武汉市政工程设计研究院有限责任公司 湖北武汉
摘要：建筑基础作为其结构体系中非常重要的组成部分，越来越被业内人士所重视。因此在当前的建筑基础结构设计过程中，需要重视其强度和刚度，确保基础的稳定性和具有较好的抗变形能力，在具体设计时要对上部结构、基础和地基进行综合考虑，全面提高基础设计的合理性。
关键词：建筑；结构设计；基础设计
1基础选型和设计要点
1.1独立基础的选型以及设计
独立基础不仅造价相对较低，同时其适应性也相对较强而且抗震性能也较为突出。在实际设计的过程中必须以地基土的特点为基础，才能有效的降低因为地基的压缩而产生的不均匀沉降。就目前而言独立基础设计主要有阶形基础、坡形基础、杯形基础等不同的组合形式。
1.2桩基础及其设计
桩基础自身其承载力较强，适用于较为坚硬的土层下。在实际设计桩基础时，如果房屋建筑是框架式结构的话，会在基础中添加布桩进行桩基础支撑力的调整。箱形或筏型基础及设计。箱型或者是筏板型基础，适用于地基土层承载力不匀或高层建筑中。在设计中需注意整体弯曲力的有效降低。要将上部结构以及基础作为整体，采用共同作业分析法来加以设计。
1.3桩箱基础及设计
桩箱基础设计指的就是桩基础和箱型基础，由于其抗弯刚度相对较高且沉降量较小，所以其主要应用于软土地基中。桩箱基础，其设计的主要难点，就是进行布桩方式的选择，因为地基土层性质存在较大的差异，如果采用满堂布桩这种形式，就会导致各个桩体和桩顶反力较大的差异，再加上桩体受力部位的不均匀，如要确保基础承载力符合设计要求的话，就必须增加地板的厚度。
2建筑结构基础设计影响因素
2.1地质条件
针对建筑结构基础设计问题进行分析，可以确定最终设计结果如何，在很大程度上会受到地质条件影响，如果不能根据现场情况来选择可靠的措施处理，最后必定会对结构承载性能产生影响，而出现不均匀沉降等问题。现在建筑建设与土地资源之间的矛盾不断加剧，工程施工所面临的地质环境存在较大差异，尤其是现在城市基础设施更为完善，建筑结构基础设计施工所适用的技术工艺不同。就地质条件对建筑结构基础产生的影响，可以分为两个方面，即地基持力层与基础连接，作为承载建筑负荷的主要对象，在设计时必须要针对持力层承载能力、压缩模量以及土质特点等进行综合分析，掌握各项参数，作为结构设计依据。同时，还需要针对桩基穿越土层情况，对土层地下水分布特点以及桩基穿越能力等进行综合分析，保证基础选型的科学性与合理性。
2.2上部结构
为满足社会发展对建筑工程的需求，现在工程结构设计更为多样化，结构不同形式，以及地上建筑高度、墙体厚度等均影响着基础类型、截面积以及埋深等。上部结构为影响建筑结构基础设计的关键因素，要保证基础结构可以有效承载上部所有荷载，具有较强的稳定性与安全性。总结以往结构设计结果分析，可确定上部结构高度、类型以及墙体厚度等均会影响基础部分受力特点，然后反映到基础沉降、抗变形能力以及稳定性等方面，需要在设计阶段作为要点进行分析。
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2.3现场环境
为缓解工程建设与土地资源之间的矛盾，现在建筑工程在建设时，除了增加上部高度外，还不断加大地下空间的开发，使得基础深度持续增加，不仅会受到地下水和已存管线的影响，作业难度更大，同时也会因为现场环境的复杂性，导致基础结构设计需要关注的内容更多。为避免环境因素对设计结果产生的不良影响，应从自然环境与人工环境两个方面着手，提前做好现场勘查分析，将所有地质信息作为结构设计的依据，科学确定结构抗震等级，保证抗震缝设置数量与位置的有效性。同时，还应预测施工阶段可能会出现的问题，在前期设计阶段做好预防，综合现场各项条件，提高结构设计的科学性，尽量减少外部因素的干扰。
3房屋建筑结构设计中的基础设计
3.1根据地基承载力、变形和稳定性的验算确定基础埋深
（1）建筑物地基沉降变形由地基受力分析不仅与基底总压力P有关，还与基底处的自重压力Pc有关。基坑开挖的深度决定了Pc值的大小，因此基础埋置深度是影响地基变形的重要因素之一。当总压力P小于或等于自重压力Pc时，地基变形具有回弹再压缩的性质；当总压力P大于自重压力Pc时，地基变形进入正常固结压密阶段。浅基础Pc值小，基底回弹量小。高层建筑基础的埋深较大，基础宽度也较大，基坑回弹所导致的回弹再压缩变形不容忽视。（2）《箱筏规范》对箱基或筏基的基础埋置深度和荷载偏心都有相应要求。《箱筏规范》规定，在确定高层建筑的基础埋置深度时应考虑建筑物的高度、体型、地基土质、抗震设防烈度等因素，并应满足抗倾覆和抗滑移的要求。天然地基上的箱形和筏形基础，其埋深不宜小于建筑物高度的1/15，桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的1/18。建筑物的重心和基础平面的形心应尽量重合，当不能重合时偏心距e不宜大于0.1ρ（ρ=W/A，W-与偏心距方向一致的基础底面抵抗距m3；A-基础底面积m2）。
3.2根据上部结构对嵌固部位的要求选取嵌固端
（1）当单层地下室为箱形基础，上部结构为框架、剪力墙或框架一剪力墙结构时，上部结构的嵌固部位可取箱形基础的顶部。其原因是箱形基础有较多的相互联系的纵横墙，整体刚度较大，层间侧移刚度一般都大于其上部结构的层间侧移刚度，能保证建筑物在地震作用下，上部结构进入非弹性阶段时，基础结构始终能承受上部结构传来的竖向荷载并将其安全分布到地基上。（2）采用箱形基础的多层地下室及采用筏形基础的地下室，对于上部结构为框架、剪力墙或框架一剪力墙结构的多层地下室，当地下室的层间侧移刚度大于等于上部结构层间侧移刚度的1.5倍时，地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位，否则认为上部结构嵌固在箱基或筏基的顶部。对于筏形基础及多层箱形基础，上部结构的嵌固部位取决于地下室侧移刚度的大小。
3.3轴向形变控制
由于低层建筑结构其轴力项影响较小，因此在设计时只需要考虑弯矩项即可，而不需要考虑剪切项。但高层建筑结构则不同，其不仅层数较多而且垂直高度大，轴力值相对也较大，随着高度积累，其轴向变形也较为显著，这必然会造成高层建筑结构分布与内力数值发生较大的变化。因此在进行高层建筑结构设计过程中，需要考虑轴向变形所带来的影响。当结构完成后，结构所受到的竖向荷载通常都是逐层施加，即在施工过程中轴向压缩变形即已分阶段完成。因此在考虑轴向变形的分层施加竖向荷载这一因素时，不能按一次加载，这样会造成计算结果的不合理性。另外，当楼层逐渐增加时，高层建筑结构的侧向变形也会在水平荷载的作用下快速增大。
结论
对建筑工程结构基础设计进行分析，需要确定工程设计要点与控制要求，根据实际情况，选择最适合的结构形式，然后基于以往经验，做好设计过程的控制，落实专业原则，控制好各要点，减少各类问题的发生，从根本上来提高工程建设效果。
参考文献
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论文作者:方忠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/30
标签：基础论文; 结构论文; 地基论文; 结构设计论文; 刚度论文; 建筑结构论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;