房屋建筑结构设计中基础设计探讨

发表时间:2020/8/6   来源:《城镇建设》2020年4月第11期   作者:游兵
[导读] 基础设计是房屋建筑结构设计的关键环节

         摘要:基础设计是房屋建筑结构设计的关键环节,它的设计质量直接关系到房屋建筑的整体质量及安全程度。房屋建筑结构在实际设计时,基础设计容易受到地质条件、施工环境及上部结构等多种素的影响而出现设计缺陷,进而会降低房屋建筑结构的整体质量。所以在进行房屋建筑结构设计中的基础设计时,要结合工程所在地的实际情况,抓住上部结构特点对设计方案做出优化调整,从而进一步提升我国房屋建筑结构的安全性。
         关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计
         前言
         房屋建筑是人们生产生活的主要活动场所,它的质量与人们的生命财产安全息息相关,因此不断提升房屋建筑结构的设计水平具有重要的现实意义。基础设计作为房屋建筑结构设计中最重要的部分,在设计时,设计人员需遵循一定的设计原则,合理选择基础设计类型,把握基础设计要点,同时应综合考虑影响房屋建筑基础设计的各种潜在因素和外在因素,在设计方案中融入相关的防范策略,以此来最大限度的降低各种不利因素对房屋质量的影响。
         1房屋建筑结构设计中基础设计应遵循的重要原则
         1.1全面性原则
         现代房屋建筑在功能上更加丰富多样,使得建筑结构形式愈发复杂,从而对房屋建筑结构设计提出了更高的要求。房屋建筑结构设计是一项复杂而又综合的系统工程,而基础设计质量对房屋建筑结构的整体质量有着决定性影响,因此在设计时应站在工程整体利益的高度,以全面性原则来指导整个设计过程。设计人员要立足房屋建筑工程的整体要求,做好与业主的交流,保障实现房屋工程建筑美感与功能实用性的和谐统一,并最大限度的节约建筑成本。
         1.2综合性设计原则
         房屋建筑结构的基础设计要坚持综合性的设计原则,这是因为基础设计需要对房屋工程进行全方位、多层次的考虑。在实际设计时要全面分析房屋建筑基础的功能、结构及与上部结构之间的关系等,做好与其他设计环节的交流,将基础设计方案放在房屋建筑整体中进行评价,以此来判断基础设计效果。分析其是否符合房屋建筑整体要求,是否与房屋建筑的整体性协调统一,并以此为依据对基础设计方案做出优化完善,不断提升基础设计方案的合理性和科学性。
         1.3突出性原则
         房屋建筑的基础设计工作包含的内容非常多,这些内容按照房屋基础的功能、用途等的不同,其所占据的地位也具有主次的区别。所以在实际设计时,要求设计人员结合实际情况将设计内容进行主次区别对待,突出重点,这就是房屋建筑基础设计环节应遵循的突出性设计原则。另外,对房屋建筑基础设计工作上进行主次划分时切忌一刀切,应根据实际情况科学合理的进行判断。
         2房屋建筑结构设计中基础设计过程中常采用的形式及要点
         2.1独立的基础设计
         独立基础对工程所在地的地基土具有较强的适用性,该基础类型整体造价较低,并且具有较强的抗震性能,属于框架结构民用建筑的常用基础类型。独立基础设计时要结合建设地的地基土土质特点进行相应的设计,比如地基土的压缩比和压实密度都较大时,选用刚性独立基础设计会呈现较好的设计效果;如果地基土土质特点呈现除上述特点以外的其他情况,则应采用柔性基础,这是因为柔性基础可有效避免因地基土受基础压缩而产生的地基不均匀沉降现象。无论是刚性基础还是柔性基础大多都用于柱下基础,该基础类型在柱距较大的情况下具有明显的应用优势,并且兼具经济性的特点。
         2.2箱形与筏形基础及设计
         箱形或筏形基础一般适用于房屋建筑地基土承载能力不均匀的情况,或者是对于地基承载能力具有严格要求的高层建筑中。箱形与筏形基础在设计和施工时,整个施工场地的地质结构、房屋建筑所采用的施工方法与用途及与周边建筑之间的相互影响等都应考虑在内,并应考虑地基基础与上部建筑的共同作用。箱形基础通常由底板、顶板、侧墙组成一个箱形框架,并在框架内按照受力要求布置一定数量的内隔墙,最终构建成整体刚度符合房屋建筑承载要求的多层或单层的钢筋混凝土基础。筏形基础在拥有地下室的房屋建筑中较为多见,筏板基础既可作为地下室的地面,又能以地基的形式为房屋工程提供受力平台。

