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房屋建筑结构设计中基础设计探讨

2019-10-20牟媛媛

砖瓦世界·下半月 2019年12期
关键词:基础设计结构设计房屋建筑

牟媛媛

摘 要:基础设计是房屋建筑结构设计中不可或缺的重要组成部分,直接关系到房屋建筑结构安全和质量,因此,在设计房屋建筑结构时,需要应用切实可行的措施,不断提升基础设计水平,从而切实保障房屋建筑结构设计质量,进而确保广大业主的生命财产安全。

关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计

一直以来,房屋建筑质量都备受关注,与人们生活密切相关,同时,社会各界对房屋建筑结构设计质量要求越来越高,特别是基础设计。设计人员在进行基础设计时,必须严格遵从相关规范标准,这样,才能保障设计的合理性和科学性,此外,还需要事先充分了解房屋建筑基础设计工作的影响因素,从而更好地预防设计不合理问题,避免发生房屋质量问题。最后,具体工作中,设计人员还应明确主次,了解设计要点,从而促进房屋建筑基礎设计水平的不断提升。

一、影响建筑地基基础设计的因素

(一)上部结构

房屋建筑中,地基基础的埋深、类型以及截面积等主要取决于上部结构形式、墙体厚度以及地上建筑高度,所以,进行基础设计时,设计人员需要重点考虑这些因素。究其原因,是因为上部建筑结构高度、类型以及墙体厚度不同,会使房屋建筑荷载发生改变,进而影响基础分布特点,进而使基础抗变形能力、稳定性以及沉降等要求也会随之发生改变,所以,设计人员必须慎重考核基础设计。

(二)地质条件

基础设计承载能力主要取决于地质条件,地质条件的涵盖面很广,因素复杂多变,其中有两个重要条件对基础设计影响很大:其一,地基持力层是同基础相连接的土层,其土层可以承受主要房屋建筑荷载,所以,持力层土质特点、承载能力以及压缩模量都会影响房屋建筑基础设计,必须重点考虑;二是桩基穿越土层问题,主要包含桩基穿越能力和土层中地下水分布情况等,基础选型期间,必须考虑到这些影响因素。

(三)施工环境

人工环境和自然环境都属于施工环境。自然环境因素中,需要重点考虑环境温度和抗震等级等,而钢筋混凝土是构建基础的重要材料,一旦环境温度低于标准,基础部分将不可避免出现开裂问题,所以,基础设计过程中,必须要考虑低温施工问题,提前想好应急预案和相应措施,而抗震等级也会影响到基础设计情况,比如抗震缝的数量和位置等都是需要设计人员考虑的问题。

在基础设计中,人工环境对其产生的影响包括以下几方面:第一,建筑施工期间,不可避免地会出现振动,必须在设计初期,考虑和保证基础的稳定性;第二,如果工程需要打桩,当桩基入土后,势必会向上挤压周围土壤,引起挤土效应,进而导致周围土层存在一定应力,从而使周围建筑物的基础受力发生变化,同时也使周围地下管网挤压情况发生改变,所以,基础设计期间,尽可能地避免这些因素带来的影响。

二、简述房屋建筑结构设计中基础设计所应遵循的重要原则

(一)全面性原则

在进行房屋建筑结构设计时,必须要全面系统地考量,所以,设计人员进行此项工作时,必须要坚持全面性原则。所谓全面性原则就是房屋建筑结构基础设计开始之前,用全方位、多角度考量房屋作用、功能,决不能只局限在某一方面,而目前,房屋建筑基础设计中,普遍过度重视房屋的美观性,而不重视实用性,从而背弃了全面性原则,没有认真比较房屋建筑结构的美观性和实用性。

(二)提前性原则

基础设计的准备工作是房屋建筑结构设计中重要工作内容,任何一项工程建设,都需要前期的充分准备工作,准备工作是后续工作的重要基础,对整个工程建筑具有重要意义。在设计房屋建筑基础时,不仅要考察房屋所处的周围环境,而且还要根据业主意愿,合理设计规划。因此,设计人员必须掌握提前性原则,做好前期准备工作,从而不断提升房屋结构设计水平,确保设计质量,在准备阶段,有效整合业主设计实际需求,同时,提前了解和掌握施工过程中可能遇到的重点、难点,从而确保施工设计顺利开展。

