探析民房建筑结构设计中的基础设计

发表时间:2020/9/23   来源:《建筑实践》2020年5月第15期   作者:宋卫平
[导读] 伴随着我国经济的发展,人们对房屋建筑结构的要求越来越高,工程难度的加大使得房屋建筑结构设计基础部分要具有特备强大的承载能力,要满足对沉降和倾斜的有效控制,要表现出更高的稳定性。
        宋卫平
        (商洛市建筑勘察设计院 陕西 商洛)
        摘要:伴随着我国经济的发展,人们对房屋建筑结构的要求越来越高,工程难度的加大使得房屋建筑结构设计基础部分要具有特备强大的承载能力,要满足对沉降和倾斜的有效控制,要表现出更高的稳定性。开展房屋建筑结构设计基础设计工作时,要求设计人员明确原则,合理选型,根据实际情况科学合理地完成基础设计,并且要求设计人员提前做好数据总结,把握住影响房屋建筑结构基础设计的关键点,提前明确影响建筑工程基础设计的相关因素,使得在基础设计工作中,可以有效的表面影响工程质量的情况发生。要求房屋建筑结构设计必须与时俱进,科学发展;作为房屋建筑设计的重要组成,为了适应时代发展,就必须要房屋家建筑结构接触设计的科学性、技术性、有效性、合理性,为建筑工作打好基础,为建筑工程质量高水平完成奠定基础。
关键词:民房建筑;结构设计;基础设计
中图分类号:TU318    文献标识码:A
1影响房屋建筑基础设计的因素
1.1上部结构
        在房屋建筑结构设计中,建筑工程的上层高度、墙体厚度对基础设计有较大影响。为保证设计效果,需要通过一系列计算,来确定基础的类型、埋深等参数。这也是基础设计的重中之重,也是影响基础设计的主要因素。上部结构不同,所要求的基础结构形式也不相同,因此,在基础设计中必须综合考虑上部结构。
1.2地质水文条件
        基础多位于地面之下,在设计中,必须综合考虑地质水文条件,否则容易引发地基不均匀沉降,影响基础设计的承载力和强度。地质水文条件涉及到的内容比较多,主要体现在两个方面,其一是地基持力层和基础直接连接,需要承受建筑工程上部结构传来的全部荷载,在设计时必须综合考虑;其二桩基础要穿越土层,土层的地质条件和地下水分布情况,会影响桩基础的穿越能力。
1.3施工环境影响
        基础设计的施工环境主要体现在两个方面,其一是自然环境,其二是人工环境。自然环境主要包括温度、湿度、地震等级等,在基础设计时必须充分考虑。环境温度和湿度,对钢筋混凝土的施工效果 有较大影响,因此,不同的天气温度需要采取与之相适的保护措施,抗震等级不同,施工方案也不相同,这一点也是基础设计中必须考虑的。人工环境指的是在基础施工中会形成较大震动,在基础设计中需要加以考虑,以免对周围土层和建筑造成扰动。
2民房建筑结构设计中的基础设计
2.1基础设计选型
        现在高层建筑施工中,基础工程施工主要的是采用深桩基础;首先桩基础施工简单,操作方便,并且在地基下面有深厚土层的情况下,桩基础可以很合理的受力,完全发挥出深部土层的承载力。而墙下条形基础则是比较常见的基础结构,具有造价低、抗挤压、上部承载力较强、施工速度快的特点,并且能适应一定的变形情况,这种结构主要在一些简单的五层以下的民用建筑或者厂房中。应用于民用建筑最多的是独立基础结构,主要特点是经济效益好,具备抗震性,有适应地基变形的能力,整体性强。如果地基下土质不均匀,达不到地质承载力标准,就会考虑到使用钢筋混凝土筏板基础,既可以满足地下室结构的筏板,还能充当地下室的地板结构。不管选择什么基础设计类型,首先要注意的一定是要因地制宜,即要满足美观又要满足安全质量,根据地质条件进行施工作业。
2.2优化上部结构
