谈房屋建筑结构设计中的基础设计选取原则及措施

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:陈建宇
[导读] 摘要:房屋建筑的设计是衡量房屋质量的一大因素,而基础设计作为房屋建筑结构设计中根本的一部分,其重要性不言而喻。
        广东省华城建筑设计有限公司东莞分公司  广东东莞  523000
        摘要:房屋建筑的设计是衡量房屋质量的一大因素,而基础设计作为房屋建筑结构设计中根本的一部分,其重要性不言而喻。本文从基础设计中应主要的问题、房屋建筑的基础形式、基础设计的原则出发,对房屋建筑结构设计中的基础设计进行了探讨,旨在对于房屋的基础设计的提高起到一定的积极作用。
        关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计
        1 房屋建筑中基础设计的选取原则
        房屋结构设计主要是指房屋基础结构和上部结构。由于房屋结构受到的重力恒载以及竖向静力等力的作用,其上部结构主要为其在这种受力状态下保证结构的稳定性。房屋的静态荷载一般呈垂直传递,地震作用是恰恰和静载作用相反。为了适应到结构中上部和下部的地基条件,选择基础结构异常关键。
        建筑结构设计是一个全面和系统的工作,我们在设计过程中,以确保遵循四个基本原则:“整体上抓大放下、设置多道防线、刚柔相济协调、打通重要关节”。在此基础上做好反馈工作,对建筑的具体情形具体分析,不断提高设计水平,这有这样才能满足我们的需求。
        现在房屋建筑中基础设计的选取方法主要是考虑地基、基础、上部结构之间的作用力,以之作为依据选取合适的基础设计。但是,这种方法也有弊端,主要是由于很多情况下并不是根据实际情况做出的决定,而是基于一些假设,这就不可避免的带来了误差。
        针对大部分设计,常规设计还是主要的设计方法,其主要理论依据是经典结构力学与弹性力学,这种设计优点是简单方便,能满足大部分要求,但是对于对地基沉降敏感的结构却不适应。
        2 房屋建筑中基础设计应注意的问题
        2.1保证设计方案的技术合理性
        在进行建筑物地基基础设计时,选择的基础形式要与其上部结构互相适用,地面尺寸还要与地基承载力想适用。为了使建筑物的地基变形不会超过规定的允许值,避免出现结构损坏,建筑物倾斜、开裂等事故,充分的保证地基的稳定性,还应该对建筑物地基的变形及稳定进行充分详细的验算。任何一种设计方案,只有通过相应的施工技术手段,才能使设计方案变成现实。因此,设计者对建筑物的施工工艺和施工技术水平要有充分的了解,并结合相应的工艺技术水平对其设计的方案进行相应的该进,确保最终施工的质量。
        2.2地基基础设计中的地基土与结构共同作用问题
        所谓的共同作用就是把建筑、地基、基础三者看成一个结构整体,而地基基础共同作用就是指地基土与基础共同承担其上部结构所传递的荷载。因此,用沉降控制来设计地基基础就是地基基础共同作用概念的一种具体运用,所谓的地基加固处理就是看基础沉陷量大小的控制要求来对地基的承载力进行修补加固的一种方式。影响地基土与基础的荷载分担比因素主要有一下三项:地基土的土性、基础的基础形式、基础刚度的大小。在进行地基基础设计时,不仅要考虑到基础的作用,还要考虑到基础与地基两者的共同作用,这样才能保证设计出来的地基基础具有合理性与适用性,保障了位于地基基础之上的建筑物的结构安全与使用安全。
        2.3对软弱地基基础设计
        在采用不同的处理方式时应在满足地基承载力及土层不发生整体破坏的前提下,以基础的沉降量为控制条件,满足使用要求和地基规范允许的沉降量来进行局部软弱地基的基础设计。在改变地基条件的情况下,还需要通过改变基础设计的配合来实现。由于软弱地基的形成原因多种多样,因此在进行软弱地基处理时,要根据实际的工程情况来进行选择,选取一个最适合的方式来进行加固处理,保证在达到加固软弱地基的目的的前提下,不会对周边的建筑以及周边的环境造成影响与破坏。
        2.4沉降缝的设置
        所谓的建筑沉降缝就是为了防止建筑物各部分由于地基发生不均匀的沉降而引起房屋破坏而设置的垂直缝。在不同的地基土上建造建筑物或者是建筑物相邻部分的高度、荷载、结构形式差别较大时,为了防止建筑物出现不均匀的沉降,进而引起建筑物的倾斜或者开裂,通常在差异处设置垂直缝隙把建筑物分成若干个独立相邻的单元。由于设置沉降缝会对地基土层中的嵌固作用产生一定的影响,因此会使得建筑物的地基基础设计变得更加复杂多变,增加了地基基础设计的难度。


