探析民用建筑结构设计中的基础设计论文_赵莹

探析民用建筑结构设计中的基础设计论文_赵莹

天津建工集团建筑设计有限公司 300384

摘要:随着我国经济的不断提升,人们的生活水平得到了快速的提高,因此对于民房建筑质量以及复杂程度的要求变得越来越高。同时,民房建筑结构的基础设计也需要不断提升。民房建筑设计当中的基础设计和房屋建筑的耐久性以及安全性之间的关系十分密切,此外基础设计还会对民房的建筑质量产生直接的影响,因此工作人员需要重视民房建筑结构的基础设计,找到最合适的设计方案。本文针对民房建筑结构当中的基础设计影响因素存在的问题进行的详细的分析和总结,找到了相关的解决措施,希望可以对民房建筑的施工设计起到一定的帮助作用。本文主要针对民用建筑结构设计中的基础设计进行简要分析。

关键词:民用建筑;结构设计;基础设计

1民用建筑结构设计的原则

1.1经济原则,一般建筑行业的投资巨大,任何投资风险将直接影响经济效益,因此,结构设计中,应避免各种因素的影响,把投资风险降到最低,保证施工质量。

1.2适用原则,考虑实际现场施工环境、施工条件和自然因素,建筑结构设计中要因地制宜,尽量按照适用的原则,以确保设计方案与实际要求相一致,以方便施工顺利实施。

1.3安全原则,安全问题主要包括施工现场的安全和建筑物的安全,特别要注意抗震设计中,为了提高建筑的安全性,在设计时应提高建筑物的抗震能力。

1.4美观原则,人们对生活质量和环境的要求越来越高,因此,在设计的过程中,既要考虑建筑的功能,又要考虑建筑的外观,进而有效满足人们的审美需求。

1.5便于施工原则,对于不同的建筑设计,必须考虑施工现场的环境,以及施工设计所需的技术,与地质等有关,简化施工工艺,减少施工要求,从而提高工作效率。

2民用建筑结构设计的主要流程

2.1提出建筑结构设计方案

设计人员根据施工要求,仔细分析相关数据,综合考虑施工中的各种因素,建立合理的结构设计方案。

2.2优化设计方案

建筑结构设计中,及时与施工方沟通,一些不符合要求的地方及时修正,同时考虑建设的建议将风险降到最低,综合考虑各种因素及可能出现的问题,并提出相应的解决方案,力求得到完善的建筑结构设计。

2.3设计施工图纸

在制定建筑结构设计方案后,接着进行施工图纸的设计,根据相关数据分析,同时要遵循一定的原则,按照相关要求,对建筑的功能要求,根据建筑结构设计的设计方案,绘制合理的施工图纸。

3民用建筑设计中基础设计的影响因素

3.1地质条件

基础设计的承载能力取决于地质条件,而地质条件涉及较广的范畴和诸多复杂的因素,尤其是桩基穿越土层情况和地基持力层特点。其中桩基穿越土层的情况涵盖桩基穿越能力、土层地下水分布特点等,在基础选型过程中应该认真分析这些因素。而地基持力层与基础相接,主要是对上部荷载加以承受,因此在设计基础的过程中需要考虑持力层的承载能力、压缩模量、地下水位等。

3.2施工环境

施工环境涉及人工环境和自然环境,其中人工环境的影响为:在房屋建筑施工环节,往往会出现各种振动,这就需要在设计之初充分考虑到这些情况,有效保证基础的稳定性。

3.3上部结构

上部结构是房屋建筑结构中的重要组成部分,其结构选型、建筑高度、上部刚度等都将对基础的高度、面积、埋深、类型等产生影响,在基础设计环节应该充分考虑上部结构的影响。通常上部结构在墙体厚度、高度、类型等方面的不同,往往会使房屋荷载在基础分布特点方面也有所不同,继而影响到基础的承载能力、稳定性、沉降等。

