房屋建筑结构设计中基础设计分析

2019-11-28田力

建材发展导向 2019年23期

田力

（山西中方森特建筑工程设计研究院，山西太原 030002）

房屋建筑是目前城市发展中的重要组成部分，为了提高城市美观度，满足人们的审美和使用需求，房屋建筑架构设计也在不断改变。基础结构作为房屋建筑的重要组成部分，其质量的好坏将直接决定建筑物的安全与否。为此就有必要加大基础设计的重视力度，从而保证建筑物的全局利益。

1 房屋建筑基础结构设计的原则

1.1 经济合理性原则

房屋建筑基础结构设计要满足经济合理性原则的要求，在保证质量的基础上，降低材料损耗，为企业节省更多的成本效益。

1.2 综合性原则

在房屋建筑基础设计中，应注重与其他结构设计之间的衔接性，构建完善的房屋建筑结构整体，确保上下部结构的有效连接，从而增强建筑的协调性和统一性。

1.3 多样式原则

房屋建筑基础结构的类型多样，在设计中，应结合实际情况选择合适的基础结构类型，以加强房屋建筑的稳定性，增大房屋建筑的经济和社会效益。

1.4 动态原则

动态设计原则要求房屋建筑基础设计中，除了要确保各项功能的合理性外，还需结合时代发展需求对设计方案予以优化，使房屋建筑整体适应社会发展需求。

2 房屋建筑结构设计中基础设计的形式及要点

2.1 墙下条形基础

墙下条形基础是房屋建筑基础结构的重要类型，在增大房屋建筑基础结构抗压能力、抗剪能力及抗拉能力上有着显著效果。墙下条形基础采用的主要材料以毛石、砖、混凝土等刚性材料为主，也正是由于这些刚性材料的应用，才能更好的优化基础结构的抵抗性能。不过在实际应用中，应对内部剪应力及拉应力进行合理控制，以免其超出规定范围。

墙下条形基础的特征有施工快、造价低，所以被广泛应用在多层房屋建筑或轻型生产用房中。且通过地圈梁的加强，条形基础的刚度和承载力也会逐渐增大，进而减少结构变形等问题的出现。而对于高层房屋建筑来说，如果想要使用墙下条形基础，一般会添加柔性基础起到综合效用，并通过肋梁的添加来增强基础结构的抗弯能力，避免不均匀沉降问题的产生。

2.2 独立基础

在房屋结构设计中，柱下基础一般以独立基础为主，包括刚性独立基础和柔性独立基础两部分，需要结合实际情况合理选择。通常情况下，柱距较大或上部结构为框架结构时，为了增强地基承载能力，减少变形问题的产生，通常会以刚性独立基础为主，加强基础结构的整体性和经济性。而柔性独立基础的应用一般是为了增强房屋建筑的抗变形能力及抗震能力，通过拉梁拉结模式的设置来保证结构的稳固性。不过在拉梁选择过程中，需要准确计算拉梁截面的断面尺寸，确保设计的合理性。现阶段，很多民用建筑的内柱均采用了独立基础设计，这在提高承压能力及抗变形能力上有着显著效果。

2.3 柱下条形基础和十字交叉基础

柱下条形基础被应用在柱荷载较大或地基土质较差的环境下，在这种条件下，独立基础已无法满足建筑承载需求，且无法有效扩大承载面积，为了保证建筑承载力在规定范围内，需充分利用柱下条形基础的刚性特征，提高建筑结构承载力，避免不均匀沉降问题的产生。在使用该基础结构时，需要对柱距实行合理控制，通常会控制在6-7 米之间，以确保柱下条形基础功效的发挥，防止变形、沉降对整体建筑结构的影响。

再者，十字交叉结构在应对地基承载力不足、柱荷载过大或荷载分布不均等问题上有着显著效果，十字交叉基础一方面增大了基础的抗变形能力及承载能力，另一方面也提升了基础刚度，加强了房屋建筑整体的安全稳定性。不过这种基础形式本身空间刚度较大，虽属于良好基础形式，但适用范围也相对有限，应该根据具体房建结构设计需要，适当选择，切忌滥用。

