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摘要:基础设计作为建筑结构结构设计中至关重要的组成部分,直接关系到整个建筑的质量。但是,在实际设计过程中,受诸多因素的影响,导致设计存在着不足,从而使建筑工程受到影响。因此,在结构设计时,加强房屋建筑结构设计中基础设计的水平极具现实意义。
关键词:房屋建筑结构设计;基础设计
一、房屋建筑基础设计的要求
1、高层建筑
目前我国城市建筑中主要以高层建筑为主,由于高层建筑具有自身的特点,垂直高度大,上部结构荷载较大,需要较大的基础埋置深度,总体工程造价较高,这就需要在高层建筑结构设计时应该严格按照相关规范规定的允许值来对基础总沉降量和差异沉降量的设计,确保地基和桩基具有较好的承载力,满足施工标准的要求。
2、多层建筑
多层建筑多为砌体结构,在对其结构进行设计时需要做好抗震设计,确保能够有效的满足抗震设计的规范要求。这就需要在设计过程中,对横墙承重或是纵横墙共同承重的结构体系进行优先考虑,同时在布置纵横墙时,尽可以做到均匀的对称性,同时在做到沿平面对齐,沿竖向面上下做到连续性。
二、房屋建筑结构设计过程中需要遵循的原则
房屋建筑结构设计作为房屋建筑工程极为重要的部分,在设计过程中需要设计人员遵循一定的设计原则。首先,需要从房屋建筑工程的整体着手进行设计,及时有效的与业主进行沟通,使所设计出来的房屋建筑结构能够更好的符合主观和客观方面的需要;其次,设计人员在进行房屋建筑结构设计时需要有提前量。目前在我国房屋建筑工程结构设计时更多的是将设计的重点放在地基、基础和上部结构的构件上,这就导致结构设计过程中存在一些问题,使基础设计与房屋建筑工程的实际情况存在着不相符的情况,这会对后期的施工带来较大的影响。所以设计人员需要在设计时有一定的提前量,在设计过程中注重与实际情况的良好结合。
三、影响房屋建筑结构基础设计的因素
1、地质条件
地质条件是影响房屋建筑结构基础设计主要因素之一,基础设计的承载能力受地质条件影响很多,地质条件中地基持力层以及桩基穿越土层的情况,对基础设计影响最大,在具体设计过程中,应充分考虑这两项因素。地基持力层与基础相接的土层部分承受了房屋建筑主要负荷,所以在房屋建筑基础设计过程中,应充分考虑持力层土质特点,持力层承载能力以及压缩模量等等,同时对于桩基穿越土层的情况,在基础设计过程中,一方面要充分考虑土层中地下水分布特点,另一方面要充分考虑桩基穿越能力,以此保证房屋建筑结构设计中基础设计的科学性以及合理性。
2、施工环境
在房屋建筑结构设计中基础设计过程中,还受施工环境的影响,施工环境主要包括两个方面,一方面为自然环境,另一方面为人工环境。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在基础设计过程中,对于自然环境,需要考虑的是环境温度、抗震等级,则主要是因为房屋建筑的基础主要采用的是钢筋混凝土,温度过高或者过低,都会对基础的质量造成不利影响,而且对于抗震等级的确定,决定是否需要设置抗震缝,决定抗震缝的数量以及位置。对于人工环境,应影响因素主要包括以下几个方面:建筑施工过程中产生的针对基础造成的不利影响;桩基入土后会对周围土层造成一定的不利影响。因此在具体设计过程中,应综合考虑施工环境的问题,应采取科学、合理的措施,减少对房屋建筑结构中基础设计的不利影响。
四、房屋建筑常用的几种基础设计
1、墙下条形基础结构的设计
在通常情况下,在对房屋建筑进行基础结构的设计过程中,墙下条形结构的基础设计被广泛地应用于房屋建筑的设计中,在墙下条形结构设计的种类中,比较常用的是混凝土强性基础结构和钢筋混凝土软性基础结构,混凝土强性基础结构具有较高的硬度.可以抵制外界的强大压力。但是,由于其硬度比较大,去伸展性和抗剪性能比较差,可以运用在那些不是特别高的建筑中。
2、独立基础
