建筑结构设计中的基础设计形式探析

姜骞

摘 要：基础设计作为房屋建筑结构设计的主要内容，加强房屋建筑结构设计中基础设计的探讨，不仅为有效提高房屋质量打下了坚实的基础，也为房屋建筑经济适用性的挑战提出了核心的观念和思路。本文笔者将对房屋建筑结构设计中的基础设计进行探讨，以供广大学者和实际工作者参考。

关键词：房屋建筑;结构设计;基础设计

1房屋基础设计的要求和选型

1.1基础设计的要求

1.1.1高层建筑

高层建筑的特点是层数多，上部结构荷载大，使得基础埋置深度大、在材料的使用上也耗费量大、施工周期较长、工程总造价较高。因此，高层建筑设计时应注意满足以下几点要求。一是基础的总沉降量和差异沉降量应严格遵守规范规定的允许值;二是对复合地基或天然地基承载力及桩基承载力的要求要满足;三是地下结构做好建筑防水满足规定要求;四是不仅对基础本身的耗材和造价进行考虑，还要对土方、降水、施工条件与工期长短等因素进行考虑，对经济效益进行综合考虑。

1.1.2多层建筑

一般砌体结构建筑，应该严格按照建筑的抗震设计的规范要求，并在行动中真正的做到：要优先的采用横墙承重或者是纵横墙共同承重的结构体系，纵横墙在布置上最好能够均匀的对称，并且沿着平面进行对齐，沿竖向的面也应该上下进行连续。钢筋砼多层建筑结构的布置，应该尽量的采用规则的结构。如果结构比较复杂，可以预先设置好防震缝，并且将防震缝两侧分割成为各规则的结构，单元为单位，结构布置以少设缝为宜。这样就能够有效的使防震缝的设置以及伸缩缝、沉降缝可以得到统一。

1.2基础设计的选型

房屋建筑基础的选型应根据多方面因素综合考虑最终确定，例如：上部结构、工程质地、抗震防备要求、施工条件、环境因素以及周围建筑物等。应选用整体性能高，能满足地基承载力和建筑物允许变形要求的基础形式，最好能调节不均匀沉降。房屋建筑结构设计中有几种常用的基础形式如下：

1.2.1墙下条形基础

常见的砖、毛石、混凝土刚性基础，主要功能为承受抗压强度、对于承受抗拉和抗剪强度的能力不高。这种基础的特点是造价低、施工快、可通过地圈梁的加强来增强基础的整体刚度，可以承受上部结构的较大荷载，并能适应一定程度的地基变形。适用于建造5层以下民用建筑及轻质生产厂房。

1.2.2独立基础

独立基础常用于柱距较大的情况，较为经济实惠。可采用拉梁拉结的方式，来增强抗震承受能力与适应地基变形，从而提高基础整体性。考虑到经济效益方面，在民用建筑的柱中多采用独立基础。

1.2.3柱下条形基础及十字交叉基础

当柱荷载较大或地基不够坚固时多采用条形基础。由于条形基础的刚度较大，有良好的调整不均匀沉降作用，但随着柱距的增大，能力也随之下降。因此在柱距不超过6-7m的条件下，柱下条形基础能较好的发挥作用。十字交叉基础的空间刚度大，是一种好的基础形式，但其有严格的适用范围，不易任意滥用，因此只有当条形基础不能满足要求时，才可以使用十字交叉基础。

1.2.4钢筋混凝土筏板基础

当地基的承载力不够，地基土质不均匀，上部结构荷载较大时，可采用十字交叉基础。但有的基础之间空隙不够，有的基础底面积已出现重叠情况时，再提供足够的基础底面积是不可能的，在这种情况下就可采用筏板基础。另外，对于地下室的结构，筏板基础恰好就是其地板结构。

1.2.5桩基础

桩基础的特点表现为承载力高、沉降量小。当建筑物上部结构荷载较大，地基上部承载力不强，下部又有坚实的土层时，可采用桩基础;当天然地基上有过大的浅基础沉降量时可采用桩基础。

