关键词:民用建筑;结构设计;基础设计
前言
随着社会经济的快速发展,建筑工程中民用建筑的数量和规模也在不断的增加和扩大,并且在生活质量还有生活水平提升的基础上,人们的思想意识也有了转变提高,越来越关注民用建筑的质量和安全性。万丈高楼从地起,地基基础设计的安全合理性在整个建筑工程的安全可靠中尤其重要。本文针对民用建筑结构设计中的基础设计展开分析探究。
1.民用建筑结构设计中基础设计影响因素
⑴地质条件
地质条件决定着基础设计的地基承载能力,并且地质条件的范畴涉及较广,还有诸多带有复杂性的影响因素,比如桩基穿越土层的情况包括了桩基穿越能力还有土层地下水分布特点等,必须要全面考虑要相关的因素才进行基础选型,并且在进行基础设计的时候要考虑到地下水位、持力层承载能力还有压缩模量等方面[1]。
⑵施工环境
人工环境和自然环境都属于施工环境,在实际的施工过程中会有多种多样的情况出现,所以在施工前期设计环节就要考虑到施工过程中可能会出现的问题,还有外界对于施工质量和施工进程的影响因素,只有设计具有全面性,才能确保基础设计具备稳定性和安全性[2]。
⑶上部结构
房屋建筑结构中重要组成中包括了上部结构,基础设计的高度、面积、埋深还有类型都会受到所选型的结构还有建筑高度以及上部结构刚度的影响,因此设计人员来进行基础设计的时候要考虑到这方面所带来的影响。
2.民用建筑设计中的基础设计
⑴选取基础埋置深度
为确保筏型和箱型的基础抗倾覆还有抗滑移具有稳定性,当高层建筑筏形或者箱型位于天然土质地基上的时候必须要设有埋置深度。伴随不断发展的城镇化,减少了建设使用土地,在高层建筑中通常有地下室的设计,可以使埋置深度要求得到满足,还增加了使用功能,对于软土地基建筑物来说还能提高整体的稳定性[3]。
在密集的城市居住地,新旧建筑物的距离较近时,或者当新建筑物的基础埋深高于原有建筑物的时候,原有建筑物的安全性或者使用情况会受到新建筑的影响,所以,在设计建筑结构的时候必须要确保新建筑物可以与原有建筑物保持合理的安全距离,以确保新旧建筑物的安全性和使用性能。根据新旧建筑物的地基承载力还有所出现的地基变形情况以及地基的稳定性来确定新旧建筑物所保持的安全距离。新建筑物的沉降量还有原有建筑的刚度都决定着新旧建筑物的安全距离大小,地基土的压缩性还有建筑物的荷载大小都影响到新建筑物的沉降量,原有建筑物的结构形式和地基土性质影响着原有建筑物的刚度[4]。
下图为基础埋置深度示意图。
⑵计算承载力
在建筑工程中有大量主裙楼一体结构,深度修正主体结构地基的承载力时,按照基础两侧超载的情况考虑位于基础底面以上的荷载,当基础宽度小于超载宽度两倍的时候,可以利用超载来进行土层厚度的折算,以当做基础埋深,要是基础两侧超载不等的时候,则取最小值。岩石地基的承载力要比土高很多,可以利用岩石地基载荷试验来进行确定,在取样试验完整或者较为完整的岩体的时候,地基承载力特征值的确定可以根据饱和单轴强度的标准值,乘以折减系数来进行计算确定[5]。
⑶设计桩基础
当软层土为上部土层的地基土的时候,并且建筑荷载较大的情况下,地基的变形要求还有强度要求已经不能通过浅基础来满足,所以桩基础就要有效通过利用下部较为坚硬的土层作为基础的持力层。承台和桩身这两个部分组成了桩基础,通过桩身还有桩尖将上部的结构荷载传到深层坚硬的地基上,为减少大量的土方开挖,提升施工效率,可以采用桩基础。桩基础还能承受较大的荷载,从而可以将建筑物所出现不均匀沉降的问题进行减少。
在设计桩基础的时候,要全面考虑到建筑工程的水文地质条件还有荷载特征情况以及上部结构类型,根据施工场地的实际情况来进行设计,才能确保桩基础的安全性与经济性。桩基的分类按承载性状可分为摩擦型桩和端承型桩;按成桩方法可以分为部分挤土桩、非挤土桩、挤土桩;按照桩径可以分为小直径的桩,还有中等直径的桩以及大直径的桩。桩基最小的中心距,还有桩端进入到持力层的深度都必须要与桩基规范要求相适应。
下图为桩基础设计示意图。
⑷设计箱形或筏形基础
在民用建筑基础设计时,要改善地基土承载力的不均匀问题,同时使地基基础的承载力符合高层建筑的要求,必须要做好箱形和筏形基础的设计。目前在高层建筑工程的基础设计中广泛使用到了平板式筏形基础,该基础便于施工,且有较高的承载力和整体刚度。在进行基础设计的时候要合理选取好基础高度还有最小配筋率,还要考虑到基础配筋指标会受到抗浮设计水位的影响问题。此外,筏形基础的厚度一般较大,混凝土体积大,属大体积混凝土的范畴,其温度裂缝问题很容易在实际的施工过程中出现,所以要设置温度后浇带来改善变形问题,设置的宽度一般为800mm—1000mm,浇筑后浇带混凝土需要在60天之后进行,才能有效解决所出现的裂缝问题。
结束语
通过上文对民用建筑结构设计中基础设计的分析和探究,我们知道基础设计会受到建设场地的水文地质、工程地质条件以及上部结构的影响,所以在实际进行基础设计的时候,设计人员必须要选取合理的基础埋置深度,计算出相应的地基承载力,考虑地基承载力和基础变形的要求,选取合理的、经济的地基基础形式以及施工工艺,确保基础设计的安全可靠。
参考文献 配图或者表
[1]李铁钢.民用建筑结构设计中的基础设计研究[J].住宅与房地产,2019,531(09):65.
[2]范登辉.建筑结构设计中的基础设计研究[J].工程技术研究,2017(9)
[3]王立芹.建筑结构设计中的基础研究[J].商情,2015:326.
[4]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)
[5]郭光辉,程旭.民用房建筑结构设计中的基础设计探讨[J].建材发展导向,2013,11(5):12-13.
论文作者:刘晨
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年5卷12期
论文发表时间:2019/12/5
标签:基础论文; 建筑物论文; 地基论文; 民用建筑论文; 结构设计论文; 承载力论文; 荷载论文; 《工程管理前沿》2019年5卷12期论文;