房屋建筑结构设计中基础设计探讨 朱元胜

发表时间:2020/8/28   来源:《建筑模拟》2020年第9期   作者:朱元胜
[导读] 我国建筑行业还是存在一些问题,比如房屋建筑工程结构设计不科学、不完善,这都严重影响了整个建筑的安全性和稳定性,留有极大地安全隐患和居住风险。因此,想要提升房屋建筑工程整体质量和安全水平,必须重视建筑结构的基础设计,认真分析和研究,设计出科学合理的建筑结构基础部分,确保建筑的安全。鉴于此,文章详细论述了房屋建筑结构设计中的基础设计,旨在可以为相关业界人士提供有价值的借鉴与参考,进而为行业的健康可持续
        武汉众致同结构设计事务所有限公司  湖北武汉  430050
        摘要:目前,我国建筑领域引进了很多新型材料和施工工艺,并且取得了很好的成绩。尽管如此,我国建筑行业还是存在一些问题,比如房屋建筑工程结构设计不科学、不完善,这都严重影响了整个建筑的安全性和稳定性,留有极大地安全隐患和居住风险。因此,想要提升房屋建筑工程整体质量和安全水平,必须重视建筑结构的基础设计,认真分析和研究,设计出科学合理的建筑结构基础部分,确保建筑的安全。鉴于此,文章详细论述了房屋建筑结构设计中的基础设计,旨在可以为相关业界人士提供有价值的借鉴与参考,进而为行业的健康可持续发展贡献应有之力。
        关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计
       
        前言:在新时期背景下,房屋建筑的功能越来越完善,相应的结构设计也越来越复杂,尤其是随着高层建筑数量的增加,建筑结构更加多样化,而基础设计部分是承载建筑上部结构的关键之处,只有将该部分设计做好,才能为后续工程设计以及施工打下良好基础,确保各环节衔接的科学合理性。影响房屋建筑基础设计的因素是多种多样的,相关行业工作人员应当充分掌握其设计要点,并结合实际工程情况灵活调整设计方案,以提高建筑整体设计质量。
        1建筑结构基础设计的相关影响因素
        1.1施工环境因素影响
        施工环境总体上可以分为两部分,一部分是自然环境,另一部分是人为环境。其中自然环境包括外界环境的温湿度、天气气候以及地震等自然灾害,现代建筑工程的混凝土等材料受自然条件影响比较明显,如果控制不好很容易出现裂缝等问题,影响结构稳定性和安全性,所以设计人员在设计阶段必须对此形成全面认知,充分考虑到这些不可抗自然条件因素。在人为环境方面,主要的产生影响的因素则是施工操作工艺,比如混凝土振捣时的频率、强度,以及桩基施工操作,都会对建筑结构产生直接作用,比如挤土效应等,这些人为改变的环境条件同样决定着整体建筑基础结构的设计方案,所以相关设计人员也要结合以往施工经验,充分考虑到施工中可能存在的变化,并做好相应解决措施。
        1.2地质特征
        地基持力层的主要特征是其作为与建设基础部位紧密联系的土层,需要与基础结构一同承受房屋建筑的负荷压力,其稳定性、可靠性是基础设计阶段的重要考量因素。在进行基础设计期间,全面了解持力层土质特性,做好压缩模型应用,探究土层的最大压缩能力是十分必要的。根据桩基穿越土层的实际要求,土层地下水分布特征还需进一步进行勘测,在施工建设期间的桩基穿越能力探究也很重要。故在进行基础设计及结构选型阶段,加强对其中各项影响因素的考量十分关键。
        1.3上部结构因素影响
        建筑基础结构的设计规划与建筑上部结构形式密不可分,比如建筑层数、墙体厚度以及高度等,不同类型的建筑,其基础部分的结构设计存在很大差距,比如地基深度、范围等。这是因为不同高度或类型的上部结构,其荷载力不同,抗变形能力也不同,所以基础设计部分的设计也需要随之改变,由此可见,建筑上部结构是影响其基础设计的重要因素之一。
        2建筑结构设计中的基础设计分析
        2.1独立基础结构设计要点
        在房屋建筑结构中,还包括一种较为常见的基础结构形式,即独立基础结构形式。在对该基础结构进行设计时,设计人员应充分考虑地基结构特性,具体包括地基土的压缩性、密实度等。在实际的房屋建筑工程中,可能存在工程地基的基土压实较强的问题,此时,设计人员需要将基础结构设计成刚性基础形式,若地基土的压实程度较弱,则应将其设计成柔性基础形式。此外,在具体的设计活动中,设计人员还可以在独立基础形式的要求下,将基础结构形式设计为杯形基础、阶形基础和坡形基础等,还可以设计成上述基础的混合形式。
        2.2墙下条形基础结构设计要点
        墙下条形基础在房屋建筑工程中的应用也较为普遍,设计人员需要了解墙下条形基础的具体形式,常见的包括钢筋混凝土软性基础和钢筋混凝土强性基础结构。不同的钢筋混凝土强度对设计人员的具体设计细节要求不同。

