土木工程建筑结构基础的设计分析论文_胡岚

土木工程建筑结构基础的设计分析论文_胡岚

长沙有色冶金设计研究院有限公司 湖南 长沙 410001

摘要:地基基础的设计是否科学合理直接影响到房屋建筑的质量和安全程度,因此做好基础设计是房屋建筑结构设计中的重点。本文首先介绍了基础设计要求,最后提出建筑基础设计要点,希望能够提供参考。

关键词:土木工程;建筑结构;基础设计

引言

基础作为房屋建筑的地下部分,其设计是否科学和合理对于房屋建筑整体的安全性、适用性和耐久性都有着较为深远的影响,若基础设计不当,可能导致房屋建筑的不均匀沉降,严重的甚至导致建筑物的倒塌,同时设计方案也决定着基础选型以及后续施工的合理性和经济性,可见做好基础设计是房屋建筑结构设计中的重中之重。

1建筑基础设计要求

1.1高层建筑

高层建筑是当前我国城市建筑的主流模式。它的垂直高度和上部结构荷载比较大,对基础埋置深度具有较高要求,对结构安全性也有较高的要求。设计人员要结合高层建筑的结构设计诉求,在具体的建筑工程施工背景下,对基础总沉降量和差异沉降量进行有效控制,提高地基和桩基承载力,达到良好的设计效果。同时,也要对设计过程中的耗材、降水、工期等指标进行全面考虑,提高基础的综合设计质量,有效控制工程成本。

1.2多层建筑

多层建筑以混凝土框架结构为主,对抗震设计要求比较高。设计人员要结合具体设计要求,对建筑物的结构体系进行综合考量,尽量做到纵向横向的均匀布置,实现其对称性和连续性。注重多层建筑结构设计过程中的规则性。如果结构比较复杂,需要立足于建筑的整体布局,对防震缝进行科学合理的设置,并在它的两侧进行均匀分割,形成相对规则的体型。

2土木工程建筑结构基础的设计

2.1选取合适的基础选型设计方案

建筑结构的基础决定着建筑的整体稳定性和安全性,尤其对于高层建筑的上部结构的安全性更重要,因此设计人员必须要确定适合的基础设计方案。在另一方面,影响基础选型的重要因素之一就是建筑场地的地质条件,由此,在基础选型时不仅要有效结合实际的场地地质勘探报告,还要综合考虑施工的经济性、建设的周期性和安全性等因素。由此可见,基础选型并不是单一或唯一的,为了保障建筑物的质量和施工效益,应选取最为合适的方案进行使用。

2.2独立基础设计

独立基础具有很好的经济性和较强的抗震承受能力,还能够很好地适应地基产生的形变,具有良好的整体性。一般应用于地基较好、无地下室的框架结构。现在很多带地下室的框架结构(例如高层建筑的裙房),当地下室有防水要求时,可以采用独基加防水板的做法。防水板下宜铺设一定厚度的易压缩材料(常用的如聚苯板),以减少独基沉降对防水板的不利影响。防水板要根据地基实际情况来判断有无水压力,分别考虑配筋。如地下室无防水要求,可不加防水板,地面只采用建筑做法,但要保证基础底面至地下室地面的距离不小于1m。

2.3条形基础设计

砖、毛石、混凝土等材料的刚性基础,都属于墙下条形基础形式,主要被应用于砌体结构和单层厂房中。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该种基础形式成本比较低,且施工速度快,能够提高房屋建筑工程的整体设计刚度。它具有较大的荷载承受力,能够对上部结构荷载进行承担,而地基变形也不会对其产生太大干扰。但是,它不具备抗剪度和抗拉力方面的优势,对地质条件提出了较高的要求。如果地质情况比较复杂,地基承载力不均匀,要避免应用墙下条形基础。也不能够将其应用到持力层埋深比较深的地段。

柱下条形基础具有较高的刚性优势,能够依据具体工程情况,对建筑物的不均匀沉降进行有效控制。如果房屋建筑工程所在地的地基情况较复杂,或者柱荷载比较大,可采用该种基础设计形式。实际工程实践中,要控制柱与柱之间的距离,将它的效能发挥到最大。如果柱下条形基础进行双向布置,形成十字交叉基础,它与柱位相交处形成交叉条形基础。十字交叉条形基础在房屋结构设计中得到了广泛应用,它的刚度很强。如果地基条件较差,可采取该种基础形式调整不均匀沉降。但是,它的计算过程比较复杂,实际应用中,涉及到的相关数据比较多,稍有不慎,容易发生失误。

2.4箱形或筏板基础及设计

箱形或筏板基础主要用于地基土承载力不均匀以及高层建筑等对地基基础承载力要求高的场合,另外,在有地下室的房屋建筑中也可采用筏板基础,使其既发挥基础的作用又可作为地下室的地面使用。箱型基础和筏形基础设计时的主要难点在于降低基础整体的弯曲应力,因此可将上部结构与基础看做一体,采用共同作用分析法进行设计,另外,箱形基础和筏形基础属于大体积混凝土,施工中容易出现温度裂缝,因此在设计时要予以充分考虑,通过设置伸缩缝来抵抗由于温度变化导致的变形,宽度一般设置为20mm—30mm。

2.5桩基础及设计

桩基础通常作为荷载比较大的建筑物的基础,具有承载能力高、沉降少、稳定性好、适用性较强等特点,主要用于结构嵌固处地基土层承载力不足而其下部一定深度土层承载力较强的情况,另外在基础加固时也常采用桩基础作为治理措施,由于桩身较长,可将上部荷载传递到地层深处。在设计桩基础时,如果房屋建筑结构是框架结构,为减小各部位沉降的差异性,可在基础中部加密布桩以及增加中部桩身长度的方式来调整桩基的支承传力方式。

2.6桩箱基础及设计

桩箱基础是采用桩基础和箱形基础,使两种基础共同承载受力的基础,其抗弯刚度较高,卸载能力强,沉降量较小,因此常用于在软弱地基上建设的高层建筑、重型建筑以及其他对沉降量要求严格的房屋建筑。桩箱基础的设计难点在于布桩方式的选择,由于不同方位地基土性质的差异性,如果采用满堂布桩的方式就会使得各个桩体桩顶反力出现差异,对于基础底板来说,各个部位受力不均,若要保证基础的承载力就必须使底板具备一定的厚度;因此,实际设计中可通过调整布桩方式,即通过适当增加中间部位桩间距的方式,充分利用基础底部桩间土的承载力,分担基础底板的受力情况,从而减小底板厚度。另外,如果上部结构采用剪力墙结构,则应当沿着剪力墙轴线方向布桩,以抵抗由于剪力墙自重可能导致的基础局部受压过大。

3结语

目前,随着社会经济的迅猛发展,人们生活水平逐渐得到提升,因而人们对房屋建筑的要求也随着提升,房屋建设发展的方向在朝着高度持续增加、规模和结构逐渐复杂化的方向发展。因此,建筑物的基础设计是保证满足其安全及功能要求的前提。

参考文献:

[1]朱兴旺,张旺锋.建筑结构中桩基础设计分析[J].建筑安全,2016(1):19-21.

[2]邓全喜.关于建筑结构中桩基础设计的若干思考[J].四川水泥,2016(7):104.

[3]张艳,王淑芝.建筑结构中桩基础设计分析[J].门窗,2016(9):120+122.

论文作者:胡岚

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第8期

论文发表时间:2017/10/9

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