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摘要:基础工程是房屋建筑工程的重要组成部分,基础工程的设计效果与建设质量直接影响到整个房屋显著的安全性、稳定性与耐久性。为此本文运用调查法、文献法、归纳总结法对房屋基础结构设计中存在的问题进行分析,并就如何优化房屋基础结构设计提几点建议,希望能为相关工作带来些许帮助。
关键词:房屋工程;基础结构设计;存在问题;解决措施
按不同的分类标准,可将建筑基础结构划分成多种类型。如按照材料分类,将房屋建筑基础分为砖基础、混凝土基础、毛石基础、灰土基础这几大类型。其中砖砌基础的抗压强度较好,并且在施工建设时砖材料也比较容易取得。灰土基础的抗冻性能较强,这类基础在我国西北、华北等地区有相对广泛的使用。混凝土基础是当前应用的最为广泛的一种建筑基础类型,由于混凝土的性能质量相对稳定,因而混凝土基础的抗压强度【1】。抗冻性、耐久性等都相对较好,基础设计与建设成本也较为合理。按照构造划分,可将房屋建筑基础划分为独立基础、条形基础、箱形基础以及片筏基础等几大类型。这几大类型的基础都各有优缺点,在设计时也有各自的注意事项。下面结合实际,就房屋基础结构设计相关问题作具体分析。
1房屋基础结构设计中的问题
1.1勘察不充分
调查发现在房屋基础结构设计中存在勘察不充分的问题。勘察是设计的基础,只有详细做好地质勘查,才能选出最合适的基础结构并在设计阶段对各项安全隐患做出有效防控,让房屋建筑的安全性、稳定性与耐久性得到保障。但在具体的设计实践中,一些单位与人员受到工期紧、成本高等因素影响而不能认真落实勘察工作,最终导致在建筑基础结构选型、选材等方面出现问题,并使整个房屋建筑的施工质量也严重受到影响【2】。
1.2设计质量不过关
由于房屋建筑基础结构设计难度较大,基础设计涉及多个专业与多个学科的知识,对设计人员的要求较高,因此我们看到在房屋建筑基础结构设计中总是会出现这样那样的质量问题。如建筑基础拉梁的设计不够合理。部分设计人员在设计时不能严格按照规范与要求来设计基础埋深、箍筋密度以及底层柱的长度等,使建筑基础结构的稳定性不足,安全性能有待提升。除此之外,建筑楼板的设计也存在问题,如由于不合理的设计导致建筑屋面、楼面荷载直接传送到周边的梁、柱或墙上,进而导致整个建筑结构的安全性大大降低。在设计过程中,部分设计人员也会为了图省事将双向板按照单向板的方法进行计算,导致计算出的受力数据与实际情况不相符,使建筑基础结构的配筋达不到标准要求,最终造成建筑楼板出现裂缝,建筑结构的稳定性大大降低【3】。
2房屋建筑基础结构设计优化措施
2.1做好设计勘察
前文已经提及,水文地质勘察在房屋建筑基础结构设计中发挥着重要作用。通过开展勘察工作,能够掌握施工区域内地质构造、地形地貌、岩土体空间分布状态、不良地质位置及面积等各项信息,能够对建筑工程场地的稳定性、适宜性做出分析与评价,从而为建筑基础结构设计提供重要参考依据。为此在具体的设计实践中,有关单位与人员要能高度重视设计勘察工作,并能严格按照国家与行业的相关规范标准,结合工程实际情况采取有效措施做好设计前期的勘察工作,为房屋建筑基础设计工作的开展打好基础。在具体的勘察作业中,要能根据场地的具体条件来选择合适的勘察技术,并在必要时对勘察成果与工程性质进行评估,确保勘察结果详细且精准。在勘察过程中,对勘察区域内的现有建筑布局、地下管线分布、岩土性质、地下水埋深等各项内容做详细全面的勘察分析,根据勘察结果对房屋建筑建设与使用过程中可能会出现的问题做出预测与处理,全面保障房屋建筑基础结构施工安全。
