摘要：建筑物的结构设计不仅直接关系建设单位的经济效益，也密切关系到广大人民群众的切身利益。基础设计在建筑结构设计中是基础性工作，其影响建筑物的后续工作，关系到建筑物的整体质量，唯有搞好基础设计，才能把“质量是建筑的生命”落到实处，保证建筑质量。
关键词：建筑结构设计；基础设计
引言：在我国经济不断发展的今天，建筑项目也变得越来越多，建筑设计、施工质量等取得一定成绩。在建筑工程项目中，建筑结构设计是一个重点，其中基础设计更是重中之重，对整个工程施工进度、施工质量、工程造价等多方面具有重要意义，本文就建筑结构设计中的基础设计进行研究。
一、地基基础设计的重要性
地基基础是建筑物首先考虑和建造的部位，是一个建筑的根本和立足点。由于地基深埋土地中，地质情况复杂，变化较多，加上地下水的影响，使基础设计的不确定性加大，增加地基基础设计的难度。根据资料统计，一般地基基础的造价占整个土建造价的5％～6％之间，对埋深较深，地质情况复杂，需特殊处理的地基基础，其造价更可达10％以上。通过基础选型及支护方案的优化，可有效减少地基的混凝土用量，降低造价。设计过程中通过对不同基础形式方案的比较，择优而用，可产生较好的经济效益。
二、建筑在基础设计中应考虑的主要因素
建筑的基础设计是建筑结构设计的重要内容，其对保证建筑物的正常使用和安全至关重要。因此，基础设计时必须做到以下方面的要求。
（1）基底附加压力不超过地基承载力或桩基承载力；
（2）基础总沉降量和差异沉降量控制在允许限值内；
（3）适当考虑桩基的运用；
（4）预先估计到基础在施工过程中对毗邻房屋可能造成的影响；
（5）应当考虑综合经济效果，不仅考虑基础本身的用料和造价，还应考虑使用、施工条件和施工工期等因素对经济效果的影响。
三、建筑结构基础设计分析
3.1地基条件对基础受力状况的影响
基础受力状况还取决于地基土的压缩性及其分布的均匀性。当地基土不可压缩时，基础结构不仅不产生整体弯曲，局部弯曲亦很小；上部结构也不会因不均匀沉降产生次应力。实践中最常遇到的情况却是地基土有一定的可压缩性，且分布不均，基础弯矩分布就截然不同。基础与地基界面处往往显示出摩擦特征。由于土的强度有限，形成的摩擦力也有限，不会超过土的抗剪强度。孔隙水压力的变化，可能改变压缩过程中摩擦力的大小与分布。外荷载的分布和性质、基础的相对柔度以及土的蠕变等涉及时间变化的效应等都会影响界面条件。因此，应从完全光滑一直到完全粘着这两种极端情况之间来慎重估计界面摩擦的影响。
3.2房屋基础和上部结构设计基本要求
房屋基础结构和上部结构是房屋结构设计的主要内容。结构设计方法采用概率极限状态的设计理论。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆房屋上部结构是在满足结构自身重力恒载、人、家具、设备等荷载的竖向静力作用和风压力、地震力的水平荷载的动力作用下，结构应有的强度、刚度、稳定性问题。房屋静载作用一般由上向下传递，地震作用则是通过基础传给上部结构。为适应上部机构和下部地基条件，基础结构建筑物地下的部分对建筑整体具有重要影响。房屋建筑结构的设计是一项全面、系统性的工作，在结构设计的过程中要保证遵循四项基本的原则：整体上抓大放下、设置多道防线、刚柔相济协调、打通重要关节。按照这样的原则进行结构设计，对在结构设计过程中发现的问题及时反馈和研究，不断提高设计人员自身的结构设计水平。设计的结构在满足建筑物安全的同时，符合实际使用的要求。
由于建筑层数多，上部结构荷载很大，使其基础具有埋置深度大、材料用量多、施工周期长、工程造价高等特点。建筑设计时应满足要求概括起来有如下方面：
（1）地下结构满足建筑防水的要求；
（2）满足天然地基或复合地基承载力及桩基承载力的要求；
（3）基础的总沉降量和差异沉降量应满足规范规定的允许值；
（4）应综合考虑经济效益，不仅考虑基础本身的用料和造价，还应考虑土方、降水、施工条件和工期等因素。
3.3上部结构与基础和地基共同作用的概念及分析方法
上部结构与地基和基础三者是彼此不可分离的整体，每部分的工作性状都是三者共同作用的结果。共同作用分析，就是把上部结构、基础和地基看成是一个彼此协调工作的整体，在连接点和接触点上满足变形协调的条件下求解整个系统的变形与内力。在共同作用分析中，上部结构和基础通常是由梁、板组成，因此可采用有限单元法、有限条法、有限差分法或解析方法建立上部结构和基础的刚度矩阵，并利用变形协调条件与地基的刚度矩阵耦合起来。地基首先需确定采用何种地基模型：线弹性地基模型，非线弹性地基模型还是弹塑地基模型。然后建立地基的刚度矩阵。在共同作用分析中，可以根据实测结果把基础和上部结构的实际刚度进行共同作用分析，并考虑施工过程的影响，把结构荷载和刚度形成情况分别考虑来进行共同作用分析。
四、建筑基础设计中应注意的问题
4.1参与变形协调，减少不均匀沉降
基础结构介于上部结构与地基土之间，其刚度大小及其在平面上的分布，对调整不均匀沉降、减少整体和局部挠曲至关重要。如多、高层建筑中，当采用条形基础不能满足上部结构对地基承载力和变形的要求，或当建筑物要求基础具有足够刚度以调节不均匀沉降时，可采用筏型基础。筏型基础的平面尺寸，在地基土较均匀的条件下，基底平面形心宜与上部结构竖向永久荷载的重心重合。当不重合时，在荷载效应准永久组合下，宜通过调整基底面积使偏心距符合要求。
4.2保证荷载的可靠传递
基础结构应具有必要的强度和刚度，以保证将高层建筑上部结构作用于基础顶面的巨大竖向、水平向荷载与力矩，可靠地传给地基土或桩顶。
4.3内力分析中，应尽可能考虑基础结构与上部结构和地基土的共同作用
基础结构与上部结构和地基土三者之间的共同作用是客观存在的。在实际工程设计中往往不可能都做到，特别是地基模型及其参数的选取，对共同作用的结果影响甚大；但在构造和配筋上反映对共同作用结果的考虑，是完全可能和必要的。如在同一大面积整体筏型基础上建有多幢高层和低层建筑时，筒体下筏板厚度和配筋宜按上部结构、基础与地基土的共同作用的基础变形和基底反力计算确定。带裙房的高层建筑下的大面积整体筏型基础，其主楼下筏板的整体挠度值不应大于0.5‰，主楼与相邻的裙房柱的差异沉降不应大于1‰，裙房柱间的差异沉降不应大于2‰。
结束语：在进行建设结构设计时，加强基础设计的水平，对提高建筑的安全性及适用性意义重大。由于基础设计与工程造价具有必然联系，合理的设计也能在很大程度上降低工程造价的成本。
参考文献
[1]张玉娣，刘强一.浅析房屋建筑结构设计中的基础设计[J].黑龙江科技信息.2011（01）
[2]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（04）.
论文作者:谢建堂
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/26
标签：基础论文; 地基论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 荷载论文; 刚度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;