天津大学建筑设计研究院 天津市 300073
摘要:基础设计房屋建筑结构设计的重要的组成部分,与房屋建筑结构设计的质量息息相关,房屋建筑结构设计中的基础设计是一项复杂、系统的工作,涉及的因素较多,所以在具体的设计过程中,应充分考虑各项因素,注重细节设计,保证房屋建筑结构质量以及安全,充分发挥房屋建筑的功能,满足人们对房屋建筑工程的需求,进而促进我国房屋建筑工程的不断发展。
关键词:基础设计;房建结构设计;应用
我国经济发展速度正在不断加快,人们生活水平得到了显著的提升,城市化发展速度也不断加快,越来越多的建筑物如雨后春笋般建设出来。房建是建筑形式中重要的内容,与人民生活息息相关,房建结构设计不仅关系到建筑物安全,也关系到建筑功能。人们生活水平提高,在选择房屋过程中,对房屋质量、性能、外观都提出更高的要求,这也预示着房屋建筑结构设计在朝着新的方向发展,越来越多先进的技术运用到实际生活中。同时,很多新型环保的建筑材料运用到房屋建筑结构中,有效的提升了房屋建筑的适用性、安全性,房建结构也必须朝着经济、实用、可靠的方向发展。基础设计是房间结构设计的关键,加强对基础设计在房建结构设计中应用的研究具有十分现实的意义。
1建筑结构设计中基础设计的重要性
建筑结构的基本设计与建筑工程的安全性有关。因此,在建筑工程基础设施的设计中,有必要选择正确的类型,加强设计的合理性,最大限度地提高建筑工程的安全系数。基础设计在整个建筑结构设计中十分重要,基础设计出现问题将对整个建筑结构造成很大的影响。如果建筑物的基础不稳定或者承载能力低,就将会直接影响建筑工程后期的施工和使用情况,容易导致建筑物发现沉降或者开裂的现象,影响整个工程的质量,所以在建筑工程结构设计中需要加强对建筑结构中基础结构的设计。
2房建结构基础设计中存在的几点问题
2.1没有详细的地质勘察
在任何工程设计前,必须对施工现场进行全面的勘察工作,而地质勘察是最主要的内容。通过有效的地质勘察,能够确定工程需要的施工材料、工程条件,当然也必须对地质状况进行全面勘察。地质勘察人员必须到现场进行有效的勘察,将勘察的信息记录下来,为今后工程设计、施工等方面提供便利。但是,目前很多房建结构基础设计前,没有严格按照要求对现场地质进行勘察,仅仅按照过去的数据对建筑条件、环境进行分析判断,导致了在具体设计方案与实际地质条件相违背,不适应实地的地质环境,没有考虑当前实际情况下,导致这种设计方案实施难度较大,也无法保证房屋建筑整体的质量,给房建工程埋下安全与质量隐患。
2.2施工环境问题
通常状况下,将施工环境分为自然环境与人工环境。一方面是自然环境,包括自然气候温度变化、自然灾害等影响因素。例如在出现低温状况时,钢筋混凝土会出现开裂现象;当发生地震等自然灾害时,房屋建筑会出现裂缝甚至倒塌。而目前建筑施工方却很少能够对于自然环境变化采取适当的应对措施,只能在意外发生后进行后续修补工作,往往收效甚微;另一方面是人工环境,在施工现场大型设备操作过程中难以避免会产生振动,基础的稳定性便会受到影响而会动摇。在打桩的过程中,桩基入土后会将土向周围挤压,造成对周围土层施压,进而影响到周围地下管线的排布,改变房屋建筑基础的受力情况,造成难以预估的联动效应。
2.3房建结构基础设计图纸不够完善
房建结构基础设计中涉及到方方面面的内容,在准备阶段工作完成后,结合房屋整体结构,实施有效的基础设计,设计过程中相关绘图,形成具体的设计图纸。这一设计图纸能够为今后施工企业施工提供必要的基础。然而,现阶段房建结构基础设计过程中,设计图纸绘制过程中不够完善,也面临各种问题,主要体现在剖面图、平面布置图以及结构详图上。房建工程平面布置图设置中,项目理念、格局等都不够完善,导致很多专业图纸有所区别,工程具体建设也无从下手。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆很多基础设计周期明显较短,加上目前建筑基础形式多样化、个性化,增加施工难度,在工程详图分析过程中,存在信息误差、设计与操作规格不统一等问题,增加操作难度系数,对工程工期、质量都造成影响。