另外由于箱形基础和筏形基础常用的主要原料为大体积混凝土,基于大体积混凝土的特点,容易受环境因素的影响而出现裂缝,因此在设计时应预先设置宽度位20-30mm左右的伸缩缝来预防混凝土裂缝问题的发生。
         2.3桩基础的设计
         桩基础具有较强的承载力且沉降量较小,因此在房屋建筑基础设计中应用范围较广。桩基础根据房屋建筑对基础承载力大小的不同可分为深基础和浅基础两种类型,深基础通常适用于对于承载能力较高的房屋建筑中,而浅基础在普通房屋建筑中较为常见。桩基础在设计时要充分考虑地上和地下土层的情况,如果地上土层较为软弱,地下土层的坚实性则应达到相应的要求才能采用桩基础类型,这是因为房屋建筑的上部荷载会转移到地下土层,只有地下土层的坚实度满足建筑的承载需求才能避免地基沉降问题。为有效提升桩基础的承载能力,在桩基础中部增设加密布桩来增加中部桩的长度,这样可使桩基础设计的承重能力大幅度增强。
         2.4桩箱基础的设计
         桩箱基础是桩基础和箱形基础的结合,他们共同组成桩箱基础,该基础具有较高的抗弯强度,沉降能力小等优势,这一特点决定了其在高层建筑基础中具有明显的应用优势,对于沉降要求比较严格的房屋建筑选用桩箱基础也比较适用。桩箱基础的设计重点在于合理选择桩箱的布桩方式,因为不同的房屋建筑所处的地质条件具有明显差异,必须依据工程所在地的地质环境科学确定布桩方式。如果运用全场布桩的方式会使各个桩体的桩顶出现不同的反力,基础底板所承受的力的大小也不一样,这样会降低基础的稳定性。所以应结合现场实际情况对布桩方式进行调整,综合考虑桩间距、基础底部桩间体的受力大小、基础底板的受力方法等因素,来进一步提升桩箱基础的承载能力。
         3房屋建筑结构基础设计中应注意的问题
         3.1各种因素对地基与基础设计的影响
         房屋建筑在进行基础设计时,容易受到多种因素的影响而出现不足,因此在设计环节必须将这些影响因素考虑在内。第一,应结合地质勘察报告,对施工现场的实际地质条件、水文情况等进行分析,并将周围环境和当地的气候资料等相关数据作为基础设计的相关依据,尽可能将各种不利因素的防控措施融入设计方案;第二,在处理房屋建筑软弱地基时,如果采用换填方式,所选用的换填材料要与现场土体具有较强的适应性,根据软土厚度、土体构造等精确计算换填厚度,保障处理效果。
          3.2施工环境对基础设计的影响
         房屋建筑结构设计的基础设计质量还与环境因素有着密切关系,环境因素一般包含自然环境和人工环境。自然环境中的环境温度、抗震等级等一般是基础设计重点考虑的因素,这是因为房屋建筑的基础主要施工材料以钢筋混凝土为主,钢筋混凝土的性能容易受到外界环境温度的影响而发生变化。在设计时要将温度对基础的影响考虑在内,同时确定抗震等级时,抗震缝的数量及具体位置都会对基础的稳定性造成影响。人工环境主要是指施工过程中出现的各种人为问题对基础的影响,如桩基入土操作会破坏土层原有的稳定性,这一问题可通过人为控制加以解决。
         结束语
         房屋建筑结构的基础设计具有一定的复杂性和特殊性,在设计时只有在了解房屋建筑结构总体设计要求的基础上,才能结合现场实际情况对其进行针对性的设计。为了保障房屋建筑结构设计质量,必须提升基础设计水平,以工程所在地的地质条件为切入点,综合考虑多种因素,科学选取基础设计类型,抓住细节及重点,把握设计要点和原则,保障房屋建筑为人们更优质的服务。
         参考文献
         [1]蒋艺忠.关于房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].工程技术:引文版,2017(1):5.
         [2]宋红胜.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].低碳世界,2017(18)184-185.
         [3]余晗.浅析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建筑知识,2016(11):18,29.
         [4]宋红胜.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].低碳世界,2017(18):184~185.
        
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