(三)突出性原则

突出性原则是房屋建筑结构设计中必不可少的基础设计原则之一,可以正确指导设计人员开展相应工作。设计人员还应分清基础设计中功能、用途的主次,所以,设计人员要重点突出主要部分。此外,要结合实际情况,科学合理的界定房屋建筑基础设计工作的主次,不能以偏概全。

三、基础选型和设计要点

(一)独立基础及设计要点

工作人员在设计房屋建筑基础时,大多数情况下,都是采取独立基础设计,这种设计形式拥有很大优势,不仅具有很强的适应性,而且抗震性能良好,成本造价低,通常,在建设框架结构的民用建筑时,工作人员通常会采用独立基础。而在设计独立基础时,设计人员需要重点考虑地基土特点,其中包括地基土的压缩性等,通常情况下,一旦压实密度过大或者地基土压实性很强时,建议把基础设计为刚性基础,反之,建议设计为柔性基础。值得注意的是,独立基础还可以设计成杯形基础、坡形基础和阶形基础的组合,同时,并在承重柱下,进行独立基础的设计,之后采用混凝土浇筑方式,实现混凝土柱的整体浇筑。

(二)桩基础及设计要点

桩基础具有较强的承载能力,在下部土层较为坚硬的、上部土层承载能力不足的场合较为适用。另外桩基础由于具有较长的桩身,可以将上部的力传递到地层的深处,因此,桩基础也常用做治理措施。在桩基础的设计时,通过调整桩的密度和长度来适用房屋的建筑结构和上层的承载力。

(三)筏形和箱形的基础及设计要点

通常情况下,在建设高层建筑时,都会对地基基础承载力提出很高的要求,此时应用筏形基础或箱形基础是最为适宜的,同时,在地基受力不均衡时,也可以采用这两种基础。设计房屋建筑时,假如设有地下室,建议应用筏板基础,因为这种基础不仅可以很好地发挥地基作用,而且还可以做地下室地面,在设计箱形基础和筏形基础时,可以大大减小基础整体弯曲应力,同时也是设计难点,因此,设计期间,需要将上部结构和基础视为一个整体,最好采用共同做分析法。此外,设计筏形基础和箱形基础时,施工往往采用大体积混凝土,而这些建筑材料受环境影响较大,极其发生裂缝,因此,需要通过伸缩缝来有效解决混凝土裂缝问题。

(四)桩箱基础和设计要点

箱形基础和桩基础是桩箱基础的两个重要组成部分,不仅拥有很强的抗弯刚度,而且沉降量很小,通常情况下,如果高层建筑的地基是软弱土,此时桩箱基础最为适宜。在整个设计过程中,布桩方式是重中之重,需要结合实际情况,合理调整布桩方式,从而确保承载力符合相应要求。

四、结束语

综上所述,设计单位只有将相关基础设计工作落实到位,做好各项准备工作,才能保证房屋建筑基础设计符合国家相关标准,从而切实保障房屋建筑结构质量。而地质因素和施工因素对房屋建筑结构基础设计影响较大,因此,设计单位一定要提前做好准备工作,认真勘察地质,做好施工监督工作,这样,才能有效预防和降低不利因素带来的负面影响。另外,值得注意的是,在设计房屋建筑基础时,设计人员一定要牢牢掌握设计要点,分清主次,有所侧重,一定要科学合理地设计房屋结构基础,为广大业主提供品质优良的居住空间。

参考文献:

[1]金子巍.高层建筑基础设计探讨[J].煤炭工程,2012,(S2):75-76.

[2]吴强.地基基础设计中的土与结构共同作用问题分析[J].西部探矿工程,2006,(9):254-257.

[3]周钰涵.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].科技创新与应用,2015(7):156.

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[5]余 晗.浅析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建筑知识,2016(11):18,29.

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