房屋建筑结构设计中基础设计解析

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年第4卷10期   作者:彭飞
[导读] 高层建筑的逐步增多,对于房屋建筑结构设计也提出更多要求,

        彭飞
        天津国能房地产开发有限公司    300050   天津市

        摘要:高层建筑的逐步增多,对于房屋建筑结构设计也提出更多要求,应当高度重视基础设计工作保证建筑结构设计稳定性。本文首先分析房屋建筑结构设计需要关注的要点,随后探讨开展基础设计的路径。
        关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计
        
        引言:房屋建筑结构设计是一项精细复杂的任务,需要考虑到房屋建筑本身以及周围的环境。另一方面,基础设计在房屋建筑结构设计中的作用不容忽视,因此有必要以建筑设计中的关键点为抓手,分析基础设计的路径。
        
        一、结构设计关注点
        1.上部结构。房屋建筑结构的上部结构起到关键作用,对于建筑地基的影响也是非常显著,上部结构处理质量直接决定地基的作用效果。在房屋建筑结构设计中需要对这部分结构的刚度充分考虑,尤其要注意到上部结构可能产生的变形影响。由此可见上部结构在建筑体系中起到基础性作用,保证房屋建筑的科学性。
        2.环境要素。在房屋建筑结构设计前需要对所在环境的具体情况进行调查,不同地基的抗震、抗压属性存在差别,设计工作中需要关注到承载力和沉降方面的要求。部分房屋建筑结构设计工作可能应用到桩基础施工模式,这种方式对于地基环境的影响不容忽视。由于桩基础施工会产生大量的振动或者噪声因素,对于居住环境和自然环境也会产生消极影响,甚至会引发严重的安全事件。因此需要综合考虑环境要素,加强对桩基础施工的管理控制力度,最大限度发挥桩基础施工的正面效应,体现房屋建筑设计价值。
        3.地质因素。房屋建筑结构设计注定与地质条件关系密切,做好地质调查工作,意味着为房屋建筑结构设计奠定坚实的地面基础。设计前的地质调查工作一定要全面,对于房屋建筑环境内的地形走势和地形状况需要统筹考虑,掌握所在地周围建筑设施和交通设施的分布情况。房屋建筑地下管线布局同样要考虑,获取给排水工程和电力、供水管线工程资料,避免房屋建筑对于现有地下管线造成破坏。对于地基强度因素要格外重视,如果所在环境内的地基环境存在显著的压缩特征,意味着地基稳定性较差,无法满足房屋建筑结构设计要求,需要提升地基稳定性。另外要考虑到土剪力的影响,对于抗剪能力偏弱的滑动面要格外注意,有效应对可能产生的滑动变形现象。房屋建筑结构设计环节要秉承天然地基优先的原则,有效控制房屋建筑施工中的不确定因素。
        
        二、基础设计解析
        1.设计选型。在设计过程中需要考虑到房屋建筑形式,当前独立基础式建筑应用相对广泛,在经济性和稳定性方面表现良好。房屋建筑结构理论上可能位于地基变形的环境,应用独立基础建筑模式可以增强对地基变形的适应能力。但是对于独立基础的选择也需要结合承载能力的要求,如果建筑所在地的承载能力不足,应当选用钢筋混凝土结构,在地下室环境中也可以应用这种结构,保证承载性能。设计选型环节中需要考虑到最小配筋率、基础高度等要求,与此同时应当对抗浮设计的影响有充分的考虑。在基础设计环节需要注意到后浇带的设置,发挥后浇带对于房屋建筑结构的温度调节作用。很多房屋建筑结构发生裂缝的原因在于温度变化幅度过大,房屋建筑墙板在剧烈温度变化情况下容易发生裂缝现象并降低墙体稳定性;通常情况下后浇带设计的宽度在1000mm。
        针对箱形基础开展房屋建筑结构设计时,应当考虑到房屋建筑的强度要求和抗滑移要求,确保房屋建筑结构的埋置深度符合要求以及颁布的标准。近年来大量高层建筑落地实施,对于房屋建筑结构也有全新要求。通过设置地下室可以兼顾地基性能和功能体系需求,同时提升房屋建筑结构的稳定性。但是建筑密度的增大意味着不同建筑地下室结构之间的距离较近,有可能出现不同埋深之间相互接近的状况,进而降低房屋建筑的稳定性并产生安全隐患。

