成茂奇、陈燕
陕西煤化建设设计有限公司 陕西西安 710000
摘要:我国的建筑业已开启了高质量快车道。结构设计显得更为重要,其中的基础的设计不仅确保整个建筑物的稳定性,同时极大地影响建筑成本,是结构设计中十分重要的部分。必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则,根据岩土工程勘查资料,综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素,多方案比较优化设计、精心设计。确保基础设计安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境。本文介绍了建筑结构设计中基础设计的概况,基础设计的原则及存在的问题,并提出了一些个人的见解和看法,为同行业类人员提供参考和借鉴。
关键词:住宅建筑;结构设计;地基设计;重要性
1当前建筑物地基设计的现状
1.1建筑物结构设计图中基础设计重视不够,过于简化
房屋建筑包括上部结构设计及下部基础设计。一般基础设计几乎占到主体造价的近30%。多层相对较多,高层可能低些。关键与地基复杂程度有很大的关系。基础设计图纸不仅要满足施工要求,而且还要说明施工细节,同时要阐述施工关键部位、注意事项及要点。另外要明确必要的监测及检验要求。设计图纸中明确结构形式、抗震构造和材料特性的要求。但实际设计中有些图纸标注不全、不细,不能完全充分满足施工具体的细部要求。这些图纸在施工过程中容易出现一些误解,甚至造成一定的不安全隐患。
1.2过渡追求工程经济利益
大家都知道,随着市场经济的发展,建筑行业的发展对经济的发展有很大的
影响。很多人进入了这个行业,有些建筑企业过于追求经济效益,在施工过程中使用了价格低廉、不符合施工要求的建筑材料,未能严格按照规程、流程进行施工。设计人员在进行结构设计时预测难以做到,安全储备不足。为避免这些情况必须明确细化施工图纸要求,加强监督检查和验收,严格规范施工流程。
2房屋建筑结构设计中基础设计的要点及基础形式
2.1基础设计要点
地基基础设计应根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度分为三个设计等级。应满足承载力要求,变形要求及稳定性要求。
首先,应全面了解地基状况,选取合理的岩土参数,确定安全、可靠、适用、经济的基础结构形式。同时具体问题具体分析确定合理适应的地基处理方法。特别注意要将建筑物的上部结构、基础与地基作为一个共同体,通过采取合适的建筑结构形式、采取建筑处理、结构处理等措施,使建筑结构能够适应地基变形。
其次,地基基础计算。
(1)基础埋置深度。主要考虑建筑物用途,有无地下室、设备基础和基础形式和构造,同时考虑荷载大小、工程地质水文条件及周围建筑物基础埋深和地基土冻融影响。抗震区除岩石外天然地基上的箱形和筏形基础埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18。埋置深度应满足承载力、变形、和稳定性要求。必要时考虑抗滑稳定性要求。(2)承载力计算。承载力特征值取值要可靠、科学,以现场实测为准。对于地基受力层范围内有软弱下卧层时必须进行验算。(3)变形验算。对于砌体承重结构应由局部倾向值控制;对于框架和单层排架结构应由相邻柱基沉降差控制;对于多层和高层或高耸结构应由倾斜值控制;必要时控制平均沉降量。(4)稳定性计算。一般采用圆弧滑动面方法进行验算。必要时进行抗浮稳定性验算。
第三,满足相关构造要求,同时必须进行必要的检验和监测。并以此参数进行基础修改、优化,做到动态管理,动态设计,信息化施工,确保质量安全。
2.2基础形式
(1)扩展基础