        3 房屋建筑结构设计中的基础设计
        3.1 基础设计的要求
        3.1.1 高层建筑
        目前我国城市建筑中主要以高层建筑为主,由于高层建筑具有自身的特点,垂直高度大,上部结构荷载较大,需要较大的基础埋置深度,总体工程造价较高,这就需要在高层建筑结构设计时应该严格按照相关规范规定的允许值来对基础总沉降量和差异沉降量的设计,确保地基和桩基具有较好的承载力,满足施工标准的要求。在进行地下结构设计时,需要做好防水要求。另外在设计过程中还需要充分考虑经济效益,对自身耗材、土方、降水及工期等进行考虑,确保工程成本的降低。
        3.1.2 多层建筑
        多层建筑多为框架结构在对其结构进行设计时需要做好抗震设计,确保能够有效的满足抗震设计的规范要求。这就需要在设计过程中,对横墙承重或是纵横墙共同承重的结构体系进行优先考虑,同时在布置纵横墙时,尽可以做到均匀的对称性,同时在做到沿平面对齐,沿竖向面上下做到连续性。在进行钢筋混凝土多层建筑结构布置时,尽可能的选择规则的结构,对于较为复杂的结构,则宜先进行防震缝的设置,而且将防震缝两侧进行均匀的分割成规则的结构,从而做到防震缝、伸缩缝和沉降缝三者的有效统一。
        3.2基础设计的选型
        3.2.1 墙下条形基础
        墙下条形基础属于较为常见的刚性基础,具有良好的挤压性,自身造价不高,施工快,对于上部结构的荷载具有较好的承受力,而且还能够在一定范围内适应地基变形的情况,这种基础形式多用于轻质生产厂房或是五层以下民用建筑。
        3.2.2 独立基础
        独立基础通常被用于柱下基础中,由于柱荷载偏心距的不同,因而其基础断面有矩形及方形之分。如果柱距很大,使用独立基础会得到较高性价比,是其他基础无法比拟的。如果建筑的框架体系为多层上部结构,就最宜使用独立基础。同时,在诸多民众建筑中,独立基础使用较多,效果也很明显。
        3.2.3 柱下条形基础及十字交叉基础
        条形基础及十字交叉基础 ,可以对不均匀沉降进行有效的调整,所以通常在柱荷载较大或是地项稳定性较差时采用。但柱距应控制在六七米的距离,否则条形基础的作用也会下降。十字交叉基础尽管其空间刚度较大,但其在应用上具有严格的适用范围,所以在使用过程中只有在条形基础不能有效的满足条件时,才能考虑使用十字交叉基础。
        3.2.4 钢筋混凝土筏板基础
        这种基础以梁板式及筏板式为主,如果建筑物基础底面积出现重叠,且基地承载力较弱及基础间空隙小的情况。筏板式基础一般在地板结构多且在有地下室的建筑中使用较为普遍。同时,筏板基础的选择还可以根据建筑物载荷情况进行选择。其优点为: 刚度好,对沉降的均匀度可适当调节。尽管筏板基础使用广泛,但还需要根据实际予以选择。
        3.2.5 桩基础
        沉降量和承载力大是桩基础的主要特征。如果地基缺乏足够的强度或者地基发生变形,这个时候就可以选择桩基础。以下几个方面是其主要的适用情形:第一,地基的承载力较小但同时上部的载荷很大,且在建筑物下部其土层坚实,可以为桩端提供一定支持力; 第二,建筑的基础沉降量不能满足实际要求,就算出台解决措施也无济于事;第三,建筑物的底部土层比较薄,土质不好,但是由于土方量的限制,不能使用条形基础,那么可以使用钻孔灌桩法。
        4 结语
        总之,房屋建筑结构设计中的基础设计是一项较为系统复杂的工作。作为设计人员,做好房屋建筑结构设计中的基础设计是确保房屋建筑工程质量的关键,在设计工作中做好每一个细节的设计,尽可能的提高房屋建筑的功能,从根本确保房屋建筑结构设计质量,进而确保房屋建筑工程质量。
        参考文献:
        [1]刘建鑫.高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J].山西建筑,2013(4).
        [2]周钰涵.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].科技创新与应用,2015(07).
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