一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)是包括向上凹陷的殼型底板和位于殼型底板四周的四個側(cè)壁，殼型底板和四個側(cè)壁圍成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)設(shè)置有十字交叉且呈均勻網(wǎng)狀分布的若干個水平直梁以及十字交叉且呈均勻網(wǎng)狀分布的若干個曲梁，水平直梁的端部和曲梁的端部分別固定在側(cè)壁上，曲梁位于水平直梁下方且曲梁的下表面固定在殼型底板的底面上，水平直梁的十字交叉點(diǎn)和曲梁的十字交叉點(diǎn)的上下位置相對應(yīng)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)還設(shè)置有垂直墩柱，垂直墩柱依次穿過水平直梁的十字交叉點(diǎn)和曲梁的十字交叉點(diǎn)且固定在殼型底板上，優(yōu)點(diǎn)是避免軟土地基帶來的側(cè)移傾覆和不均勻沉降，同時提高基礎(chǔ)整體強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。
【專利說明】一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國幅員遼闊，土地廣袤，由沿海到內(nèi)陸，從平原到山區(qū)存在各種類型的土。由于所處地理環(huán)境和氣候條件的差異，地質(zhì)成因和歷史進(jìn)程不同，各類土表現(xiàn)出不同的工程性質(zhì)。軟土是一種高壓縮性、低抗剪強(qiáng)度的土，在外荷載作用下的軟土地基承載能力低、地基變形大且歷時長，建筑物極易發(fā)生不均勻沉降或傾斜側(cè)移。在巖土工程設(shè)計中往往需要對軟土地基進(jìn)行處理，來滿足設(shè)計施工要求。
[0003]目前，對于軟土地區(qū)的高層建筑可采用筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、薄殼基礎(chǔ)等補(bǔ)償式基礎(chǔ)等進(jìn)行處理。補(bǔ)償式基礎(chǔ)是用以減少由建筑物荷載引起的地基沉降，而以巖土自重大致相當(dāng)于建筑荷載的原則而砌筑于地下相應(yīng)深度處的整體性基礎(chǔ)。其中，(I)筏形基礎(chǔ)是將所有單獨(dú)基礎(chǔ)連成整體鋼筋混凝土板，通過擴(kuò)大基礎(chǔ)面積來提高地基土的承載力，同時又可防止結(jié)構(gòu)物局部發(fā)生不均勻沉降。(2)箱形基礎(chǔ)是由頂板、底板和縱橫交叉的隔墻組成一個空間整體結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)中的空心部份可用來做地下室，適用于地基是軟土且?guī)r層又很深時的地基處理。(3)薄殼基礎(chǔ)是根據(jù)殼體結(jié)構(gòu)能夠承受較大的壓力，基于殼體厚度薄且有較好的剛度，能夠?qū)崿F(xiàn)大跨度的基礎(chǔ)設(shè)計。但是，(I)筏形基礎(chǔ)由于平面面積較大，且厚度有限，對于大面積的軟弱質(zhì)土質(zhì)并不能有效的處理，且有限的抗彎剛度無力調(diào)整過大的沉降差異。
(2)箱型基礎(chǔ)由于自身的構(gòu)造需要，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且過多的隔墻使得地下空間使用受到極大的限制。(3)薄殼基礎(chǔ)多采用現(xiàn)澆施工，費(fèi)工費(fèi)時，且不能承受集中荷載，抗沖切能力弱。作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計，前述的基礎(chǔ)一旦局部失穩(wěn)產(chǎn)生傾覆，由于高層建筑物自身重力作用，造成傾覆加劇從而破壞結(jié)構(gòu)平衡，而使基礎(chǔ)產(chǎn)生進(jìn)一步失穩(wěn)的連鎖反應(yīng)。綜上所述，對于上述補(bǔ)償性基礎(chǔ)的改進(jìn)設(shè)計具有廣闊的應(yīng)用背景和重要的研究價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種避免軟土地基帶來的側(cè)移傾覆和不均勻沉降，同時提高基礎(chǔ)整體強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括向上凹陷的殼型底板和位于所述的殼型底板四周的四個側(cè)壁，所述的殼型底板和四個所述的側(cè)壁圍成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔，所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)設(shè)置有十字交叉且呈均勻網(wǎng)狀分布的若干個水平直梁以及十字交叉且呈均勻網(wǎng)狀分布的若干個曲梁，所述的水平直梁的端部和所述的曲梁的端部分別固定在所述的側(cè)壁上，所述的曲梁位于所述的水平直梁下方且所述的曲梁的下表面固定在所述的殼型底板的底面上，所述的水平直梁的十字交叉點(diǎn)和所述的曲梁的十字交叉點(diǎn)的上下位置相對應(yīng)，所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)還設(shè)置有垂直墩柱，所述的垂直墩柱依次穿過所述的水平直梁的十字交叉點(diǎn)和所述的曲梁的十字交叉點(diǎn)且固定在所述的殼型底板上。[0006]所述的殼型底板的水平切角為8-15度，所述的殼型底板的長寬比為(3:1)- (5:2)，所述的側(cè)壁的垂直深度與所述的殼型底板的長度比為(1:3)- (1:5)。