无筋扩展基础现在用的很少,常用的是墙下钢筋砼基础和柱下钢筋砼独立基础。墙下钢筋砼基础受力简单,单方向主要受力,另一方向的配筋具有分布荷载的作用。多用于荷载小,地基承载力较高的情况,相对经济。
(2)独立基础设计和柱下条基
在房屋框架建筑结构设计中,最为广泛的就是独立基础。独立基础能够有效提高房屋建筑的抗震性,而且在具体的设计过程中还能较好减少施工单位的成本投入,便于施工。设计时应加强基础强度计算和冲切计算。同时必须满足相关的构造要求。这样才能保证将独立基础设计的作用充分发挥出来。
当荷载大地基承载力一般时可选柱下条形基础。相对独立基础造价高,但协调变形能力好。基础梁的截面高度应根据地基反力、柱荷载的大小等因素确定。一般为柱距的1/4—1/8。注意计算方法的合理选取,连续梁计算的适用条件。
(3)箱型和筏型基础设计
高层建筑荷载较大,地基承载力不特别高或是经处理后,为了增加稳定性可以采用箱型和筏型的结构,具体的选择哪种结构则可以根据实际情况而定。这两种结构的优势在于能够将建筑结构当成一个整体,发挥了共同工作效应。施工便捷,造价高,实用性强。设计时在满足强度、冲切计算前提下要注意重心倾覆验算,满足相关规定。
(4)桩基基础设计
在进行基础设计的过程中,如果上部土层的承载力不够,则可以采用桩基基础设计。根据地质情况采取端承桩还是端承摩擦桩。尽量采用群桩,荷载不特别大时也可采用独立井桩。桩基造价高、施工难度相对较大。设计使时要特别注意桩长、桩径、间距等参数的合理、科学、可靠取值。最终以现场实验数据为准。
另外还有一些复合地基的桩基,都有各自的适用条件,设计时应全面考虑,合理选用。
3关于住宅建筑中地基设计的若干建议
3.1充分考虑环境温度影响
突如其来的降温、暴雨或保温层的破坏等,都会引起混凝土表面与周围环境的温差,因此很容易引起混凝土表面裂缝。因此必须科学地设置伸缩缝,必须按照相应的标准要求来执行,切不可为了便于设计或施工而简单采用后浇带。设计阶段要考虑环境温度可能造成的影响,并进行计算以确定伸缩缝设计方案。同时一定要详细说明伸缩缝的构造要求,以便确定最佳施工方案和填料。与此同时,还要做好建筑物顶层的保温防护工作,比如在温度受影响最大的部位设置温度筋,把环境温度的影响降到最低。
3.2基础设计中时要特别考虑上部结构作用
住宅建筑中的上部结构在施工中采用何种形式,建筑对墙厚的要求,能直接影响基础的类型、埋深和截面积。因此,上部结构是基础设计过程中必须反复考虑的主要因素。选择上部结构的材质、形式、构造不同所需的地基沉降、稳定性及抗变形能力也不同,因此,在住宅建筑结构设计时,应整体充分考虑,保证基 础的承载能力的安全储备。
3.3加强基础设计选型的合理性
设计基础的结构选型,首先要对地基周围的环境进行详细的了解和掌握,如地质条件的特点、自然环境的特点等,然后根据房屋建筑的具体要求进行综合分析,确定基础的结构类型。此外,特别注意剪力墙设计合理布置,在保持基础设计均匀性的前提下,适当增加基础设计的数量,以提高房屋建筑的安全性,避免因局部应力过于集中而引不安全隐患。
3.4基础设计建议
对每一项工程都应详细地编制说明和方案,并对其基本类型进行评价,综合分析、计算,以确定最经济、最合理的类型。同时设计者要求对绿色建筑评价标准写出合理、明确的要求,并写出文字说明。体现智慧绿色建筑设计理念。使基础保持良好整体稳定性能。
结束语
基础设计在建筑结构设计中是前提和基础,直接影响整个工程质量和进度,基础必须具有足够的承载能力,保证房屋的稳定性。应根据地质参数,上部结构形式,合理、科学选择计算模型,优化设计方法,必须考虑上下部结构协调共同作用,提高设计质量,保证结构整体安全。体现技术先进、可靠安全、经济适用、绿色环保的设计理念。
参考文献
[1]周秋安.房屋建筑结构设计中的基础设计[J].装饰装修天地,2016,000(012):137-137.
(2)现行有关基础设计规范等。