文道教育这些技术要点必须清楚！，高层结构：地下室抗浮分析( 三 )
桩抗拔设计及验算 。 增设抗拔桩可限制筏板的上浮位移量 ， 但是桩会承受拉力 ， 所以需要验算桩的抗拔力是否超过桩承载能力 ， 确保桩的抗拔安全性 。 另外 ， 抗拔桩布置在不同区域的抗浮效果是有明显差异的 ， 比如布置在非明显上抬区 ， 其抗拔作用将不能有效发挥造成浪费 ， 所以抗拔验算的另一项内容是根据桩抗拉承载力验算结果剔除未起抗拔作用的抗拔桩 ， 在安全前提下确保经济有效 。
（4）基础与上部结构协同计算方法
常用底板抗浮计算方法为将柱底或桩顶简化为固定支座 ， 认为锚杆受力均匀 ， 且所有锚杆都发挥全部的抗浮能力 。 而实际上底板变形是较复杂的 ， 并且锚杆的受力是不均匀的 。 可见常用底板抗浮计算方法存在以下缺陷：忽略了底板支座之间的变形差别 ， 可能造成上部构件和底板承载力不足 ， 也可能高估底板块中的内力；忽略了锚杆受力的不均匀性 ， 可能造成结构和底板抗浮能力不足或锚杆布置浪费 。
建立包含锚杆、基础和上部结构的整体有限元模型来计算 ， 可较合理地体现锚杆受力的不均匀性 ， 也能较合理地体现底板变形的特点 。 基本的整体计算模型应包括上部结构（塔楼、裙房和地下室）、底板、锚杆和桩（当桩顶近似固定时可不建立桩 ， 只在桩顶位置施加约束） ， 如图1.3?2所示 。 上部结构的荷载按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）可取0.9倍的恒荷载 。
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图1.3?2整体计算模型
锚杆线刚度：
如图1.3?3所示 ， 锚杆顶部受到拉力 ， 该拉力经锚杆周围土的摩擦作用逐渐传递到土中 。 因此 ， 沿锚杆深度方向 ， 锚杆轴力是逐渐减小的 ， 且土的摩擦作用越大 ， 轴力减小得越快 。 整体模型中不建立土的模型 ， 锚杆作为底端固定、上端受力的杆件 ， 需合理设置锚杆的刚度以考虑土的摩擦作用对锚杆刚度的贡献 。 锚杆的弹性线刚度K和等效长度l’的计算方法如下：
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式中：
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为锚杆存在轴力范围内第i层土的厚度；
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为单位长度内第i层土对锚杆的摩擦力；
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为锚杆顶端的轴拉力；
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为第i层土底锚杆内的轴拉力；n为锚杆存在轴力的范围内土分层数；E为锚杆截面抗拉刚度；A为锚杆截面面积 。
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图1.3?3锚杆受力示意图
二、常见问题处理
（1）整体计算问题
由图2-1水浮力作用下底板的变形结果可知 ， 考虑上部结构刚度相比不考虑上部结构刚度的变形减小了15.7% 。 由图2-2底板配筋结果可知 ， 考虑上部结构刚度相比不考虑上部结构刚度的配筋减小了10.1% ， 说明考虑上部结构刚度使底板的受力更加均匀 ， 在保证基础安全的同时 ， 基础设计的经济性更好 。
图2?1水浮力作用下底板的变形
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（2）组合系数问题
根据广东省《建筑结构荷载规范》（DBJ15-101-2014）条文说明3.1.1条 ， “由于水位变化为不可预测因素 ， 发生变化的可能性较大 ， 本规范中水压力不再区分为永久荷载和可变荷载 ， 一律按可变荷载考虑” 。
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