[0007]所述的殼型底板為厚度在1000-1500mm之間的曲面鋼筋混凝土厚板。
[0008]所述的垂直墩柱的下端且位于所述的曲梁內(nèi)設(shè)置有呈2-3級面積逐步增大的階梯狀墩柱臺。
[0009]所述的墩柱臺內(nèi)設(shè)置有直徑為8-lOmm的用于提高承載力的加強(qiáng)筋，所述的加強(qiáng)筋的配筋率為0.8-1.2%。
[0010]所述的殼型底板的底部設(shè)置有水平隔板。
[0011]所述的側(cè)壁向內(nèi)傾斜一定角度且其傾斜角度為與垂直方向呈6-12度。提升結(jié)構(gòu)側(cè)移、傾斜時的抵抗力。
[0012]所述的殼型底板、所述的側(cè)壁、所述的水平直梁、所述的曲梁以及所述的垂直墩柱均采用高強(qiáng)度鋼筋混凝土材料制作而成。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型首次公開了一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括向上凹陷的殼型底板和位于殼型底板四周的四個側(cè)壁，殼型底板和四個側(cè)壁圍成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)設(shè)置有水平直梁以及曲梁，曲梁位于水平直梁下方且曲梁的下表面固定在殼型底板的底面，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)的垂直墩柱依次穿過水平直梁的十字交叉點(diǎn)和曲梁的十字交叉點(diǎn)且固定在殼型底板上，該殼型底板的設(shè)計可增加基礎(chǔ)與周圍土體的接觸面積，有效降低基底附加應(yīng)力，使之滿足軟土層的承載力要求；十字交叉設(shè)置的水平直梁和曲梁是位于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)部的傳力體系，通過垂直墩柱將上部結(jié)構(gòu)荷載均勻地傳遞給網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的曲梁上，再由曲梁將荷載均勻地傳遞至殼型底板上，十字交叉分布使得應(yīng)力傳遞更為的均衡，避免出現(xiàn)局部應(yīng)力集中的情況，使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整體受力更加均勻，提升基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，同時曲梁通過垂直墩柱與交錯的水平直梁相連，從而形成框架結(jié)構(gòu)，提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間的利用率；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與垂直方向存在傾角，提升結(jié)構(gòu)側(cè)移、傾斜時的抵抗力；并根據(jù)上層基礎(chǔ)的受載情況布置相應(yīng)數(shù)量的墩柱臺，提升基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，使得基礎(chǔ)受力更加均勻。其優(yōu)點(diǎn)如下:
[0014](I)能夠有效解決軟土地基的不均勻沉降，保證高層建筑物不發(fā)生側(cè)移、傾斜。殼型底板采用曲面厚板式基礎(chǔ)有效減低建筑物的重心的作用，當(dāng)建筑物發(fā)生微小側(cè)移時，會使重力作用線偏離支點(diǎn)，從而對基礎(chǔ)支點(diǎn)產(chǎn)生抵抗力矩，最終實(shí)現(xiàn)與外力矩的平衡，保持建筑物整體的平衡；
[0015](2)能夠均勻承受并傳遞荷載，較大的接觸面積，使得地基承受的附加壓力減小，從而降低軟土地基的沉降量，達(dá)到控制建筑物沉降的幅度和速度；
[0016](3)能夠抗擊各方向傳來的沖擊波，具有較高的韌性和彈性，并允許建筑物在一定限度內(nèi)搖擺，有效避免水平承載力的破壞，具有較強(qiáng)的抗震功能；
[0017](4)基礎(chǔ)中空結(jié)構(gòu)形式，預(yù)留出較大的可利用空間并在殼型底板的上設(shè)置水平隔板，為建筑物利用地下空間建設(shè)地下車庫、地下商場等提供有利的條件。
[0018]綜上所述，本實(shí)用新型一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，通過改善外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減低了建筑物的重心，使其具備側(cè)向傾斜時產(chǎn)生抵抗彎矩，保持結(jié)構(gòu)自身的平衡；同時擴(kuò)大基礎(chǔ)與周圍土體的接觸面積，減小了附加應(yīng)力，控制了建筑的沉降量和大?。慌c此同時，中空結(jié)構(gòu)形式可預(yù)留出大量的地下空間，提高了建筑物整體的實(shí)用和商業(yè)價值?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0020]圖2為圖1的A-A’截面剖視圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的局部立體圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型墩柱臺結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0024]具體實(shí)施例子
