置调查结果表明,谷行街四号结构平面呈矩形,承重墙沿竖向上下布置不连续,结构布置不合理。

(4)、基础开挖检测结果表明,谷行街四号基础为毛石条形基础,条形基础宽度约为800mm,基础底相对室外地面的埋深为1.00m;谷行街四号外墙与新建住宅楼外墙间距为25~26cm,新建住宅楼基础部分紧邻谷行街四号基础。

(5)、目前谷行街四号主要承重墙体的最大顶点侧向位移(包括施工误差和外装饰的影响)为65mm大于《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)中对多层砌体结构建筑规定的40mm。

(6)、结构构件检测结果表明,谷行街大部分墙体存在斜向裂缝,裂缝沿灰缝开展,部分裂缝位置的砖存在断裂现象,裂缝宽度为0.5mm~45mm,个别砖柱存在贯穿裂缝,砖柱裂缝方向与横墙裂缝方向一致,裂缝宽度为6mm,个别楼板存在露筋及钢筋锈蚀现象,室内地面存在明显的变形及地砖开裂:4-5轴的室内地面向新建住宅楼一侧倾斜。

4小结

综合现场各项检测结果,谷行街四号的墙体存在的斜裂缝主要由于地基变形引起的,属于变形裂缝;新建住宅楼基础施工过程中对土体的扰动及新建住宅楼建成后导致谷行街四号地基应力及变形加大是谷行街四号地面变形及上部结构出现裂缝的主要原因。

最后,对本工程提出的处理建议如下:

建议谷行街四号立即停止使用,并对谷行街四号整体进行加固改造或拆除,加固处理时由具有相关资质的单位进行设计与施工。

参考文献:

1、《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999);

2、《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2004);

3、《建筑变形测量规程》(JGJ8-2007);

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