因此需要考虑不同埋深的相互作用,首先要确保房屋建筑之间的距离,避免出现不同建筑间距较小的情况,在建筑学中将其定义为安全距离,建筑之间的距离不能小区安全距离。当前安全距离的界定也不是一成不变的,需要对房屋建筑的承载力、地基等因素综合考虑,保障计算安全距离的合理性。具体计算过程中需要考虑到建筑物的承重规模、刚度等因素。对于新建的房屋建筑,应当结合房屋建筑所在地基的压缩性能以及建筑物的自身荷载能力,与此同时结合结构类型、地基土等因素确定房屋建筑的刚度。
        2.合理设计上部结构。上部结构对于房屋建筑结构的影响主要体现在刚度、质量等方面,关注到这两个要素则提升房屋建筑结构的稳定性。在上部结构设计中要关注到屋面,当前在屋面设计中主要采用斜坡结构;折板式结构是常见的斜坡结构之一,这种一种典型的偏心受拉构件,如果屋顶结构存在平面特征不突出、跨度较大的现象,则可以采用折板式结构。如果屋面结构相对复杂,主要采用梁板式结构。无论选择何种结构,都应事先做到房屋结构的现场调研,在充分掌握房屋建筑整体情况的基础上选择合适的屋面结构。
        3.加强性能计算。性能计算的关注点在于承载力和稳定性;当前房屋建筑结构设计经常采用主楼和裙房一体化设计理念,在实际设计中需要考虑深度与宽度的修正要求,对于可能存在的超载现象进行计算。如果超载宽度超出过多,则可以对超载情况进行换算处理,利用土层厚度进行埋深处理。岩石地基相对于常规土质,在承载力方面表现更好;因此在承载力计算中可以考虑使用岩石地基载荷。
        房屋建筑结构需要具有一定的抗浮能力,通过稳定性计算确定满足抗浮能力需要的条件。房屋建筑可能存在不符合抗浮能力的现象,而且这种现象在房屋建筑结构中的比例也有所不同。对于房屋建筑结构局部抗浮能力未达标的现象,可以采用增设结构刚度方式提升抗浮能力。另外要注意到房屋建筑可能发生的位移现象,例如在设置抗拔件的过程中注意到抗拔力的影响,抗拔力大小与位移大小呈正比关系,原则上需要避免位移现象以及对应的不良影响。因此在房屋建筑设计环节要注意控制抗拔力作用,具体来讲采用抗拔载荷试验与变形计算相结合的方式,验证房屋建筑的抗拔桩承载力。
        4.材料选择。房屋建筑结构的关键因素在于材料选择,涉及到的材料类型包括配筋、混凝土等,直接决定房屋建筑结构质量。因此在设计工作中需要加强材料控制力度,按照房屋建筑结构的标准规范落实材料选择任务,保证选择的配筋、混凝土等材料物尽其用并发挥应有价值。配筋选择过程中要注意匹配性要求,同时要结合房屋建筑结构的图纸要求,发挥施工图纸的指导作用。材料选择过程中要注意构造柱的定位工作,保证构造柱定位合理。
        5.增强建筑承载力。在一体化设计理念愈发深入的情况下,对于主体架构承载力的计算尤为重要。承载力计算过程中需要考虑地基两侧的超载情况,并结合建筑的基础宽度;如果超载宽度明显超过基础宽度,则可以利用土层厚度。在提升房屋建筑结构承载力的过程中可以灵活应用岩石在承载能力方面的优势,提升房屋建筑结构的载荷能力。另外要注意到地基变形因素的影响,在地基变形核算的过程中需要妥善处理地基变化较大的情况,避免地基剧烈变化对于建筑质量的不利影响,因此要重视变形核算工作。
        
        结束语:房屋建筑结构呈现出复杂、多变的发展趋势,每一项变动均与基础设计息息相关;在房屋建筑结构设计活动中,需要从多方面加强基础设计力度,在保证房屋建筑稳定性的基础上实现更多的应用价值。
        
        参考文献:
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        [4]林敏. 房屋建筑结构设计中的基础设计方案分析[J]. 四川水泥,2020,(10):349-350.
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