房屋建筑结构设计中基础设计探讨

2018-02-14王园升

建材与装饰 2018年19期

王园升

引言

建筑基础作为其结构体系中非常重要的组成部分，越来越被业内人士所重视。因此在当前的建筑基础结构设计过程中，需要重视其强度和刚度，确保基础的稳定性和具有较好的抗变形能力，在具体设计时要对上部结构、基础和地基进行综合考虑，全面提高基础设计的合理性。

1 基础选型和设计要点

1.1 独立基础的选型以及设计

独立基础不仅造价相对较低，同时其适应性也相对较强而且抗震性能也较为突出。在实际设计的过程中必须以地基土的特点为基础，才能有效的降低因为地基的压缩而产生的不均匀沉降。就目前而言独立基础设计主要有阶形基础、坡形基础、杯形基础等不同的组合形式。

1.2 桩基础及其设计

桩基础自身其承载力较强，适用于较为坚硬的土层下。在实际设计桩基础时，如果房屋建筑是框架式结构的话，会在基础中添加布桩进行桩基础支撑力的调整。箱形或筏型基础及设计。箱型或者是筏板型基础，适用于地基土层承载力不匀或高层建筑中。在设计中需注意整体弯曲力的有效降低。要将上部结构以及基础作为整体，采用共同作业分析法来加以设计。

1.3 桩箱基础及设计

桩箱基础设计指的就是桩基础和箱型基础，由于其抗弯刚度相对较高且沉降量较小，所以其主要应用于软土地基中。桩箱基础，其设计的主要难点，就是进行布桩方式的选择，因为地基土层性质存在较大的差异，如果采用满堂布桩这种形式，就会导致各个桩体和桩顶反力较大的差异，再加上桩体受力部位的不均匀，如要确保基础承载力符合设计要求的话，就必须增加地板的厚度。

2 房屋建筑结构设计中基础设计重点内容

2.1 根据地基承载力、变形和稳定性的验算确定基础埋深

（1）建筑物地基沉降变形由地基受力分析不仅与基底总压力P有关，还与基底处的自重压力Pc有关。基坑开挖的深度决定了Pc值的大小，因此基础埋置深度是影响地基变形的重要因素之一。当总压力P小于或等于自重压力Pc时，地基变形具有回弹再压缩的性质；当总压力P大于自重压力Pc时，地基变形进入正常固结压密阶段。浅基础Pc值小，基底回弹量小。高层建筑基础的埋深较大，基础宽度也较大，基坑回弹所导致的回弹再压缩变形不容忽视。

（2）《箱筏规范》对箱基或筏基的基础埋置深度和荷载偏心都有相应要求。《箱筏规范》规定，在确定高层建筑的基础埋置深度时应考虑建筑物的高度、体型、地基土质、抗震设防烈度等因素，并应满足抗倾覆和抗滑移的要求。天然地基上的箱形和筏形基础，其埋深不宜小于建筑物高度的1/15，桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的1/18。建筑物的重心和基础平面的形心应尽量重合，当不能重合时偏心距e不宜大于0.1籽（籽=W/A，W-与偏心距方向一致的基础底面抵抗距m3；A-基础底面积 m2）。

2.2 根据上部结构对嵌固部位的要求选取嵌固端

（1）当单层地下室为箱形基础，上部结构为框架、剪力墙或框架一剪力墙结构时，上部结构的嵌固部位可取箱形基础的顶部。其原因是箱形基础有较多的相互联系的纵横墙，整体刚度较大，层间侧移刚度一般都大于其上部结构的层间侧移刚度，能保证建筑物在地震作用下，上部结构进入非弹性阶段时，基础结构始终能承受上部结构传来的竖向荷载并将其安全分布到地基上。

（2）采用箱形基础的多层地下室及采用筏形基础的地下室，对于上部结构为框架、剪力墙或框架一剪力墙结构的多层地下室，当地下室的层间侧移刚度大于等于上部结构层间侧移刚度的1.5倍时，地下一层结构顶部可作为上部结构的嵌固部位，否则认为上部结构嵌固在箱基或筏基的顶部。对于筏形基础及多层箱形基础，上部结构的嵌固部位取决于地下室侧移刚度的大小。

2.3 轴向形变控制

由于低层建筑结构其轴力项影响较小，因此在设计时只需要考虑弯矩项即可，而不需要考虑剪切项。但高层建筑结构则不同，其不仅层数较多而且垂直高度大，轴力值相对也较大，随着高度积累，其轴向变形也较为显著，这必然会造成高层建筑结构分布与内力数值发生较大的变化。因此在进行高层建筑结构设计过程中，需要考虑轴向变形所带来的影响。当结构完成后，结构所受到的竖向荷载通常都是逐层施加，即在施工过程中轴向压缩变形即已分阶段完成。因此在考虑轴向变形的分层施加竖向荷载这一因素时，不能按一次加载，这样会造成计算结果的不合理性。另外，当楼层逐渐增加时，高层建筑结构的侧向变形也会在水平荷载的作用下快速增大。