        在建立房屋建筑上部结构模型的过程中,设计人员需要合理地布设剪力墙,确保剪力墙的质量满足相关要求,这样对称楼层的平面刚度中心点会与楼层结构中心重合,减少地震、风力等外部荷载带来的影响,必要情况下可以应用大开间的剪力墙构造,增加剪力墙的墙肢长,有效地减少墙肢数量,确保建筑工程的整体刚度。


2.3刚度和柔度相互结合
        刚度和柔度是基础设计的重中之重,为提升基础设计效果,在设计阶段必须综合考虑基础的刚度和柔度。仅凭这两个设计参数就能设计出简单、可靠的基础设计方案。比如:在一些地质条件比较好的区域,通过刚度和柔度相互的方法,就能设计完善的基础设计方案,并具有良好的应用效果。在就我国房屋建筑的基础结构形式而言,多为钢筋混凝土结构,大大增加了传统设计的难度,和传统土建工程设计相比,钢筋混凝土结构对设计的承载力、基础稳定性、基础质量等方面皆有较大要求。一旦发现承载力不达标,极易引起基础的不均匀沉降,对房屋建筑工程会造不可逆的影响。因此,在房屋建筑基础设计中,不能单一的只考虑刚度和柔度,而是要结合房屋建筑的实际情况,  综合考虑整栋房屋建筑的承载力,在考虑整体结构的刚度和柔度,以保证房屋建筑建设的总体质量和结构的稳定性。
2.4加强结构承载力设计
        目前主楼一体化建筑结构越来越多,加强对房屋建筑主体结构地基承载力的设计和计算,并综合考虑地基基础的地质水文条件和基础两侧的超载情况。如果计算结果表明,超载宽度比较大,甚至超过基础宽度的2倍,此时就可以将基础的土层厚度当做基础埋深来使用。如果基础两侧承受的压力和荷载不均匀,在基础设计时要选择最小值。如果遇到岩石类地基,其承载力和硬度远远大于土质地基,此时需要对岩石地基进行全方位的荷载试验。在基础设计中变形计算非常重要,如果变形计算表明,基础的变形值超过允许范围值,不仅会影响整个房屋建筑的质量,甚至会威胁到居民生命和财产的安全性。因此,在房屋建筑结构基础设计中,必须高度重视变形计算。
2.5对房屋建筑结构基础设计的建议
        基础设计作为整个房屋建筑结构的重要部分,必须要从整体建筑的层面来进行全盘的考虑,在做基础设计时,不仅要考虑到基础设计的方方面面,还要保证与上部构造的充分配合。但在实际情况中上部结构的设计会较基础设计来的晚,这就需做基础设计是做好各种预案,尽可能细致全面地考虑各种相关影响,确保房屋建筑结构基础设计的质量。
2.6整体优化和局部优化
        在房屋建筑设计过程中,设计人员需要优化各个下属体系,改善各个布局之间的横向关联性。从复杂性角度进行分析,建筑结构设计包括建筑原材料、零部件、结构类型的选择等。因此,在房屋建筑结构设计过程中,设计人员需要充分考虑建筑结构的整体,实现真正的设计优化。
2.7全面优化地下室结构
        地下室结构可看做是基础设计的组成部分,为提升基础设计效果,必须对地下室结构进行全面系统的优化设计,具体而言,可从以下两个方面同时入手:第一,在满足房屋建筑建设使用要求的基础上,尽量降低地下室的层高,此种设计优化方法,既能有效降低后期基础建设中,钢筋、混凝土等原材料的消耗了,也可以降低基础开挖量,从而节约建设成本。第二,地下室结构处于房屋建筑的最下层,受到地下水的浮力和土体压力都比大,需要应用到大量的钢筋和混凝土,需要进行有效的设计优化,比如:可新队地下室结构的实际受力情况及状态进行全面、系统的计算分析,在满足规范标准的基础上,进行分段配筋,对受力较大的部位可做局部加强处理。
结束语
        房屋建筑结构基础设计作为建筑工程的前提条件,有着决定建筑工程效果的决定力量,整个房屋建筑工程中,上部结构、基础、地基等都要视为一个整体,在建设过程中一定要保证科学、合理的考虑各种因素完成基础设计,在确保工程基础质量的情况下,降低造价,为房屋建筑机构设计的发展打好基础。
参考文献
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