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摘要:当前,人们的住房理念日益革新,对工程建设及房屋建筑结构设计提出了越来越高的要求。传统的基础设计形式已经无法满足人们的住房需求。近年来,建筑市场竞争日益激烈,工程建设成本也相对较高。基础设计是房屋建筑结构设计中的核心环节,直接关乎房屋建筑的成本及安全问题。项目负责人和设计人员要依据具体工程背景,对基础设计过程进行严格控制,使房屋建筑更加安全、舒适,提高建筑行业的市场竞争力,推进其全面发展。
关键词:民用建筑;结构设计;基础设计
1房屋建筑基础设计影响因素
1.1上部结构
所有建筑均由上部结构与地基基础两部分构成,民用房屋建筑也是如此,上部结构与地基基础结构可相互作用、协调。上部结构运行稳定性及安全性,不仅受到其受力构件质量、强度的影响,同时也将受其地基基础变形情况的影响。在设计地基基础时,也需充分研究民用建筑上部结构刚度(不同上部结构对地基基础变形适应能力均不相同),为保证民用建筑设计、建设质量,设计人员需充分掌握建筑上部结构刚度特征并科学设计其地基基础。
1.2地质条件
设计人员在进行结构设计过程中一定要对建筑所处的地质条件进行充分地调查和勘查,掌握必要的精确资料,对于民用建筑的地形、地质条件以及周边建筑物、给排水、供电等情况进行详细的勘察,从而确定最适合的地基方案和基础构造设计。在设计中尽可能选择良好的天然地基和适合的施工方式,要经济合理,必须在特殊地形上建造的建筑,无法满足设计要求的,就要针对实际情况对地基进行处理,提高地基的稳定性和强度,减少后期地基变形。建筑地基不得出现滑动变形,土层内部存在抗剪强度差的滑动面的,会沿滑动面产生一定的位移、滑坡现象,在选择建筑地基时,要尽可能避免出现滑坡。
1.3施工环境
高层或大型建筑物的基础设计中,由于天然地基满足不了承载力和沉降量的设计要求,常常采用桩基础。在城市建筑物密集的地方,沉桩作业引起的环境危害明显增多。桩施工对周围环境的影响直接影响到工程质量、进度、安全、造价,甚至影响到企业经营和社会形象,特别是打桩施工对周围环境产生的噪音、振动和挤土等方面的不良影响,有时会造成无法挽回的损失。在建设新建筑物的同时,又不影响原有建筑的正常使用,这就要求我们对桩基施工产生的危害进行分析并采取经济合理的预防措施。
2民用建筑结构基础设计要点
2.1独立基础设计
独立基础由于其成本较低,良好的适应性和抗震能力,在房屋建筑的基础设计中具有广泛的应用。在独立基础的设计中,要充分考虑到地基土的特点。如果地基土的压实密度较小、压缩性较弱,就应当设计为柔性基础。独立基础可采用阶形基础、坡形基础、杯形基础中的一种或几种的组合,以适应具体的实际情况。独立基础一般设置于承重的柱下,与现浇混凝土柱整体浇筑。
2.2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。
2.3合理选择桩长和桩型
设计者在结构设计过程中以长细比来控制桩长和桩型,会造成工程桩的不必要浪费,而长细比的现值是为了保证桩身的稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为在遇到较为坚硬的持力层时,桩身过于细长就会破坏其稳定性,桩身应力会不断向下衰减,随着荷载加大产生沉降,不会影响到其稳定性,所以在设计过程中一般不考虑长细比限制,高层建筑超长桩和长桩的应用非常广泛,长细比限制了长桩的使用,由于根据我国的实际情况,仍然没有发现质量正常的桩在使用过程中出现失稳的案例,因此可以不必涉及长细比限制。但桩身强度控制设计仍应慎重对待,根据相关规范来测定桩身所受压力。
2.4重视基础刚度、柔度
现阶段,在设计建筑基础时,设计人员需依据结构力学或弹性力学进行设计,其设计质量较高。钢混框架对基础设计、基础承载力要求较高,若基础承载力不能满足设计要求,建筑可能出现下沉问题。因而,在设计基础时需详细分析建筑上部结构刚度、柔度要求,如此才可保证建筑施工质量。
2.5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。
2.6桩基础
桩基础是房建施工中重要的形式,其具有承载力高、沉降量较小的优势,大多数房屋建筑必须尽可能适用浅基础,当无法满足地基强度、变形要求是,通过桩基础。具体来说,房建基础设计中,选择桩基础通常包括以下几种情形:
第一,如果房屋建筑物上部结构荷载较大,同时建筑施工现场存在软土地基,下部具有能够作为桩端持力层土层时,可以选择桩基础作为房间结构基础设计形式;第二,如果房屋建筑地基浅层基础存在较大沉降,即使进行有效的软基处理,也无法满足建筑沉降需求,满足不了建筑承载力需求,这时可以采用桩基础形式;第三,当建筑物自身重量较重,尽管地基具有较强承载能力,但对于沉降控制具有较高要求,不均匀发生较大沉降,则也可以选择使用桩基础形式;第四,若地基土层较薄,土质相对较差,例如条形基础,土方量较大,则可以选择采用灌注桩、钻孔桩等。
2.7合理设计承重柱截面高度
在民用建筑中承重柱的高度是结构设计的基础设计,要满足承重柱规范要求,就要减轻梁柱结构刚度。由于民用建筑梁柱间一般有一定的作用力关系,承重柱高度设计较小时就会加大受力,降低了梁柱的抗压能力,影响到整体结构的安全性以及整体结构的使用性能和使用寿命。因此,一定要合理设计承重柱的截面高度,根据需要承受的力来确定承重柱高度。
结论
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:刘辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年21期
论文发表时间:2020/2/27
标签:基础论文; 建筑物论文; 地基论文; 结构论文; 建筑论文; 房屋建筑论文; 承载力论文; 《建筑学研究前沿》2019年21期论文;