安丘市华安建筑安装有限责任公司 山东 安丘 262100
摘要:房屋建筑结构设计中的基础设计作为房屋建筑工程施工的基础的和前提,房屋建筑结构设计中的基础设计的好坏直接影响着整个房屋建筑工程施工的施工进度和施工质量,同时还影响着房屋建筑工程的安全性、适用性和耐久性。因此,设计人员在对房屋建筑工程进行基础设计时,一定要保障设计的科学性和合理性,为我国房屋建筑工程的可持续发展奠定坚实的基础。
关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计
1房屋建筑的基础结构设计的概述
1.1影响房屋建筑基础结构设计的因素
1.1.1上部结构
上部结构是影响房屋建筑基础结构设计的重要因素,其所采用的具体形式、地上建筑的实际高度、墙体的具体厚度等直接决定了基础结构的类型、埋深和截面积。由于上部结构的类型、地上建筑的高度和墙体的厚度不同,直接导致房屋建筑荷载分布在基础上的特点不相同,对基础沉降、稳定性和抗变形能力的相关要求也不相同,因此,在进行基础结构设计时,应对该因素进行综合考虑。
1.1.2地质条件
地质条件在一定程度上影响着房屋建筑基础设计的实际承载能力,地质条件所涉及的范围较广,其中地基持力层和桩基穿越土层的情况对基础设计的影响最大:地基持力层的主要特点。其是和基础相连接的土层,主要作用在于承受房屋建筑的负荷,因此,基础结构设计中需要考虑的因素有:持力层土质的具体特点、压缩模量、最大承载能力等;桩基穿越土层的具体情况。主要包括土层地下水的分布特点、桩基穿越能力等,在基础选型的过程中,需要对这些因素进行充分考虑。
1.1.3施工环境
施工换将主要包括自然及人工环境这两个部分。其中自然环境因素有环境的温度、抗震等级等,由于钢筋混凝土是构成房屋建筑基础的主要材料,若所处环境的温度较低,则会导致基础开裂,因此,在进行房屋建筑基础结构设计时,应考虑低温施工,以便采取有效的应对措施。抗震等级直接决定了基础结构设计是否需要设置抗震缝,若需要的话,可将抗震缝设置的具体数量及位置确定下来。人工环境对基础设计的影响主要包括以下两个方面:在建筑工程施工过程中,难免会出现振动现象,为了保障基础结构的稳定性,可在基础设计初期对该问题予以充分考虑;如果要打桩的话,桩基在入土后就会将土向周围挤压,出现挤土效应,导致周围土层产生一定应力,不仅改变了周边建筑物基础结构的受力情况,还会挤压周围的地下管网。
1.2房屋建筑基础结构设计的原则
1.2.1经济合理性原则
房屋建筑基础设计要保证其符合相关的经济性原则,因此,房屋建筑基础自身的材料消耗可为降低整个房屋建筑工程的成本奠定坚实的基础。
1.2.2综合性设计原则
房屋建筑基础设计单位应保证基础设计和其它设计是紧密相连的,对房屋建筑基础的功能、结构、其和上部结构之间的关系等方面进行分析,并将基础设计方案放在房屋建筑整体中进行分析和对比,以此来保障基础和建筑整体的协调性和统一性。
1.2.3多样式原则
房屋建筑基础的类型及样式较多,因此,在基础结构设计的过程中,设计单位应对各种基础类型进行全面掌握,并结合实际情况,选出具有一定经济效益和社会效益的基础类型。
1.2.4动态设计原则
所谓的动态设计原则是指在基础结构设计时,不仅要保证基础在结构和功能上满足当前建筑的相关需求,还应用发展的眼光来看待基础设计工作,使得基础设计方案能够适应现代社会的发展需求,顺应未来房屋建筑可能会出现的改造及扩建趋势。
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2房屋建筑结构基础设计
2.1结构平面图
在绘制结构平面布置设计图的过程中,若建筑所在区域的抗震设防烈度为Ⅵ度时,根据建筑抗震的相关设计标准,在保证满足抗震相关措施要求的条件下,是可以不应用结构软件建模的。
