吉静宁
广西荣泰建筑设计有限责任公司,广西柳州545000
摘要:房屋建筑设计中地基基础是非常重要的部分,近年来,房屋建筑由于其建筑功能需要和结构本身要求,多数需要设置单层或多层地下室,而房屋建筑地基处理及地下室基础设计则是决定房屋建筑安全的关键。本文就对房屋建筑结构设计中的基础设计进行了分析与论述。
关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计;
基础部分在建筑工程中占有重要地位,基础部分建设对工程结构性能、造价及工期控制起着决定性作用。在房屋建筑结构的基础设计中,除要对总体工程建设情况进行全面了解外,还需要做好地基选型,加强相关参数计算的准确性,如此才能确保基础结构的稳定性,提升整体建筑结构的安全性。
1房屋建筑结构设计中基础设计的重要性
以往的房屋建筑结构形式简单,功能单一,但随着社会经济的发展,很多高层建筑出现在生活中,这类建筑对结构的承载能力要求较高,增加了设计的复杂性。再者,由于人们对生活质量要求的提高,不再满足于物质生活的追求,更多的是向精神层面靠拢。因此在房屋建筑设计中,空间布局及功能性要求明显增多。设计人员有必要对传统的结构设计进行优化和调整,以更好的满足人们的生活需求。从上可以看出,房屋建筑结构设计格外重要。而基础结构作为房屋建筑结构的重要组成部分,加强基础结构设计,对于提高房屋建筑质量有着重要意义,所以完善基础结构设计也是尤为必要的。
2房建结构中多层建筑与高层建筑的基础设计要求
当前,多层建筑与高层建筑已经成为现代化城市建设的重要标志。而多层建筑与高层建筑的基础设计要求也存在较大差异。我们应明确其中的具体要求,进而在实际设计工作中更好地开展结构设计工作。房建结构设计中多层与高层建筑的基础设计要求如下所述。
2.1多层建筑
多层房屋建筑结构主要以砌体结构和钢筋混凝土结构为主。在对砌体结构的多层建筑实行基础设计时,应充分考虑建筑的整体抗震性能,并根据区域特征及以往灾害发生情况,明确抗震等级要求,以此为基础开展承重墙及横纵墙等结构体系的设计工作。在横纵墙结构设计中,应尽可能做到结构对称、整齐,上下连续性强。而在对钢筋混凝土结构的多层建筑实行基础规划设计时,应多以规则型结构为主,以加强承重墙等受力结构设置的合理性,提升建筑的抗震效果。如果遇到较为复杂的钢筋混凝土结构,则需在设计中做好防震缝、沉降缝及伸缩缝的处理工作,以此增强结构之间连接的紧密性,确保结构的可靠性。
2.2高层建筑
高层建筑具有高度大、上部结构承载力强的特征。所以在基础设计时,需要有计划性的增加建筑掩埋深度,防止因沉降因素的影响,削弱房屋建筑的稳定性。不过增大掩埋深度的同时也会造成一定的成本消耗,故而为保证施工成本,达到造价控制目标,在实际设计中还需要结合现有数据准确计算建筑的总体沉降量及差异沉降量,增大基础结构的承载力,降低不规则沉降的影响。同时,在高层房屋建筑结构设计中,还要做好防水措施,避免地下水腐蚀破坏建筑结构的使用性能,加剧建筑的不稳定性。
3房屋建筑结构设计中基础设计要点
基础设计是房屋建筑结构设计的关键环节,基础设计要点主要包括独立基础设计、桩基础设计、箱型及筏型基础设计、桩箱基础设计。每种基础结构都有其独特的设计方式,具体设计要点如下所述:
3.1独立基础设计
图1 独立基础设计
独立基础设计分为柔性和刚性设计两种。在开展独立基础设计时,设计人员需根据现场地基土质的实际情况,合理选择设计形式,避免因土体压缩而引发不均匀沉降。例如,在现场勘查中,如果发现地基土体的压实密度较大,压缩性能较强,这时可直接采用刚性独立基础设计来保证地基结构质量;如果发现是软土地基或其他土体地基,则要采用柔性独立基础设计,以保证地基结构质量,降低沉降影响。
现阶段,我国很多房屋建筑企业在基础设计时采用的都是独立设计方式(如图1所示),尤其是在柱下基础设计中的应用相当广泛。利用独立基础设计,再配以混凝土浇筑,能够有效增强基础结构的整体性,增大强度,进而提高建筑结构的整体承载能力,保障房屋建筑的安全。不过在设计中需要注意的是,要结合实际情况来判断基础结构断面的形状,如矩形或方形,以免影响设计效果。