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4民用建筑设计中的基础设计措施

4.1基础的埋置深度的选取

位于天然土质地基上的高层建筑筏形或箱形基础应有适当的埋置深度,以保证筏形和箱形基础的抗倾覆和抗滑移稳定性,否则可能导致严重后果;随着我国城镇化进程,建设土地紧张,高层建筑设地下室,不仅满足埋置深度要求,还增加使用功能,对软土地基还能提高建筑物的整体稳定性,所以一般情况下高层建筑宜设地下室。在城市居住密集的地方往往新旧建筑物距离较近,当新建建筑物与原有建筑物距离较近,尤其是新建建筑物基础埋深大于原有建筑物时,新建建筑物会对原有建筑物产生影响,甚至会危及原有建筑物的安全或正常使用。为了避免新建建筑物对原有建筑物的影响,设计时应考虑与原有建筑物保持一定的安全距离,该安全距离应通过分析新旧建筑物的地基承载力、地基变形和地基稳定性来确定。通常决定建筑物相邻影响距离大小的因素,主要有新建建筑物的沉降量和原有建筑物的刚度等。新建建筑物的沉降量与地基土的压缩性、建筑物的荷载大小有关,而原有建筑物的刚度则与其结构形式、长高比以及地基土的性质有关。

4.2承载力计算

目前建筑工程大量存在着主裙楼一体的结构,对于主体结构地基承载力的深度修正,宜将基础底面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,取小值。岩石地基的承载力一般较土高得多,可用岩石地基载荷试验确定。对完整、较完整和较破碎的岩体可以取样试验时,可以根据饱和单轴抗压强度标准值,乘以折减系数确定地基承载力特征值。

4.3桩基础设计

当地基土上部土层为软土层,且建筑荷载很大,采用浅基础已不能满足地基变形和强度的要求时,就要利用下部较坚硬的土层作基础的持力层从而做成桩基础。桩基础由承台和桩身两部分组成,其作用是将上部分结构的荷载通过桩身与桩尖传至深层较坚硬的地基上。采用桩基础避免深基础施工大量土方开挖,省时省力。同时桩基础能承受较大的荷载,可有效减小建筑物不均匀沉降。桩基础的设计和施工应综合考虑工程与水文地质条件、上部结构类型及荷载特征情况,重视工程地方经验,方能使桩基础经济安全。桩基础的基桩按承载性状分为摩擦型桩和端承型桩;按成桩方法分为非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩;按桩径分为小直径桩、中等直径桩、大直径桩。基桩的最小中心距、桩端进入持力层深度等应符合相应桩基规范的要求。应重视桩基工程的质量检查和验收。

4.4箱形或筏型基础设计

箱形或筏板形基础主要用于地基土承载力不均匀以及高层建筑等对地基基础承载力要求高的场合。目前带柱帽的平板式筏板基础在工程中有较广泛应用,有施工方便、承载能力强、整体性好等优点。基础设计时应重视基础的高度选取、最小配筋率的选取,合理考虑抗浮设计水位对基础配筋等指标的影响。另外,箱形基础和筏形基础属于大体积混凝土,施工中容易出现温度裂缝,因此在设计时要予以充分考虑,通过设置后浇带来减小由于温度变化导致的变形,宽度一般设置为800mm-1000mm,后浇带混凝土宜在45d后浇筑。

4.5无筋扩展基础和扩展基础设计

无筋扩展基础是指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的,且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。无筋扩展基础有成本较低、施工速度快等优点,多适用于多层民用建筑和轻型厂房。设计中应重视无筋扩展基础台阶高宽比的允许值。

扩展基础有适用范围较广、布置灵活、施工方便等优点。扩展基础混凝土强度等级不应低于C20,受力钢筋的最小配筋率不应小于0.15%。基礎的垫层厚度不应小于70mm,混凝土强度等级不宜小于C10。钢筋混凝土柱子和剪力墙受力钢筋在基础内的锚固长度应符合相应规范规定,抗震时应取抗震锚固长度。设计中应重视基础的冲切、剪切、局部受压等计算,经济合理的确定基础高度和基础面积。

5结束语

综上所述,民房结构的基础设计不但非常复杂,还会对建筑结构的整体质量产生影响。因此,设计人员需要做好基础设计,才可以确保民房建筑的安全性。作为一名设计人员,不但需要从思想上重视设计,还需要不断的进行探索,充分考虑各种会对基础设计产生影响的因素,提民房建筑的设计质量。民房建筑结构设计属于动态的复杂工作,因此针对不同的地质条件,需要进行相应的设计,因此设计人员需要在实践当中不断的探索。

参考文献

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论文作者:赵莹

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期

论文发表时间:2018/3/12

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