关于土木工程建设中建筑结构基础设计分析

发表时间:2021/9/2   来源:《建筑实践》2021年40卷4月11期   作者:杨新胤
[导读] 随着社会经济的快速发展,人们对于住房的要求越来越高
        杨新胤
        身份证号码:45070219951217*****
        摘要:随着社会经济的快速发展,人们对于住房的要求越来越高,房屋建筑设计已经成为影响建筑行业发展的一大因素,其中房屋建筑结构设计中的基础设计对房屋建筑的安全性和稳定性起到至关重要的作用。建筑结构的设计比较复杂、所需材料较多、施工周期长,设计的好坏会对整个项目的施工工期和建材费用产生巨大的影响。另外由于设计比较复杂,所以对其技术性要求较高。先进的技术可以为施工企业带来更大的效益,所以其设计方案要做到与时俱进,符合时代发展的需求,本文探讨了土木工程建设中建筑结构基础设计的基本要点,提出了一系列切实可行的强化设计措施,旨在为设计人员提供参考意见。
        关键词:土木工程;建筑结构;基础设计
        引言
        当前,建筑数量和种类越来越多,传统基础设计形式已经无法满足建筑行业的发展需求。只有确保基础设计的科学合理性,才能维护土木工程建筑结构的安全性,进而推动整个建筑行业的良好发展。
        1建筑结构地基基础设计的重要性
        地基基础指的是以地基为基础的建筑结构的墙或柱埋在地下的扩大部分,其主要功能是将上部荷载均匀地传递给地基,从而确保地基上的建筑结构具有良好的稳定性、可靠性和安全性,从这个概念可以看出,地基基础不仅是一个建筑工程的根本立足点,同时也是建筑结构的基础结构,若建筑结构地基基础设计不合理或不规范,不仅难以保障建筑结构质量和建筑物的适用性、耐久性,同时还会导致整个建筑物在外力作用下发生不均匀沉降、大幅度沉降、倾斜、开裂,甚至是倒塌等现象,从而会对相关人员的人身安全构成严重威胁,因此,就需要设计人员严格做好建筑结构地基基础设计。
        2土木工程建筑设计中结构基础设计的相关要点
        2.1墙下条形基础的设计要点
        土木工程建筑的基础设计形式是多种多样的。墙下条形基础是一类较为常见的基础设计形式。在选择材料时,多以砖石、混凝土以及毛石等刚度条件良好的基础材料为主。这些材料不仅具有良好的刚度条件,而且在抗压能力、抗拉能力与抗剪能力等方面也体现出诸多优势。设计人员必须从刚度角度出发,对墙下条形基础内部产生的抗拉能力与抗剪能力展开控制,将基础所承受的拉应力和剪应力控制在耐受限度内。通常来说,多层砌体结构以墙下条形基础为主,比如早些年的小区住宅、办公楼等。如果持力层为良好的天然地基,能承受一定的重力荷载,也可以适当提升建筑的楼层数。总的来说,墙下条形基础具有施工便捷迅速、造价成本低等优势。为增强整体基础的整体性,可采取基础上方增设地圈梁的方式。将钢筋混凝土柔性基础运用到土木工程建筑的条形基础中,当上部结构产生的重力荷载超过地基基础的抗压耐受限度,地基基础就会出现不规则沉降,增大基础断面。此外,基础埋深应根据建筑物的高度、体型、结构形式、地质情况和抗震设防烈度等因素综合考虑。如果地基基础分布不均匀,可以采取增设肋梁的方式,增强基础抗弯矩能力,以此有效抑制地基基础的不规则沉降。
        2.2独立基础设计
        独立基础设计的受力相对明确具体,和其他类型的基础设计相比可实施性更高,而且也比较便于施工,在工程实践中是较为常见的设计形式。正常情况下会选择框架或单层排架结构作为上部结构的承重方式,比较常用到阶梯、坡型和杯口基础等形式。
