建筑结构设计中基础设计探讨

唐超宏

摘要：房屋建筑的设计是衡量房屋质量的一大因素，而基础设计作为房屋建筑结构设计中根本的一部分，其重要性不言而喻。本文主要探讨了建筑结构设计中的基础设计。

关键词：结构设计；基础设计；设计要求；选型；优化设计

引言：随着我国城市化建设步伐的加快，房屋建设发展速度越来越快。在进行房屋建筑结构设计过程中，基础设计作为建筑结构设计的重要内容，对整体建筑质量影响较大。因此，加强房屋建筑结构设计中基础设计的探讨，不仅为有效提高房屋质量打下了坚实的基础，也为房屋建筑经济适用性的挑战提出了核心的观念和思路。

一、建筑的基础设计概述

基础设计是在考虑构造措施的前提下，根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平和材料供应情况确定基础的形式以及材料的强度等级，进行基础底面积的确定及地基承载力验算，完成基础的内力计算和配筋计算。建筑的基础一般采用深桩基础，受力可以是桩独自受力或者桩土共同受力。桩基础是一种比较古老的基础形式，其力学原理是通过桩可以充分发挥深部土层的承载能力，同时又具有施工相对简单的特点。因此，桩基不仅能延续至今，而且结合现代的施工和材料技术还获得了更进一步的发展，成为目前基础工程中普遍采用的一种重要的基础形式。基础设计应根据建筑上部的结构类型、规模、荷载、整体刚度、对不均匀沉降的敏感性以及建筑下部工程地质条件、地层结构、各土层的物理力学性质、地基承载力、地下水位埋深与水质等因素因地制宜进行。当然，施工技术和施工材料等其他因素，也是全面考虑基础形式选择的条件。

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，它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五个方面的要求。

1、基底附加压力不超過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以内；

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、房屋基础设计的要求和选型

1、基础设计的要求。高层建筑和多层建筑的基础设计要求有：

（1）高层建筑。高层建筑的特点是层数多，上部结构荷载大，使得基础埋置深度大、在材料的使用上也耗费量大、施工周期较长、工程总造价较高。因此，高层建筑设计时应注意满足以下几点要求。一是基础的总沉降量和差异沉降量应严格遵守规范规定的允许值；二是要满足复合地基或天然地基承载力及桩基承载力的要求；三是地下结构做好建筑防水满足规定要求；四是不仅对基础本身的耗材和造价进行考虑，还要对土方、降水、施工条件与工期长短等因素进行考虑，对经济效益进行综合考虑。

（2）多层建筑。一般砌体结构建筑，应该严格按照建筑的抗震设计的规范要求，并在行动中真正的做到：要优先的采用横墙承重或者是纵横墙共同承重的结构体系，纵横墙在布置上最好能够均匀的对称，并且沿着平面进行对齐，沿竖向的面也应该上下进行连续。钢筋砼多层建筑结构的布置，应该尽量的采用规则的结构。如果结构比较复杂，可以预先设置好防震缝，并且将防震缝两侧分割成为各规则的结构，单元为单位，结构布置以少设缝为宜。这样就能够有效的使防震缝的设置以及伸缩缝、沉降缝可以得到统一。

2、基础设计的选型。房屋建筑基础的选型应根据多方面因素综合考虑最终确定，例如：上部结构、工程质地、抗震防备要求、施工条件、环境因素以及周围建筑物等。应选用整体性能高，能满足地基承载力和建筑物允许变形要求的基础形式，最好能调节不均匀沉降。房屋建筑结构设计中有几种常用的基础形式如下：

（1）墙下条形基础。常见的砖、毛石、混凝土刚性基础，主要功能为承受抗压强度、对于承受抗拉和抗剪强度的能力不高。这种基础的特点是造价低、施工快、可通过地圈梁的加强来增强基础的整体刚度，可以承受上部结构的较大荷载，并能适应一定程度的地基变形。适用于建造5层以下民用建筑及轻质生产厂房。

（2）独立基础。独立基础常用于柱距较大的情况，较为经济实惠。可采用拉梁拉结的方式，来增强抗震承受能力与适应地基变形，从而提高基础整体性。考虑到经济效益方面，在民用建筑多采用独立基础。

（3）柱下条形基础及十字交叉基础。当柱荷载较大或地基不够坚固时多采用条形基础。由于条形基础的刚度较大，有良好的调整不均匀沉降作用，但随着柱距的增大，能力也随之下降。因此在柱距不超过6-7m的条件下，柱下条形基础能较好的发挥作用。

（4）钢筋混凝土筏板基础。当地基的承载力不够，地基土质不均匀，上部结构荷载较大时，可采用十字交叉基础。但有的基础之间空隙不够，有的基础底面积已出现重叠情况时，再提供足够的基础底面积是不可能的，在这种情况下就可采用筏板基础。另外，对于地下室的结构，筏板基础恰好就是其地板结构。

四、建筑结构基础设计优化建议分析

1、关注结构平面图的设计工作。在土木工程建筑结构基础的设计工作中，要绘制建筑的结构平图，要对建筑所处环境的抗震设防烈度进行分析。如果其度数为6，就可以按照土木工程行业的抗震相关标准，在满足抗震措施的情况之下，进行建筑结构的建模。在设计中，最好不要利用建筑结构软件进行建模工作，特别是在砌体结构的建造过程中，最好进行直接设计，不能单纯地依靠结构软件。在设计结构平面图时，要从建筑物的整体出发。如果建筑物所处地方的抗震防烈度在6之上，就有必要借助结构软件进行平面图的设计工作，提高工作的准确度。

2、关注屋顶结构图的设计工作。在进行房屋建筑屋坡面板设计时，为了能够便于施工，可以利用坡面示意图的形式和大样详图相结合的方法来显现设计方案。基础设计过程中，设计人员要具有较强的空间感，对建筑整体结构要熟悉。设计时要从建筑整体角度出发，对建筑结构大局进行综合考量，要关注建筑基础设计的细节之处。

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，如果是首段梯板，应充分考虑基础带来的沉降，并在必要时设置梯梁。

五、结束语

随着经济的不断发展，人们对于房屋建筑的质量要求越来越高。为了保证房屋外形、性能、质量的全面提高，必须要加强和完善基础设计，学习国外的先进的技术，与时俱进，使房屋更加稳定、耐用、经济。此外，在设计中应该做到因地制宜，具体情况具体分析，做到建筑、基础、地基三者之间有机统一起来，形成一个整体。

参考文献

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[2]陆歆弘.蔡跃.房屋建筑力学与结构基础[M].北京：中国建筑工业出版社.2008.

[3]姜牛.建筑结构设计中应注意的问题浅析[J].价值工程，2010，36.