同时也要通过详细的勘查分析掌握施工区域内地质活跃度、地质构造等,在基础上计算出建筑地基所需要的承载力,并根据施工区域的地质构造选择合适的基础结构,有效提高建筑地基基础的承载力与稳定性。最后是在开展房屋建筑基础结构设计勘察时,要做好对勘察数据的收集、分析以及计算处理,在条件满足的情况下反复计算、复核各项数据,尽可能避免出现计算误差【4】。
2.2加强设计要点控制
在房屋建筑基础结构设计中,要根据实际要求科学选择合适的结构形式,并按照均匀、规则等设计原则控制建筑基础结构的整个框架,使建筑结构受力均匀。
在结构设计过程中,要根据工程实际情况准确计算出结构的承载力以及变形力、刚度等,并合理分配刚度与应力,避免刚度或应力过于集中。在进行基础拉梁设计时,可按照强柱弱梁设计原则来设计框架结构,全面提升建筑基础结构的安全性、稳定性以及抗震性,确保房屋建筑有较好的使用性能。在设计过程中,使建筑结构节点的承载力、刚度等与构架相适应,通过优化建筑结构构造增强结构的抗震性与稳定性。为使建筑基础结构有较强的稳定性,设计人员可通过优化配箍率来改善建筑基础结构性能与质量,让房屋建筑基础结构的抗压性、防震性、承载力等达到使用标准。设计人员也在确保建筑整体结构安全稳定的情况下根据实际的需求适当增加柱端弯矩、柱端剪力,使建筑基础结构的框架、支柱等足够安全稳定。在进行建筑基础结构设计时也必须充分考虑选材问题。由于基础结构是整个房屋建筑的重要组成部分,因此设计人员必须选用韧性好且强度高的材料,从而保证建筑基础结构的设计质量达到标准要求【5】。
2.3其他优化措施
在进行房屋建筑基础结构设计时,也可利用有限元模型准确计算出建筑极限荷载,并根据计算出的数值对地基部位的荷载组合进行优化,使设计方案更加科学合理。同时在设计过程中,要能根据承载力极限状态下的荷载效应标准组合准确计算出基础或承台高度、基础内力以及配筋率等,使建筑结构抗震性能达到标准要求。在当前开展房屋建筑基础结构设计工作时,也可将BIM等先进技术引入其中,利用BIM技术进行三维建模与3D成图,从而使设计方案中的缺陷被更及时的发现与解决。在获得房屋建筑基础结构设计方案后,可运用BIM技术进行虚拟施工,在虚拟施工中对设计方案的科学性与合理性进行检测,确保设计方案中不合理之处能得到及时发现与解决。在开展房屋建筑基础结构设计时,一定要做好对设计方案的分析审核工作。初步得到设计方案后,有关单位与部门要组织审核小组对设计方案做深入的分析、评估与审核,落实对基础结构设计质量的全面把控。
3结语
综上所述,房屋建筑基础结构设计工作有一定的复杂性与系统性,设计质量较难保证。尽管近年来我国有关房屋建筑基础结构设计的技术在不断发展,设计经验也在不断丰富,但在具体的设计实践中仍会出现勘察不足、受力计算不合理、框架设计不科学等问题。鉴于此,就需严格按照国家与行业的相关规定及要求,结合工程实际情况进一步优化设计工作体系,进一步完善设计前期的勘察与分析工作,并在正式设计过程中做好受力计算与结构选型、材料选用等各项工作,确保房屋建筑基础结构设计方案科学可行。
参考文献:
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[2]黎海航.试析房屋建筑结构设计中的基础设计[J].城市建设理论研究(电子版),2020(20):102-103.
[3]乔时鑫.有关房屋建筑结构设计中基础设计的研究[J].门窗,2019(20):144.
[4]李重啸.浅析房屋建筑结构的基础设计方案[J].城市建设理论研究(电子版),2018(33):146.
[5]孟庆花,栗忠福.有关房屋建筑结构设计中基础设计的研究[J].门窗,2017(08):158.