        2.3柱下条形基础和十字交叉基础的设计要点
        如果土木工程建筑所处区域的地基条件较差,或者产生的柱荷载较大,单纯采用独立基础形式根本无法满足整体建筑结构的承载负荷力要求。又由于施工现场预留的回旋空间有限,环境杂乱,无法扩大基础面积。所以在这种情况下,柱下条形基础是最佳选择。

柱下条形基础具有良好的刚度条件,可以避免地基基础发生不规则沉降。但是如果柱基础的荷载偏心距过大,条形基础的刚度条件也无法满足要求,自然也无法控制地基基础的不规则沉降。为保证柱下条形基础充分发挥实际作用,一般条形基础的梁截面高度高取柱距的1/4-1/8,条形基础的端部宜向外伸出,长度宜为第一跨距的0.25倍。如果地基基础的承载负荷力不足,或者柱基础承受的荷载力过大,则需扩大地基基础底面积,提升基础的承载负荷能力与抗形变能力。此时,十字交叉基础形式是最合适的选择。尽管十字交叉基础形式具有良好的空间刚度条件,但并不适用于所有土木工程建筑。为此,设计人员就要结合实际情况,在条件允许的情况下选择十字交叉基础形式。
        2.4桩基础普遍的设计方式
        (1)钻孔灌注桩设计。目前,钻孔灌注桩被较为广泛地应用到土木工程基础结构施工处理中,选择钻孔灌注桩设计在实际操作的过程中需要考虑后期实施操作的一些具体流程和要求,确保其可以在实际应用中发挥最大的作用,保证在后期的实施过程中可以按照相应的基础结构稳定性进行相对切实有效的处理。在实际的操作过程中,一定要严格确定好成桩区域和具体桩身的大小,保证钻孔灌木桩的实际应用可以符合整个工程对于基础结构设计的需要,并且可以最大程度上确保其整体结构的稳定性。(2)预应力管桩设计。现如今,预应力技术手段在我国的土木工程项目基础结构设计发展的过程中受到了极大的欢迎和认可,预应力技术手段的基础结构方面也发挥着较为重要的作用。因此,做好预应力管桩的设计工作尤为重要,保证预应力管桩设计可以发挥其最大的效果和作用。为了实现管桩设计的最优化,需要从各个方面进行完善。例如,一定要严格按照要求来设置预应力管桩的直径,其直径的确定一定要考虑整个基础结构的稳定性,确保其具有较强的使用性能,对于整个设计进行全面的考虑和分析,尽量避免各种不利因素的出现。对于预应力管桩的各个基础组成部分也要进行严格的检查和筛选。
        3合理设计土木工程建筑基础结构的方法
        3.1合理布置建筑总平面图
        在建筑总平面图设计时,设计人员还需考虑建筑物周边的具体情况。在土木工程建筑地基基础设计中,必须严格参照建筑抗震设计标准规范进行设计。在科技时代背景下,设计人员要结合工程地质、工程分类、基础等级合理运用设计软件创建建筑结构模型,综合分析基础结构的承载负荷能力,保障整体建筑结构的安全性。
        3.2保证建筑基础选型的合理性
        在建筑基础选型的过程中,需要对建筑所在区域的地形以及建筑外形设计等相关内容进行明确的了解和掌握,并通过与图纸内容的对比分析,准确掌握建筑结构的具体情况,并利用合理的计算方式实现建筑模型的构建,为设计工作的开展提供帮助。同时设计人员和施工相关人员应做深入的沟通,确保建筑基础选型,做好各方面协调工作,这样才能在实践中让建筑基础选型具有合理性和可操作性。
        结语
        综上所述,在土木工程建筑结构基础设计中,设计人员应明确设计标准规范与设计要点,采用合理的基础结构形式,保证整体土木工程建筑的安全性,以满足人们的基本需求,推动建筑行业的良好发展。
        参考文献
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