2建筑结构基础设计分析

2.1地基条件对基础受力状况的影响

基础受力状况还取决于地基土的压缩性及其分布的均匀性。当地基土不可压缩时，基础结构不仅不产生整体弯曲，局部弯曲亦很小;上部结构也不会因不均匀沉降产生次应力。实践中最常遇到的情况却是地基土有一定的可压缩性，且分布不均，这样基础弯矩分布就截然不同。基础与地基界面处往往显示出摩擦特征。由于土的强度有限，形成的摩擦力也有限，不会超过土的抗剪强度。孔隙水压力的变化，可能改变压缩过程中摩擦力的大小与分布。此外，外荷载的分布和性质、基础的相对柔度以及土的蠕变等涉及时间变化的效应等都会影响到界面条件。因此，应从完全光滑一直到完全粘着这两种极端情况之间来慎重估计界面摩擦的影响。

2.2上部结构与基础和地基共同作用的概念及分析方法

上部结构与地基和基础三者是彼此不可分离的整体，每一部分的工作性状都是三者共同作用的结果。共同作用分析，就是把上部结构、基础和地基看成是一个彼此协调工作的整体，在连接点和接触点上满足变形协调的条件下求解整个系统的变形与内力。在共同作用分析中，上部结构和基础通常是由梁、板组成，因此可以采用有限单元法、有限条法、有限差分法或解析方法建立上部结构和基础的刚度矩阵，并利用变形协调条件与地基的刚度矩阵耦合起来。地基首先需确定采用何种地基模型：线弹性地基模型，非线弹性地基模型还是弹塑地基模型。然后建立地基的刚度矩阵。在共同作用分析中，可以根据实测结果把基础和上部结构的实际刚度进行共同作用分析，并考虑施工过程的影响，把结构荷载和刚度形成情况分别考虑来进行共同作用分析。

3加强房屋建筑结构基础设计的主要措施

3.1注重结构平面图设计

在绘制和设计房屋建筑结构平图时，若房屋建筑所处地的抗震设防烈度是6度，则应结合建筑抗震设计规范，并基于与相关抗震措施相符的原则下，不必使用结构软件进行建模，由此可见，就砌体结构而言，不必使用结构软件进行建模，可直接设计，但还是在设计时应该注意整体和局部受压的相关问题;若房屋建筑所处地的抗震设防烈度是7度甚至更大，那就必须使用结构软件进行建模。

3.2做好屋顶结构图设计

由于近年来各地“平改坡”的呼声较为严重，为符合客户需要，目前很多房屋建筑大都采用坡屋面的结构形式。这一结构形式主要有梁板式与折板式，若建筑板的跨度较大且建筑平面不规则，屋脊线的转折和屋面坡度复杂，因而基于此种坡屋面大都选择梁板式。反之，则采取折板式。它们的共同点就是这两种板都是偏心受拉构件。板配筋时，为有效抵抗拉力，应拉通部分或全部板负筋。板厚度应根据构件而定，通常不低120mm，并在梁板折角处布置钢筋大样示意图。

3.3做实基础设计

在设计基础时，应注重混凝土标号的选择，并确保与结构耐久性要求相符。基础配筋必须确保与最小配筋率相关要求相符，条基交接处的钢筋设置必须选用标准图或详图，且条基交叉处的基底面积不能重复利用，并注意基础宽度的调整。若局部墙体的局部荷载较大也应就基础宽度进行调整，对于基础图中的构造柱，若定位不明确应进行精准定位。

3.4强化楼梯样图设计

在绘制楼梯样图时，应注意楼梯板挠度的控制，楼梯梁梁下的净高度必须满足建筑要求，确保楼梯梁位置上下层互相统一。若局部不符合则应采用折板楼梯，并注意折板楼梯钢筋，尤其是内折角处应断开并分别锚固，从而预防局部应力的集中，注意楼梯板的宽度和梁下净空要求，如果是首段梯板，应充分考虑基础带来的沉降，并在必要时设置梯梁。

4结语

綜上所述，房屋建筑结构设计中的基础设计是一项较为系统复杂的工作。作为设计人员，做好房屋建筑结构设计中的基础设计是确保房屋建筑工程质量的关键，在设计工作中做好每一个细节的设计，尽可能的提高房屋建筑的功能，从根本确保房屋建筑结构设计质量，进而确保房屋建筑工程质量。

参考文献

[1]马安宝.浅析房屋建筑结构设计中的基础设计[J].科技风.2011（11）.

[2]刘建鑫.高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J].山西建筑.2011（04）.