独立基础一般包括两种,一种是刚性基础,另一种是柔性基础,这两种独立基础大多用在柱下基础,柱距如果过大,一般会选择独立基础,选择独立基础还更具经济性。如果需要将基础整体性增强即可选择合适的拉梁来拉结,这样的方式一方面可以提升独立基础的抗震力,另一方面还能使其更适应地基变形。在多层建筑中地基的承载力如果相对高一些,则其变形会较小,同时荷载及柱网分布会相对均匀一些,比较适合选择这种基础结构。现在建造的一些民用建筑中,对该基础结构的选择较多,既可满足承载力,又能减少建筑成本,一举多得。
3、钢筋混凝土筏板基础结构设计
房屋建筑的钢筋混凝土筏板基础结构又可以成为筏板结构或者筏板型的结构.是将建筑柱下的独立基础结构或者条形基础结构连接在一起,在建筑下面进行底板的浇注。钢筋混凝土筏板基础结构主要是由底板和梁两个部分组成。当房屋建筑的承载力不足的时候,地基比较软弱,常常使用栓来做底板,使建筑能够承受自身较强的负荷,使结构形成筏基,这种结构的综合性能是比较稳定的,能够有效地防止房屋建筑产生沉降的问题。
4、柱下条形基础及十字交叉基础
当地基承载力较低而柱荷载又较大时,或地基变形和柱荷载的分布在两个方向都不均匀时,一方面要求扩大基础底面积,以满足承载和地基变形的要求,同时又要求基础具有较大刚度,来调整不均匀沉降,这时可考虑设置十字交叉基础。其具有较大的空间刚度,是一种较好的基础形式,但一般只有当条形基础不能满足要求时,才采用十字交叉基础。
5、桩基础结构设计
桩基础结构是通过对桩基的连接使其成为一个承台,如果桩基的整体都被埋到土中,就被称为低承台的桩基。如果桩基的绝大部分在地表以上.则被称为高承台的桩基。桩基础结构被广泛应用于高层的房屋建筑中,采用桩基础的房屋建筑具有较好的防震能力,具有极好的稳定性。
五、影响房屋建筑结构基础设计的因素
1、环境温度对建筑结构的影响
在进行建筑结构设计时,还需要对混凝土基础产生影响因素予以考量,比如周边环境温度等。我们常见的混凝土基础出现裂缝,其主要原因就是由于环境温度不适宜造成的。比如,保温层失去作用、暴雨或者温度骤降等,都会在混凝土表现与周边环境之间造成温差,由于其应力时间较短,很容易导致混凝土表面出现裂纹。因此,伸缩缝的设置极为关键。而在伸缩缝设置上,必须按照设计标准进行,不能贪图施工或者设计上的便利将其用后浇带予以替换。同时,在设计中要时刻关注环境温度可能对建筑结构造成的影响,对其进行精准计算后来确定伸缩缝的设定标准,以符合环境要求。在设计方案编制上,对于伸缩缝的要求明确说明,必须选择适合的填充材料及制定切实可行的安装方案。对于建筑物的顶层保温及隔热也需要采取有效措施,可使用温度筋的办法,在受温度影响较大的位置予以配置。
2、地质因素对地基与基础设计的影响
首先,应结合实际勘测及地质检测资料,对现场实际地质构造及地震情况等予以分析及了解,将获得的环境及气候数据等引入设计中,并以此为基础进行基础设计,尽可能将各种因素可能产生的影响降至最低;第二,由于地基土质较差,在使用换土垫层方式予以处理时,必须结合当地地质勘查情况,对土层厚度及其构造予以了解,以便对垫土厚度进行精准计算,在其厚度及宽度上,要满足经济性及安全性要求。
结语
房屋建筑结构设计中的基础设计是一项较为系统复杂的工作,设计人员要不断地探索与发现,既要立足于建筑物整体,把握好关键部位、关键环节的设计,又要注重细节的考虑,掌握科学的设计理念,从而打造出科学合理的基础结构设计,进而提升建筑物的整体设计质量,维护居民安全。
参考文献
[1]刘建鑫.高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J].山西建筑,2011(4).
[2]李剑波.建筑结构设计中的异形柱节点受力特点分析[J].价值工程,2011(1).
论文作者:何召鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/12
标签:基础论文; 结构论文; 房屋建筑论文; 结构设计论文; 桩基论文; 过程中论文; 地基论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;