土木工程建筑结构基础设计分析

徐晓霞

【摘 要】通常情况下我国所说的房屋建筑结构设计是指房屋的户型结构和建筑结构设计，但无论是户型结构还是建筑结构的设计都是为了确保建筑物结构具有较好的安全性和可靠性，使其具有更好的使用功能和性价比，确保建筑物使用寿命的延长。在房屋建筑结构设计中，基础设计作为其中非常重要的内容，直接与房屋的质量和经济适用性息息相关，所以需要对房屋基础设计的要求及选型进行深入的了解，从而更好的加强房屋建筑结构的基础设计。

【关键词】土木工程；建筑结构；基础设计

一、建筑结构设计的概述

1、建筑物的种类。根据不同的分类条件，建筑物分为不同种类。按其用途，分为民用建筑和工业建筑；以其层数为基根据，分为单層、高层、多层和超高层；按其使用的材料分为木结构、钢结构、砌体结构、混凝土结构及混合结构等等；按其结构形式又可分为框架结构、筒体结构、排架结构、剪力墙结构等等。

2、建筑结构设计的基本内容。（1）建筑物的设计.建筑物的设计主要包括结构设计、电气设计、建筑设计、给排水设计等等，同时应遵守设计要求：美观要求、环保要求、功能要求和经济要求。（2）建筑物结构设计的要求.结构设计是建筑物设计的重要组成部分。结构设计需遵循以下三个要求：第一，应对结构构件的承载能力进行计算，并且验算正常使用极限；第二，做好抗震设计：我国抗震设防烈度为6-9度。建筑结构设计应根据当地的实际情况，采用不同的抗震等级，并且不同的抗震等级的计算和构造要求也不同；第三，结构上同时出现多种作用效应时，需要计算出每一种作用下的效应，然后考虑其最不好的组合。

3、建筑结构设计需遵循的原则。（1）优劣互补。科学的建筑结构体系应遵循优势互补的原则，结构太刚的建筑物其变形能力较差，如果建筑物受到巨大的破坏力，此时需要较大的承受力，如若不能承受，会造成建筑物局部受损或是全部破坏；而结构太柔的建筑容易变形，虽然能够抵抗外力，但因为其容易发生变形而不能正常使用。（2）分清主次。建筑结构设计中往往会涉及到“强柱弱梁、强剪弱弯”等很多关键性的理念，设计师需要高度重视这些问题。建筑结构体系包括不同的构件，并且使构件协调建构起来。但不同的构件在建筑结构中发挥着不同的作用，因此，一定要分别对待不同的构件，明确其轻重。（3）层层设置。结构设计过程中必须对安全结构体系进行层层设置，并且安全结构体系在发生灾难时抵抗外力破坏中起着重要的作用。如果仅靠某一结构来抵抗风险是不可能的。同时在层层防线的设计思路中，框架剪力墙要优于纯框架墙，多肢墙优于单片墙。

二、房屋基础设计的要求和选型

1、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。在进行地下结构设计时，需要做好防水要求。另外在设计过程中还需要充分考虑经济效益，对自身耗材、土方、降水及工期等进行考虑，确保工程成本的降低。（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，尽可能做到均匀的对称性，同时在做到沿平面对齐，沿竖向面上下做到连续性。在进行钢筋混凝土多层建筑结构布置时，尽可能的选择规则的结构，对于较为复杂的结构，则宜先进行防震缝的设置，而且将防震缝两侧进行均匀的分割成规则的结构，从而做到防震缝、伸缩缝和沉降缝三者的有效统一。

2、基础设计的选型。在进行房屋建筑基础选型时，由于其影响因素多，所以尽可能选择具有较高整体性能、能够满足地基承载载力及允许变形要求的基础形式，所选择的基础形式最好能够对不均匀沉降进行调节。（1）墙下条形基础。墙下条形基础属于较为常见的刚性基础，具有良好的挤压性，自身造价不高，施工快，对于上部结构的荷载具有较好的承受力，而且还能够在一定范围内适应地基变形的情况，这种基础形式多用于轻质生产厂房或是五层以下民用建筑中进行应用。（2）独立基础。在当前民用建筑中较多采用的基础都为独立基础，其不仅具有较好的经济性，而且具有较强的抗震承载能力，对地基变形具有较好的适应性，基础整体性较好。（3）柱下条形基础及十字交叉基础。条形基础由于有较好的刚度，可以对不均匀沉降进行有效的调整，所以通常在柱荷载较大或是地基稳定性较差时采用。但柱距应控制在六七米的距离，否则条形基础的作用也会下降。十字交叉基础尽管其空间刚度较大，但其在应用上具有严格的适用范围，所以在使用过程中只有在条形基础不能有效的满足条件时，才能考虑使用十字交叉基础。（4）钢筋混凝土筏板基础。钢筋混凝土筏板基础多用于地基承载力达不到标准，地基土质不均匀，上部结构荷载较大，同时基础之间空隙不够或是出现重叠时，则均可以使用筏板基础，同时在地下室结构中则需要使用筏板基础，而且可以充当地下室底板结构使用。（5）桩基础。桩基础多用于地基下部有坚实的土层，同时上部承载力不够的情况下，这时桩基础利用自身较好的承载力和沉降量可以有效的解决建筑物上部结构荷载大的问题。另外在天然地基上，当浅基础沉降量过大时也需要采用桩基础。

三、加强房屋建筑结构基础设计的主要措施

1、注重结构平面图设计。在绘制和设计房屋建筑结构平图时，若房屋建筑所处地的抗震设防烈度是6度，则应结合建筑抗震设计规范，并基于与相关抗震措施相符的原则下，不必使用结构软件进行建模，由此可见，就砌体结构而言，不必使用结构软件进行建模，可直接设计，但还是在设计时应该注意整体和局部受压的相关问题。

2、做好屋顶结构图设计。目前很多房屋建筑大都采用坡屋面的结构形式。这一结构形式主要有梁板式与折板式，若建筑板的跨度较大且建筑平面不规则，屋脊线的转折和屋面坡度复杂，因而基于此种坡屋面大都选择梁板式。反之，则采取折板式。它们的共同点就是这两种板都是偏心受拉构件。

3、强化楼梯样图设计。在绘制楼梯样图时，应注意楼梯板挠度的控制，楼梯梁下的净高度必须满足建筑要求，确保楼梯梁位置上下层互相统一。若局部不符合则应采用折板楼梯，并注意折板楼梯钢筋，尤其是内折角处应断开并分别锚固，从而预防局部应力的集中，注意楼梯板的宽度和梁下净空要求。

4、基础设计。在进行结构基础设计时，需要注意对混凝土和基础配筋的选择，需要保证所选择的混凝土标号能够与结构耐久性要求相符合。对于基础配筋的设置，需要与最小配筋率要求相符合，利用标准图和说图来进行条基交接处的钢筋设置，处于条基交叉处的基底面积则不能重复利用，对基础宽度进行适应调整，需要精准定位基础图中的构造柱。

结束语

综上所述，建筑结构设计是一项系统、全面的工作，因此，结构设计人员需要熟练掌握理论知识，具有扎实的理论知识，同时要勇于创新，对待工作严肃认真并且负责，并且明确当前建筑结构设计中经常出现的问题，并能解决问题，此外，还需要提高自己的结构设计水平，从而设计出更高水准、更科学合理和更经济的建筑结构形式，进而为人类提供更好的建筑物。

参考文献：

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[3]石善民，韩素容.建筑结构设计及规范应用中若干问题的探讨[J].工程质量，2010（3）.