对于钢筋混凝土强性基础结构而言,在进行设计时,需要关注其硬度较大对应的缺点,即抗剪性和伸展性方面的缺点。因而在对其进行应用时,应关注将其设置在中低层建筑的基础结构中,由此保障其能够发挥出一定的稳定性。
        2.3箱型或筏形基础结构设计要点
        在房屋建筑中,涉及到的基础结构种类角度,在对箱型或筏形基础进行设计时,需要设计人员将建筑地基的承载力当做重点。部分房屋建筑可能设有地下室,针对该房屋建筑,应该将基础设计成筏板基础形式,该基础结构在能够当作地下地面的同时,还能够将地基结构的稳定性充分发挥出来。设计人员应在对基础结构进行设计时,从箱型或筏形基础结构的实际特点出发,关注对其进行设计时可能出现的基础整体弯曲应力,具体应将基础以上的结构看作一个整体,对基础结构进行共同分析,实现基础结构的整体优化设计。
        2.4桩基础设计要点
        目前,桩基广泛应用于建筑工程中,且为建筑工程中无法缺少的以部分,它具有承载能力高的特点,可用于土层高硬度的地质环境可以提高地基承载力。同时结合桩基础较长的特点,把上部荷载传递到地层,以增加基础结构的稳定性。一般来说,若进行桩基设计,如果建筑使框架结构,中部布桩的密度可增加,或者增加桩长,同时对桩基支护力的调整,降低了不同部位的沉降差,满足工程施工的基本要求。
        3房屋建筑结构基础设计过程中应注意的问题
        在设计房屋建筑结构基础时,设计者要对高层建筑结构结构基础设计中的重点问题进行重视。1)沉降缝问题,在设计房屋建筑结构时,要对高层建筑结构基础施工中易发生的沉降问题进行重点关注,通过具体工程经验的指导我们可以看出,会有很多原因引起沉降问题,其中涵盖了地基不稳定、相邻部位荷载过大、高度与结构形式缺乏合理性等。根据沉降缝问题的不同原因,设计人员需要进行结构基础的特殊设计。根据一般处理步骤,设计者需要了解沉降缝出现问题时应采取的处理方法,通常会使用竖向接缝处理的方法分割建筑物,使建筑物具有抵抗建筑主体错位和开裂的力。对结构基础的设计者来讲,应注意提高结构基础的承载力,分析可能发生的沉降缝问题,从而有针对性的开展设计,并为解决沉降缝问题提供解决方案。2)地基土结构问题。对高层房屋建筑结构来讲,对上部荷载进行承载主要涵盖了地基和基础间刚性柱、板柔性柱和柔性柱,设计者需要对地基土能够发生的结构问题进行有效考虑,也就是综合考虑到常见的渗流、地基土强度和变形等问题。
        结束语:
        总体而言,通过全文的分析,会有很多种类影响建筑基础设计质量的因素存在,而需要重视人为操作与自然环境,加之现代建筑基础结构日渐复杂,设计风格也更加多元化,相比从前,设计难度增加了很多,为此,有关行业工作者需要提高重视度,在对具体建筑工程的需求进行全面了解的同时,强化对基础部分设计细节的研究深度,从而可以最大限度的将设计方案的可靠性进行提升,充分保证工程施工的安全性,以实现建筑企业经济效益与社会效益的双丰收。
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