2.4 桩基础

桩基础是目前房屋建筑建设中最常使用的结构形式，其具有承载力强、沉降量小的特征，能够有效调整房屋建筑基础结构中存在的问题，提高设计质量。桩基础的选择条件为：

一是房屋建筑上部结构荷载偏大，下部作为桩端持力层且存在软土地基时，可采用桩基础结构完成基础设计；二是地基浅层基础的沉降情况较为严重，在处理完软基后仍无法满足房屋建筑要求，承载力不足时，需使用桩基础结构；三是当建筑物自身重量较重时，尽管地基具有较强承载能力，但对于沉降控制有着较高要求，会发生不均匀沉降。此时可使用桩基础形式；四是若地基土层较薄，土质相对较差，例如条形基础，土方量较大，则可以选择采用灌注桩、钻孔桩等。

2.5 钢筋混凝土筏片基础

钢筋混凝土筏片基础的应用需要满足以下几个条件：地基承载能力较弱、土质分布不均匀、上部结构荷载较大、基础结构中存在较多空隙，密实度不佳、底面积存在重叠现象等。通常在有地下室的房屋建筑结构设计过程中，其本身并不需要防潮、防水设计时，地下室底板结构一般可以选择钢筋混凝土筏片基础，且根据荷载情况的不同，钢筋混凝土筏片基础的形式也会有所变化。当荷载较小时，可选用平板式筏片基础；而当荷载偏大时，可选用梁板式筏片基础。此外，钢筋混凝土筏片基础的刚性较高，能够对墙体和柱体存在的不均匀沉降予以合理调整，从而加大结构的承载能力。

3 房屋建筑结构设计中基础设计的注意事项

3.1 材料的合理选用

房屋建筑结构基础设计中，钢筋、混凝土等主要材料的选择是非常重要的。一旦材料出现质量问题，会直接影响钢筋混凝土结构的性能，进而降低基础设计的安全稳定性。为此，在材料选用上，混凝土要对原材料质量及性能实行检测，确保其符合建筑施工要求。钢筋材料的选择需要结合图纸内容详细分析，保证钢筋数量、规格等设置的合理性，并准确计算截面面积尺寸，加强墙体及柱结构设计的科学性。

3.2 优化平面设计水平

要想提升房屋建筑基础设计水平，加强平面图设计是尤为必要的。在平面图绘制中，一方面要对各结构的承载能力及强度进行合理规划，另一方面要明确结构的抗震等级。同时注重结构参数的准确性，加强对局部布局的调整。

3.3 加强基础设计选型的合理性

在基础设计结构选型中，先要对现场周边环境实行详细了解和掌握，如地质条件特征、自然环境特征等，之后结合房屋建筑具体要求展开综合分析，确定基础结构类型。再者，时刻注意布置剪力墙的设计方法，在符合基础设计均匀性的前提下，适当增加基础设计的数目，以此增强房屋建筑的安全性，以免出现局部应力太过集中而引发的坍塌问题。

3.4 强化上部结构设计

房屋建筑上部结构的设计质量对基础设计有着直接影响，所以加强上部结构设计的合理性，同时也是完善基础设计的重要举措。而屋面作为上部结构设计的核心内容，屋面形式的选择就成为人们关注的重点内容。一般情况下，会以坡屋面设计为主。而当屋面不平、不规整或者房屋板块跨度过大时，则会采用梁板式的房屋设计。除此之外，还会根据实际的房屋建筑情况使用偏心受拉的部件，以此来维护基础设计的合理性。

3.5 承重柱截面高度设计

承重柱是房屋建筑结构设计中的重点内容，其质量会直接影响房屋建筑结构的承载能力，进而决定房屋建筑的使用安全和寿命。而承重柱的高度与承重结构的性能是成正比的。即当高度过低时，承重柱所承受的压力会逐渐加大，结构的抗压能力会逐渐降低，进而影响结构的安全性和稳定性。所以设计中要结合房屋建筑要求，对柱体高度进行合理规划设计，维护建筑安全。