3房屋建筑结构设计中基础设计重点内容
3.1独立型基础
可供现代房屋工程选用的基础形式类型极为丰富,独立型的基础形式可以被用于多种房屋结构中,常见的独立型基础为柔性基础和刚性基础,在构建柱下位置的基础结构时,一般会在这两种基础形式之中做出选择。基础断面的形状包括矩形以及方形,在选择时要以柱部件的荷载偏心距数值为准,如果柱距数值偏大,独立基础能够展现出更高的性价比,框架房屋体系也给独立基础提供了良好条件。
3.2保证承重柱截面设计合理
基础设计过程中,必须对承重柱高度进行有效设计,保证其符合工程设计施工的要求,避免梁柱结构刚度过大,保证梁柱和梁柱之间存在一定的作用力。如果承重柱设计过低,梁柱受力会增加,梁柱所能承受的抗压能力也会被削弱,导致工程中出现开裂问题,对房屋建筑结构安全造成威胁,影响建筑物整体使用年限。在自然灾害发生时,会严重破坏房屋结构,对使用者生命安全带来不可挽回的损失。因此,必须根据工程实际情况,根据地质勘察的报告结果,合理设计承重柱截面尺寸、高度等一系列参数。
3.3箱形或阀型基础及设计要点
一般情况下,高层建筑建设过程中,对地基基础承载力具有较高的要求,适合采用箱形或者阀型基础,与此同时在地基承载力不均匀情况下,也可以采用箱形或者阀板型基础。在房屋建筑设计过程中,如果设有地下室,可以采用阀板基础,这主要是因为阀型基础一方面可以作为地下室地面,另一方面充分发挥地基的作用,在箱形基础以及阀型基础设计过程中,基础整体弯曲应力的降低,是设计人员的设计难点,所以在具体设计过程中,对于上部结构和基础,可以将其看作一个整体,设计时,采用共同做分析法比较合适。另外对于箱形基础和阀型基础设计过程中,主要采用的是大体积混凝土,容易受环境的影响,在施工中容易产生裂缝,所以还应通过设置伸缩缝,一般情况下,对于伸缩缝,宽度应在20-30mm之间。
3.4构造柱设计
砖混房屋结构设计中,构造柱对建筑墙体的抗剪能力有所优化,同时可与圈梁结合,形成一定的砌体约束。该设计形式可充分对墙体裂缝进行限制处理,保证纵向承载作用不变,整体结构具有高效抗震效果。设计人员应对于承重梁柱提高设计水平,当遇到承重梁载荷过小时,可在其承重结构下部设置构造柱予以加强。
3.5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。
3.6其他类型的结构基础
在柱荷载或者地基条件恶劣而不能采独立基础的时候,柱下条形基础是相对不错的选择。它的刚度较大,能够调整沉降的均匀度,不过柱间距较大时这种设计则不可以采用,因此,采用这种设计要在柱间距不能过大的前提下。十字交叉基础比较适合地基的承载力比较小但柱荷载却比较大的时候,它能够较好的完成目标。不过虽然它的空间刚性较大但不能随意的使用。
结论
房屋建筑是建筑行业重要的类型,与人们生活具有密切关系。在房建结构设计过程中,必须重视基础设计工作,坚持有效的设计原则,根据实际需要和情况,选择合适的基础类型,同时针对目前基础设计中出现的问题,合理安排与调配,优化基础设计方案,为房建结构设计提供有力保障。
参考文献:
[1]冯迪华.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究[J].报刊荟萃.2017,22(2):54-55.
[2]赵玲.结构设计优化技术在房建结构中的运用[J].住宅与房地产,2018(05):83.
论文作者:窦金楠
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第19期
论文发表时间:2019/4/12
标签:基础论文; 结构设计论文; 过程中论文; 梁柱论文; 结构论文; 建筑结构论文; 房屋建筑论文; 《建筑细部》2018年第19期论文;