我国专家在高层建筑沉降计算方面取得重大突破
发布:2009-04-14 15:15:25作者: 杨纯红浏览量:1878
访《高层建筑沉降计算理论和应用》的作者陈祥福教授
著名的比萨斜塔仍在缓慢倾斜,西安大雁塔也出现了倾斜,上海国际大厦已经均匀沉降了1米多……高层建筑沉降倾斜的案例,让人们不得不对身边的摩天大楼心存畏惧。
为此,记者专门采访了中国建筑北京设计研究院的总工程师陈祥福教授。他指出,多年来,建筑基础沉降是基础建设的难题之一。
陈祥福先后主持和参加重大工程设计70余项、工程施工10项,出版专著20余本。他通过几十年的工程实践和理论研究,在我国高层建筑沉降计算领域取得了以下三方面的重大突破。
超高层建筑箱(筏)形计算方法
陈祥福说,超高层建筑箱形基础由于荷载重、埋置深、底面积大,同一般箱形基础有重要区别,复杂得多。应综合考虑地质条件、施工过程和使用要求,考虑地基基础与上部结构的共同作用以及相邻建筑的影响等。
由于抗风和抗震要求,基础必须确保结构稳定,满足抗倾斜和抗滑要求,也必须有足够的埋置深度。所设置的地下室不仅要满足埋深的要求,而且还要使地下空间得到充分的利用,所以在超高层建筑的基础设计中,地基条件允许时大都采用箱(筏)形基础,也称为补偿式基础。
陈祥福教授首次提出考虑深基坑支护结构作用的沉降计算方法、综合系数法和斜层台阶分层总和法。运用该方法计算出的数值十分接近于实测数据。他结合对青岛中银大厦5年多的沉降观测资料,采用有限元法等三种方法计算其沉降,理论计算值与实测结果比较接近,该工程的沉降测试数据很完整,其分析结果有重要参考价值。
空间变刚度等沉降群桩设计方法
目前,高层建筑或超高层建筑深基础设计方法,主要按静力平衡法进行设计,在确定了超长桩的数量之后,再验算基础的沉降,若沉降计算值满足设计要求,此设计则完成。
然而,对于超长桩(大于50米)箱(筏)基础的沉降计算而言,其计算值往往比实测值大很多。两者差别大的原因,除了没有考虑基坑支护结构的侧限作用外,也没有考虑地基的综合刚度问题。
陈祥福教授根据超长桩的性质、短桩侧摩阻的传力规律、群桩效应和半无限体内作用荷载的问题的研究,提出空间变刚度等沉降群桩设计新方法,该方法已应用于诸多工程。
地下墙与摩擦桩箱(筏)基础沉降分析
目前,关于一般的高层建筑和中高层建筑桩箱(筏)基础沉降计算理论研究和实测沉降结果分析的研究成果较多。但缺乏地下墙与摩擦桩箱(筏)基础共同工作、共同作用时的沉降分析,同时研究的建筑高度大都在100米以下,很少有超高层建筑(高于150米)的研究成果。
陈祥福教授特别考虑了地下墙对计算沉降的作用分析,研究了摩擦桩箱(筏)基础沉降计算原则和方法,分析了上海森茂大厦( 高度201米)和上海金茂大厦的实测沉降数据。这些工程实例的沉降数据十分宝贵,对今后研究高层建筑沉降有重要的指导意义。
陈祥福教授的《高层建筑沉降计算理论和应用》(中文版),是国内外第一本密切结合实践经验的高层建筑沉降计算专著。这一专著开了国内外沉降计算理论与实践相结合的研究先河。
据悉,这本书的英文版由国际著名的德国Springer Press(施普林格出版社)负责出版,将于2009年5月公开发行。