探析民用建筑结构设计中的基础设计

文/陈哲 北京 100037

随着建筑高度的不断增加，结构设计也朝着多样化发展，设计过程愈加复杂，难度增大。设计人员和结构工程师所面临的压力也在不断加大。而基础设计毫无疑问是高层建筑设计的重中之重，加强对基础设计的重视和研究具有现实意义。但值得注意的是，目前中国的高层建筑设计依然存在着一系列的问题，设计效果不理想，质量不过关的现象仍然存在。因此，对高层建筑基础设计的优化进行探究显得很有必要，而要对这一课题进行探究，首先我们就要明白高层建筑基础设计的主要依据和要求。

1、房屋建筑基础设计当中的影响因素

1.1 上部结构

建筑工程由上部结构与地基基础两部分组成，上部结构与地基基础共同作用，变形协调。上部结构的安全与否，不仅取决于自身各种受力构件的强度，同时还受地基基础变形的影响。地基基础的设计也要充分考虑上部结构的刚度问题，不同的上部结构形式对地基基础变形的适应能力也不用，因而需要设计人员在了解上部结构的刚度特点后制定出合理的地基基础形式。

1.2 地质条件

建筑物在进行基础设计前，必须对现场进行充分的调查研究，掌握必要的资料。一般可通过勘测工作去掌握拟建场地的有关地形、地貌、周围建筑物以及附近交通、给排水、供电等状况。同样的建筑物，选择不同的地基方案和采用不同的基础构造，其工程造价和施工难度也将产生很大的区别。通常应尽可能选择良好的天然地基，简易快捷的施工方式，使设计符合经济合理的原则。但有时候有些特定的工程需要在特殊的地形上建造，譬如地基强度稳定性不足或压缩性较大，不能满足设计要求，就需要针对不同情况对地基进行处理，通过处理增加地基的强度和稳定性、减少地基变形等。

1.3 施工环境

高层或大型建筑物的基础设计中，由于天然地基满足不了承载力和沉降量的设计要求，常常采用桩基础。在城市建筑物密集的地方，沉桩作业引起的环境危害明显增多。桩施工对周围环境的影响直接影响到工程质量、进度、安全、造价，甚至影响到企业经营和社会形象，特别是打桩施工对周围环境产生的噪音、振动和挤土等方面的不良影响，有时会造成无法挽回的损失。在建设新建筑物的同时，又不影响原有建筑的正常使用，这就要求我们对桩基施工产生的危害进行分析并采取经济合理的预防措施。

2、高层建筑基础设计的优化策略

2.1 建筑基础方案的选择

对于建筑结构而言，建筑基础的合理布置和选择是重中之重。在同一块场地内，也可能出现多种基础方案供设计人员进行选择。所选择的基础形式与之后施工成本和难度都有着紧密的联系。正因如此，在进行选择时，要注重综合性，多层次，结合实际情况，选择最优的基础形式。在进行选择前，要对施工场地的岩土情况进行采样，对有关资料细致分析，并以此作为重要依据。在工作中，要考虑到施工地的地质条件，地下水情况，岩层的物理性质，抗压力等。此外，在选择基础布局和其形式的过程中，一定要把基础问题和建筑的上层结构相结合，充分考虑二者可能产生的作用，对于互相作用而产生的问题要进行防范，如有问题出现立即加以解决。

2.2 基础结构的计算

第三次科技革命以后，计算机深入到了社会的各个领域，在基础结构计算方面，计算机也发挥了不小的作用，设计人员利用计算机软件进行设计和数据的计算等工作往往能达到省时省力的效果，而随着计算机技术的发展，计算的精准度也大大提高。但是需要注意的是，计算机技术在带来这些便捷的同时，在计算时也产生了一些问题。在使用计算机程序时必须要考虑到以下因素：首先，由于计算机计算的便捷，许多工作人员对计算机产生了极强的依赖性。有时候计算上的错误正是由于电子计算的失误产生的，而工作人员又没有对其进行必要的校对，导致对设计产生很不利的影响。因此，工作人员必须提供计算的自主性，加强自身的计算能力，对计算机产生的结果进行分析和核对，保证结果的准确性，为设计的顺利进行保驾护航。其次，对于已经产生的计算结果，在选用时要做好把关，科学选择。我们知道，目前市面上的有关结构设计的计算机软件纷繁复杂，而不同的软件对于某一种结构计算的结果经常存在差异。再加上对于设计而言，往往只有一部分的计算结果是适用的，因而在选用结果时，工作人员必须进行全面系统性的分析，选择真正合理的适用的结果。除此之外，还要考虑到计算模型与实际情况的差异。由于计算机在计算时默认的是理想状态，所以自然与实际结果有一定的差异，实际结果一般会随着实际情况不断变化。因此工作人员要将实际结果与计算得出结果进行比对，如果二者不同，要重新设定计算模型进行计算。

2.3 提高材料利用率

在高层建筑基础设计的优化策略中，提高建筑材料的利用率是非常有效的一种手段，当然这是在不违反相关法律法规和保证安全的前提下。比如，钢筋混凝土是目前我国高层建筑的主要结构，在这种结构中，如果柱以受压为主，那么就要依据材料的受压能力进行选择，在保证质量的前提下通过提高材料的性能减少材料的用量。除此之外，要尽量使得钢筋和混凝土的强度匹配，使材料的性能能够得以完全发挥，这样也能减少材料的使用量。总之，就是要有针对性地选择材料，注重性能，减少材料的使用量，最大化地提高材料的利用率，从而达到降低成本，提高利润的目的。

2.4 对于规范保持正确的认识和使用

规范是对工作的具体要求，对于高层建筑基础设计的优化起着重要的指导作用，也是优化的基础。工作人员必须准确认识规范中的各个条目，严格按照规范中的要求进行工作。同时，将规范和具体情况有机结合，让规范指导实践，实践补充规范，保证设计符合实际情况和需求。

结语：

对于高层建筑来说，基础设计扮演着非常重要的角色，根基不稳，上层自然存在着巨大隐患。在对基础设计进行优化时，需要工作人员不断加强学习，总结以往的经验教训，设计出最优的方案。在本文中，笔者对高层建筑基础设计的优化策略进行了一定的分析，希望能为相关工作和研究的展开提供一定的参考，也希望我国的建筑工程水平和质量能够继续发展，为社会和人们造福。

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