对高层住宅建筑基础结构设计的探讨

发表时间:2021/7/21   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷3月第8期   作者:齐成龙
[导读] 建筑结构基础设计中,结合设计与施工的各个环节,结合设计施工的操作规范标准要求
        齐成龙  
        山东大卫国际建筑设计有限公司  山东省济南市  250000
        摘要:建筑结构基础设计中,结合设计与施工的各个环节,结合设计施工的操作规范标准要求,准确筹划施工规范操作标准要求,以符合设计规范标准的施工方案,达成最终的建筑结构基础设计方案,及时做好设计调整,以科学、有效、准确的方式,保证建筑结构中基础的质量。
        关键词:高层住宅;建筑基础;结构设计
        前言
        现代建筑结构设计快速发展变化,为了更好地提升我国城市化发展进程,重视建筑行业的快速发展是极其重要的。随着城市化发展进程的提升,建筑结构安全问题层出不穷,其中建筑结构的基础设计不当导致的施工安全隐患屡见不鲜。为了更好地优化建筑地下基础施工水平,需要结合建筑基础结构进行分析。
        1建筑结构基础的技术特征
        基础结构是具有强承载力作用的,深入到地下持力层,在岩石层、密砂层内固定承载,满足建筑主体的载荷要求。竖向基础的刚性强度高,基础设计中,需要根据单基础础、群基础的刚度变化,分析判断自身的重量,相邻载荷的重量作用等,满足均匀沉降的要求。建筑工程施工中需要预估倾斜控制的范围标准,调整稳定性范围,判断是单桩、群桩,确定刚度标准,保证抗拉覆盖的强度。对外界环境因素造成的地震、风力作用进行载荷评估,提高对建筑整体稳定性的评估水平。抗压力、抗拔力也需要做好承载力分析,判断穿透基础的土层情况,确定牢固在基础岩层、深土层内,调整建筑根部与外界之间的抵抗力,防止出现建筑沉降或倾斜的安全隐患。
        2房屋建筑结构设计中基础设计分析
        2.1基础设计选型及埋设情况
        第一,对于多层房屋建筑来说,应用最多的基础形式是独立基础,此种基础结构具有较好的经济性,同时具有较强的抗震性能,能较好地适应地基变形情况。但是,对于某些地基土质均匀性较差、无法满足地基承载力的区域来说,盲目选用独立基础并不合适,更多采取的是钢筋混凝土筏板基础,此种基础不但能作为地下室结构筏板,而且可以作为地下室底板结构。此种基础的优势是施工便利、具有较强的承载性能。在基础设计过程中需要特别注重基础高度、最小配筋率等指标,同时要充分考虑抗浮设计对于基础配筋的影响。此外,箱形或者筏形基础采取的是大体积混凝土形式,一旦施工控制不当,就会引发温度裂缝等问题,所以进行基础设计时需要加强后浇带设置,有效降低温度变化的影响,一般宽度需要控制在800~1000mm。第二,对于处在天然基础上的高层建筑筏形或者箱形基础来说,为了确保其具有足够强度的抗倾覆及抗滑移性能,要控制其埋置深度达到相应标准。在新建筑基础设计过程中一定要保证与原有建筑物具有足够的安全距离,安全距离值要参考相应指标来确定,主要包括新旧建筑物的地基承载力、地基变形、地基稳定性等。一般影响建筑物相邻距离的因素主要包括新建建筑物沉降量、原有建筑物刚度等,其中新建建筑物沉降量主要是由所在地地基土压缩性能、建筑物荷载等因素决定的,而原有建筑物的刚度则是由其结构类型、尺寸、地基土性质等因素决定的。


        2.2合理设计房屋建筑上部结构
        房屋建筑物上部结构的刚度和质量分布会对基础设计造成较大影响,所以,为了进一步提升基础设计的有效性,要提升建筑物上部结构设计的合理性。对于建筑物的上部结构来说,屋面部分是非常重要的内容之一,很多建筑屋面采取的是斜坡结构形式,此种结构形式主要包括折板式、梁板式等。这两种结构类型都属于偏心受拉构件,其中折板式结构更多应用在平面不够规则、建筑板跨度较大的屋顶结构,而梁板式结构则更多应用在屋面坡度相对复杂的屋面结构中。选择具体结构类型时,要参照房屋具体结构来进行,确保结构的合理性,能为基础设计打下良好基础。
        2.3加强相应的性能计算
        第一,承载力计算。现阶段,很多房屋建筑往往采取主楼和裙房基础一体式结构设计,而实际设计时需要对主体结构地基承载力深度和宽度实施优化修正,需要对基础底面之上载荷按照基础两侧超载进行计算。如果超载宽度超出基础宽度的2倍,那么为了计算有效性,可以将超载情况换算成为土层厚度作为基础埋深;如果基础两侧超载并不均衡,那么要取其中的小值。相对于一般土质来说,岩石地基具有更强的承载力,所以试验时可以采取岩石地基载荷来进行。在试验过程中,可以按照饱和单轴抗压强度标准值×折减系数来确定地基承载力特征值。第二,稳定性计算。如果建筑物抗浮稳定性不符合设计标准规范,那么可以通过设置抗浮构件、增设压重等措施进行解决。如果建筑物的整体符合抗浮稳定性标准,但局部抗浮不符合标准,那么需要对这些位置增设结构刚度。在设置抗拔桩等构件的过程中,一旦产生位移,就会形成抗拔力,并且抗拔力随着位移的增加而有所提升,因此要避免基础结构中产生较大位移,需要确保抗拔力值符合位移控制条件。
        2.4选择适宜的基础施工材料
        对于房屋建筑基础结构设计来说,基础配筋、混凝土等材料是非常关键的组成部分,对于基础的安全性、稳定性具有直接性影响。所以,要加强混凝土、基础配筋等材料的选定,确保其规格满足施工标准规范,以确保建筑结构耐久性满足施工标准规定。此外,所选定的基础配筋要与最小配筋相匹配,要参照标准图纸对基础配筋进行设置,并且对基础宽度进行调整,对基础图构造柱实施精准定位,保证其设置的合理性。
        2.5增强结构承载力的设计
        当前时期,建筑项目大多采用主楼一体的架构,在设计与核算主体架构的地基承载数值的时候,一定要对地基基础两侧的超载情况进行深入考量。如果超载宽度达到基础宽度2倍,能够把土层厚度视为基础埋深,若基础两边超载不相同的时候,取比较小的数值。另外,岩石基地的承载水平要比土高得多,为此可使用岩石地基确定荷载数值。另外,地基变形核算是不可忽视的一项设计工作,当建筑地基出现程度较大的形状变化时,不但会对建筑总体的建设质量产生影响,还会让人们的生命安全处于危险状态。为此,在基础结构设计过程中,必须要高度关注变形核算。
        结束语
        对于房屋建筑来说,基础设计是非常关键的内容之一,并且也是最为复杂的内容。在基础设计过程中,需要特别关注细节方面的内容,保证房屋建筑质量。
        参考文献:
        [1]廖翌航.探析民房建筑结构设计中的基础设计[J].建材与装饰,2020(21):82,84.
        [2]左龙华.民房建筑结构设计中基础设计浅析[J].中华民居,2013(12):47.
        [3]谢晓君.探析民用建筑结构设计中的基础设计[J].低碳世界,2017(11):181-182.
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