[0025]一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2和圖3所示，包括向上凹陷的殼型底板I和位于殼型底板I四周的四個側(cè)壁2，殼型底板I和四個側(cè)壁2圍成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔3，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔3內(nèi)設(shè)置有十字交叉且呈均勻網(wǎng)狀分布的若干個水平直梁4以及十字交叉且呈均勻網(wǎng)狀分布的若干個曲梁5，水平直梁4的端部和曲梁5的端部分別固定在側(cè)壁2上，曲梁5位于水平直梁4下方且曲梁5的下表面固定在殼型底板I的底面上，水平直梁4的十字交叉點(diǎn)和曲梁5的十字交叉點(diǎn)的上下位置相對應(yīng)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔3內(nèi)還設(shè)置有垂直墩柱6，垂直墩柱6依次穿過水平直梁4的十字交叉點(diǎn)和曲梁5的十字交叉點(diǎn)且固定在殼型底板I上。
[0026]在此具體實(shí)施例中，如圖1和圖2所示，殼型底板I的水平切角為8-15度，殼型底板I的長寬比為(3:1)-(5:2)，側(cè)壁2的垂直深度與殼型底板I的長度比為(1:3)-(1:5)。殼型底板I為厚度1000-1500mm的曲面鋼筋混凝土厚板。如圖4所示，垂直墩柱6的下端且位于曲梁5內(nèi)設(shè)置有2級面積逐步增大-的呈階梯狀的墩柱臺7 (如圖4所示)，墩柱臺7內(nèi)設(shè)置有直徑為8-10mm的用于提高承載力的加強(qiáng)筋8，加強(qiáng)筋8的配筋率為0.8-1.2%。
[0027]在此具體實(shí)施例中，如圖1所示，殼型底板I的底部設(shè)置有水平隔板9。側(cè)壁2向內(nèi)傾斜一定角度且其傾斜角度為與垂直方向呈6-12度。殼型底板1、側(cè)壁2、水平直梁4、曲梁5以及垂直墩柱6均采用高強(qiáng)度鋼筋混凝土材料制作而成。
[0028]上述殼型底板I上布置的十字交錯曲梁5可采用預(yù)應(yīng)力梁后張法施工工藝或需做結(jié)構(gòu)局部加強(qiáng)；其框架結(jié)構(gòu)體系中的水平直梁4按一般梁的施工工藝；其垂直墩柱的布置采用一般的墩柱施工工藝。
[0029]上述實(shí)施例是對本實(shí)用新型進(jìn)一步解釋說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括向上凹陷的殼型底板和位于所述的殼型底板四周的四個側(cè)壁，所述的殼型底板和四個所述的側(cè)壁圍成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔，所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)設(shè)置有十字交叉且呈均勻網(wǎng)狀分布的若干個水平直梁以及十字交叉且呈均勻網(wǎng)狀分布的若干個曲梁，所述的水平直梁的端部和所述的曲梁的端部分別固定在所述的側(cè)壁上，所述的曲梁位于所述的水平直梁下方且所述的曲梁的下表面固定在所述的殼型底板的底面上，所述的水平直梁的十字交叉點(diǎn)和所述的曲梁的十字交叉點(diǎn)的上下位置相對應(yīng)，所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)還設(shè)置有垂直墩柱，所述的垂直墩柱依次穿過所述的水平直梁的十字交叉點(diǎn)和所述的曲梁的十字交叉點(diǎn)且固定在所述的殼型底板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的殼型底板的水平切角為8-15度，所述的殼型底板的長寬比為(3:1)- (5:2)，所述的側(cè)壁的垂直深度與所述的殼型底板的長度比為(1:3) - (1:5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的殼型底板為厚度在1000-1500mm之間的曲面鋼筋混凝土厚板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的垂直墩柱的下端且位于所述的曲梁內(nèi)設(shè)置有呈2-3級面積逐步增大的階梯狀墩柱臺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的墩柱臺內(nèi)設(shè)置有直徑為8-lOmm的用于提高承載力的加強(qiáng)筋，所述的加強(qiáng)筋的配筋率為0.8-1.2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的殼型底板的底部設(shè)置有水平隔板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的側(cè)壁向內(nèi)傾斜一定角度且其傾斜角度為與垂直方向呈6-12度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的一種新型高層建筑補(bǔ)償式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的殼型底板、所述的側(cè)壁、所述的水平直梁、所述的曲梁以及所述的垂直墩柱均采用高強(qiáng)度鋼筋混凝土材料制作而成。
【文檔編號】E02D27/34GK203795453SQ201420154531
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】岳亞剛, 朱劍鋒, 林亨, 謝琦峰, 禇建德 申請人:寧波大學(xué)