3.2桩基础设计
桩基础设计主要是为解决高层房屋建筑中存在的上部结构承载力不足的情况,通过桩基础的合理利用来实现结构的加固,提高结构整体的稳定性。另外,桩基础设计的合理性也是降低沉降,增强建筑结构承重力的重要措施。桩基础设计时,应根据房屋建筑工程的具体要求,适当的增加桩基长度及排列密度,将建筑上部结构的荷载直接转移到土层中来,以此降低上部结构的压力负荷,增强建筑的承重能力。
3.3箱型及筏型基础设计
箱型和筏型基础设计一般应用在地基承载能力不足的房屋建筑或者地基受力较大的高层建筑中(如图2及图3)。且对于一些含有地下室结构的民用建筑,该设计也有着理想的应用效果。在设计过程中,可直接将筏板作为地下室的地面基础结构,以保证地下室的使用安全。箱型和筏型基础设计的区别在于,前者在设计过程中需要适当的降低基础整体弯曲应力,后者则不需要。所以在设计过程中,应结合上部结构设计要求予以综合考量,注重设计质量。
此外,箱型和筏型基础结构采用的都是大体积混凝土结构,在实际应用中需要对其存在的裂缝问题予以重点关注,合理控制结构所处区域内的温度变化,并确保伸缩缝设计的合理性,减少因温差变化而导致的应力变形。一般情况下,伸缩缝的设置宽度在2-3cm左右为宜。
3.4桩箱基础设计
桩箱基础设计就是对桩基础和箱型基础的融合设计,具有的优势为:抗弯和卸载能力较强,沉降变形问题小。通常情况下,桩箱基础设计被应用在高层建筑、大型建筑以及对沉降要求较为严格的民用建筑设计上。在桩箱基础设计中,工作人员需结合现场地质变化特征,选择合适的布桩方式,通过多种布桩方式的有效融合,加强桩体和桩顶受力的均衡性,避免危险的发生。
另外,底板具有一定的厚度,在实际设计中可以通过调整布桩的方法,适当增大中间部位桩间距,充分运用基础底部桩间体的承载力,然后采用分担基础底板的受力方法,达到减小底板厚度的效果。
4房屋建筑结构设计中基础设计的强化措施
4.1提高建筑结构平面设计质量
在建筑物平面图纸设计中,除要保证建筑物内各结构设计合理性外,还需结合周边环境特征,提升建筑抗震等级设计效果,让建筑的抗震性能在规定的标准范围内,从而降低地震灾害对建筑的影响,延长房屋建筑的使用寿命。同时在这个高科技时代,可以采用软件对建筑结构进行建模,分析计算基础结构的承载能力,从而加强基础结构设计的安全性和稳定性。
4.2提高基础结构上部结构设计的合理性
基础结构与上部结构之间是紧密联系在一起的,上部结构承受的荷载力会直接反映给基础结构。所以要想加强基础结构设计的合理性、稳固性,就需要注重上部结构设计的效果。这就要求设计人员合理规划房屋建筑的屋面结构,科学选择屋面形状,加强基础设计的稳定性。现阶段,屋面结构大多是以坡屋面为主,屋面形状也多是以折板式或梁板式为主。在设计中,设计人员需要参照具体情况进行合理的设计,以完善房屋工程的整体质量。
4.3注重基础结构选择的合理性
基础结构设计中,需要充分考虑房屋建筑的具体要求及现场环境特征,科学选择基础构,提高设计质量。如在混凝土结构设计中,虽然自身的强度及承载能力较强,但是抗弯和抗拉性能不足,很容易导致结构出现受力不均的情况,进而影响建筑的稳固性和安全性。所以在设计中,可采用柔性钢筋混凝土做基础,以增大建筑结构的承载力。再比如,在建筑需要较大承载力,但是地基结构承载力较小时,可采用柱下独立基础设计方式,以此提升基础结构的刚度和承载力,增强建筑的稳定性。
5结束语
总之,随着房屋建筑功能、种类的丰富,建筑结构设计也越来越复杂。基础设计作为房屋建筑结构设计的重要环节,也应结合规范要求及现场情况,合理进行基础选型,在保障房屋建筑结构稳定性的前提下选择最优的基础设计方案, 并最终确保建筑工程的顺利完工。
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