2.2屋顶(面)结构图
针对坡屋面,其有效的结构处理方式有梁板式和折板式,若建筑板的跨度较大、屋面的坡度和屋脊线在转折处较为复杂,针对这种情况的坡屋面,主要采用梁板式结构处理方式,在与其相反的条件下,则采用折板式。在板配筋时,应拉通部分或全部板负筋,以此来抵抗拉力,另外,在梁板的折角处,应具备钢筋布置的大样示意图。为了加深施工人员对图纸的理解,针对坡屋面板设计,通常采用大样详图和剖面示意图相结合的表示方法。
2.3箱形或筏型基础及设计要点
箱形或筏板形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20~30mm。
2.4合理设计结构计算和构造
在进行验算底框砌体结构时应注意以下几点:底部剪力法应应用在具有均匀刚度的多层结构中。若建筑结构的底层框架是带有薄弱层的混合结构时,应对塑性变形的集中影响进行综合考虑;由于底层框架结构中只存在底层框架抗震墙,因此可采用双保险的方法,抗震墙可承担建筑结构的全部剪力,框架则按照刚度的相关比例来承担相应剪力。在计算刚度时,框架刚度不会发生折减,而抗震墙发生折减的弹性范围为20~30%。
尽量避免楼板的不正确计算:不能用单向板计算方法代替连续板的计算方法;在计算双向板查表时,应对材料泊松比对其造成的影响予以重视,在未对跨中弯矩进行调整的情况下,计算值则会偏小;避免在计算荷载时出现漏算、少算或荷载折减不当的现象,从而导致建筑的实际用料和计算结果不符。
2.5大样详图
保证建筑详图的准确性是绘制大样详图的必要前提。通常绘制大样详图有两种方法:在原有建筑详图的基础上,直接进行大样详图的绘制;在之前做过的详图基础上,对局部进行改进和绘制。在大样详图绘制的过程中,在保持建筑外形不便的前提下,尽量保证建筑结构受力的合理性,从而为施工提供方便,另外,严格要求标高和外形,在尺寸上应和建筑保持一致。
2.6楼梯
在绘制楼梯时,应对楼梯板的挠度进行有效控制,且楼梯梁的梁下高度应符合建筑设计的相关要求。若局部设计不合适的话,可选择采用折板楼梯,但要保证折板楼梯的钢筋在内折角处是断开的,并对其进行锚固,避免局部应力的集中。另外,对于首段梯板,应考虑基础沉降,必要时还可考虑梯梁的设置。
2.7基础
基础应注意混凝土标号的选择应满足建筑结构耐久性的要求,一般情况下可采用C25,且基础配筋应符合最小配筋率的要求,这是施工图审查中心重点审查的部位。应在条基交接部位的钢筋位置设置相关的详图和备用标准图,不可重复利用条基交叉处的基地面积,并注意对基础宽度进行适当调整。若局部墙体中存在较大荷载,也应对基础宽度进行调整。另外,若基础图中的构造柱存在定位不明确的现象,应予以准确定位。
3结论
总之,房屋建筑结构设计中的基础设计工作不仅关系到整个房屋建筑的安全性、适用性、耐久性,同时对建筑工程的成本也有至关重要的影响,因此作为设计人员必须高度重视基础设计工作,注重细节,一方面使基础能够满足房屋建筑的承载力要求,另一方面要努力控制成本,从而获得更大的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]于大伟,潘云.房屋建筑结构设计中常见问题[J].科技经济市场,2015,01:107.
[2]周钰涵.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].科技创新与应用,2015,07:156.
论文作者:刘伟平
论文发表刊物:《基层建设》2016年17期
论文发表时间:2016/11/29
标签:基础论文; 房屋建筑论文; 结构论文; 详图论文; 结构设计论文; 大样论文; 建筑论文; 《基层建设》2016年17期论文;