1Kpa等于多少公斤(百米高楼为何屹立不倒?地基是怎样撑住整栋大楼重量的?涨知识了)

在一座小高层住宅楼中,有两个单元,其中一单元有大约7到11层。以建筑面积8000平方米计算,整个建筑的总重量约为8800吨。
如此巨大的建筑重量,那么它的地基是如何支撑起整栋大楼的呢?让我们来探讨一下。想象一下当前世界第一高建筑哈利法塔,共162层,高达828米,其建筑材料的重量估计有50万吨。它的地基由192根螺旋灌柱桩组成,每根桩直径1.5米,长度达50米。再第一高楼上海中心大厦,高达632米,共132层,其地基深深打入了地下86米的位置,相当于地下28层楼的高度。
这些壮观的高楼的地基究竟是如何建造的,又是如何支撑整座大楼的呢?
在建造每座建筑之前,几乎都会进行打桩夯实的工作,以提高土地的承载力。但由于承重柱和土地的接触面积相对较小,会产生较大的压强,容易导致建筑物倾斜。这就需要一个基础,也就是地面下的承重结构来稳定建筑物。这个基础就像一个板状构件,可以将建筑物的载荷均匀地分布在硬土层上。
工程师在设计基础时,需要根据现场土地的承载力和建筑物的重量进行综合考虑。建筑物的重量越大,基础就会设计得越厚实,以防止发生形变。现代建筑的基础多采用梯形设计,此外还有一些条形基础。
那么,如果两栋建筑相邻,基础应该如何处理呢?
在这种情况下,如果简单地将承重柱放置在基础的边缘,很容易导致楼体负载失衡。为了解决这个问题,通常会将相邻的两个基础连接起来,以转移多余的载荷。这种方法也适用于依赖砖墙承重的建筑。
随着技术的发展,大多数大型建筑现在都采用组合基础,也被称为筏形基础。这种基础由钢筋混凝土组连成一片,极大地增加了基础与地基的接触面积,降低了单位面积内土地承受的重量。
既然地基如此重要,如果地基处理不好会出现哪些问题呢?
根据的“工业与民用建筑地基基础设计规范”(TJ7-74),在保证地基稳定的前提下,房屋和构筑物的沉降量必须控制在容许的地基承载力范围内。房屋沉降的最大允许值应不超过20mm。如果地基下沉过多,可能会导致建筑开裂、倾斜甚至倒塌。例如,1913年加拿大特朗斯康谷仓在装载了31822平方米的谷物后,1小时内垂直沉降达到30.5cm,并在24小时内倒塌。事后调查发现,地基基础下方存在厚达16米的软黏土层,承载力为276kPa。然而在实际承载压力达到329kPa时发生了整体滑动强度。这充分说明了地基处理的重要性不容忽视。
