探究建筑基础结构设计

2018-10-21邢礼元

科学导报·学术 2018年40期

关键词：建筑

邢礼元

摘要：结构设计师好比是设计一个人的骨骼，侧重于建筑物的结构安全性能，比如梁、板、柱的材料强度和截面尺寸等，以确保建筑物的抗震等级、承载能力等。作为一个设计人员，要理解规范及规程的定义，结合其专业从基本构件算起，工作中要仔细认真、勤于思考，善于总结积累经验。本文作者结合实际工作经验，对建筑基础结构设计进行了探讨，供同行参考。

关键词：建筑;基础结构;设计探讨

一、房屋建筑中基础设计的选取原则

住宅结构设计主要是指住宅的结构和上部结构。由于房屋的结构是受恒定荷载和竖向静力的作用，上部结构的结构主要是保证结构的稳定性。房屋的静载一般是垂直的，地震作用与静力荷载的作用相对来说是相反的。为了适应上部和下部结构的基础条件，选择关键结构的基础异常。

建筑结构设计是一项综合性、系统性的工作，我们在设计过程中，要保证遵循四个基本原则：“就整体而言，定下要抓大、多行协调，打通力与软节点之间的重要举措”。在此基础上做好反馈工作的具体情况的具体分析，并不断提高设计水平，这已满足我们的需要。

目前，建筑施工中基础设计的选择方法，主要是考虑地基、基础和上部结构之间的受力。然而，这种方法有缺点，主要是因为许多情况下，不是根据实际情况作出决定，但根据一些假设，这将不可避免地带来的错误，

对于大多数的设计，传统的设计是主要的设计方法，其主要理论是经典结构力学和弹性力学，这种设计的优点是简单方便，可以满足大多数的要求，但对于敏感的结构对地基沉降的不适应。

二、建筑上部结构设计

房屋建筑结构设计是一项综合性、系统性的工作，必须保证在结构设计过程中遵循四个基本原则：整体设置、抓大、多行协调，打通力与软节点之间的重要举措。按照结构设计的原则，在结构设计过程中发现的问题及时反馈和研究，不断提高设计人员自身的结构水平。该结构的设计在满足建筑物的安全性的同时，符合实际使用的要求。

1、基础条件对应力状态的影响（甚至上部结构的应力状态）也取决于基础土壤的可压缩性（即硬度或刚度）和分布的均匀性。当土壤是不可压缩的（如基地位于未风化的基岩），基础设施不仅有整体弯曲、屈曲很小;上部结构次应力不会导致不均匀沉降。在实践中，最常见的情况是，有一定的可压缩性的基础土壤，分布不均匀，使基本的弯矩分布是完全不同的。摩擦特性经常被显示在基础和基础接口。由于土壤的强度是有限的，形成的摩擦是有限的，不会超过土壤的抗剪强度。孔隙水压力的变化可能会改变在压缩过程中的摩擦力的大小和分布。此外，基本荷载相对柔性的分布和性质以及涉及时变效应的土蠕变会影响界面条件。因此，界面摩擦的影响，应仔细估计从完全光滑的两个极端的情况下。

2、上部结构的刚度对基础受力状况的影响假设上部结构为绝对刚性，当地基变形时，各竖向构件只能均匀下沉;如忽略竖向构件端部的抗转动能力，则竖向构件支座可视为基础梁的不动铰支座，亦即基础梁犹如倒置的连续梁，不产生整体弯曲，却以基底分布反力为外荷载，产生局部弯曲。反之，假设上部结构为绝对柔性，对基础的变形毫无约束作用，于是基础梁在产生局部弯曲的同时，还经受很大的整体弯曲。在地基、基础和荷载条件不变的情况下，增加上部结构的刚度会减少基础的相对挠曲和内力，但同时导致上部结构自身内力增加，即上部结构对减少基础内力的贡献是以在自身中产生不容忽视的次应力为代价的。还应注意的是上部结构的刚度贡献也是有限的。

三、建筑钢结构设计问题及对策

1、独立基础设计荷载取值不恰当

多层钢筋混凝土框架建筑最独立的基础，当主力的基础层无软粘土，未达到8层，不超过25米的民用房屋或多层框架结构的建筑高度，地震不能和地基承载力。也就是说，在8度以内的地震区，大部分的多层钢筋混凝土框架房屋不能实施的基础和抗震能力的试验。然而，这些房屋的基础设计应考虑风荷载的影响。多层钢筋混凝土框架结构的整体计算，必须记录风荷载，而不是因为风荷载不起作用而不考虑。

2、设计基础设施的实施

为了保证构件的延性，应在梁的配置中满足钢的要求。耐火极限是两个小时，与无粘结预应力加固的厚度应大于40mm。如何进行合理的桩身造型，将对地下室的整体设计产生重要的经济影响。

例如，一个建设项目，上部十九层带地下室，经过详细调查，可以选择25米的预应力管桩，单桩长度为34米，承载力特征值900kn。使用25米的共有290桩，使用34米共200桩。通过对两种桩设计的比较分析，一般桩延米数量，但需要25米的桩全框架结构，筏板厚度为1200mm，而34米桩墙布置下使用，可以减少大量的900mm，这是经济。因此，应该根据选择的方案的设计可以进行比较，以确定最终的经济计划。

3、竖向结构设计

在高层建筑中，最重要的是竖向结构，这直接影响着建筑的整体质量。为了保证中心的稳定性，建筑的整体结构应属于小而大的形状，并逐渐改变。如果垂直结构不是垂直的或是不是一个小的规则形状的小，在这个时候，我们需要设计，以确保整体结构的平衡的建设，保持稳定。建筑物假如属于竖向内收造型，站在抗震角度分析，建筑楼层侧向上的刚度应超过上一楼层的70%。

4、设计抗震等级

高层建筑物更加应当重视合理设计抗震等级，设计抗震时，建筑混凝土钢筋结构构件应当按照抗震设防分类、强烈程度、结构类别等采取不同的抗震级别，并且应当满足对应的结构要求。

四、结论

房屋建筑是一项复杂的工程，特别是在人们对于房屋建筑要求越来越高的今天，房屋建筑的设计更是衡量房屋质量的一大因素，基础设计作为房屋建筑结构设计中根本的一部分，其重要性却是一直不变的。

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