摘要：当前国内的高层建筑具有重量大、载荷量较大的特征，且横向的风荷载力和地震荷载力引起的倾覆力范围也成倍的增长，就对建筑结构基础和水平荷载能力提出了新的要求。与此同时，还要保障建筑物在经受较小风荷载和地震荷载时有较强的稳定性。我国高层房屋建筑的基础施工设计与建筑的上部结构形式、层数基础结构模式、地基桩型、水文地质复杂程度等因素有直接联系。
关键词：建筑结构；结构设计；基础设计；地基研究
一、建筑结构设计期间基础设计的论述
基础设计是指在考虑到构造措施的前提之下，按照建筑工程的地质检测报告结构类型、荷载力进行合理分析的工作，通过对建筑基础面积的明确和地基承载力的验算，进而完成结构内部内力计算以及钢筋配数计算。由于建筑基础通常采用深桩基础技术，其可共同承受基桩和基桩土的力。建筑的桩基础是较为传统的基础建筑形式，其运用了正确的力学原理，通过基础桩可以充分体现出对深层土的承受能力，并具有施工操作简单的优势。但这一桩基础形式已无法满足当今的建筑地基施工需求，因而要结合先进施工技术和材料技术才可以满足，所以已成为现阶段国内多数建筑房屋企业工程普遍采用的基础形式之一。在对房屋建筑进行基础设计期间，要将建筑上部结构类型、建筑规模、风向荷载力、整体钢筋度、沉降敏感度和建筑下部的工程地质和水质等因素相结合，按照实际情况采取合适的技术和工艺。除了要考虑施工期间的施工技术和材料问题，还要综合分析基础形式的选取。
二、我国建筑在进行基础设计期间要考虑的主要影响因素
建筑进行基础设计时，开展建筑结构设计的关键内容所在，其可以有效保障建筑物的正常使用并提升使用安全性。所以建筑设计人员在进行基础设计期间要满足以下五方面要求：第一点，建筑基底的附加荷载力不可超过地基的承受力和木桩的承载力。第二点，设计人员要合理控制高层建筑的基础沉降量和沉降差异。第三点，要根据实际情况考虑桩基的正确运用。第四点，设计人员要事先针对房屋基础在施工期间对周围房屋可能造成的影响和问题进行预估。第五点，设计人员要考虑综合经济效益，不但要考虑基础本身的材料和造价成本，还要考虑在后期使用期间以及施工条件、施工工期对经济效益所产生的影响。
三、房屋建筑的结构基础设计研究
1.房屋基础与建筑上部结构的基本设计要求
建筑基础、上部结构是基础设计的重点内容之一，且结构的方式全部采用概率极限状态的设计理念进行。房屋建筑的上部结构是指在满足结构自身重力荷载，并且满足对人、物体、家具等荷载的情况下，结构可以维持该有的刚度、强度和稳定性，此时房屋的静载作用会由上自下进行传递，而地震的作用则是由建筑基础传递至上部结构。为了满足上部结构和下部地基条件相结合的需求，房屋建筑的基础结构会影响到建筑的使用性能。建筑设计工作很繁琐，因此在设计房屋结构期间要保障四项基本原则：即重视整体部分环节的设计、设置多道安全隐患防线、刚度和强度并济、突破关卡设计重难点问题。按照这样的原则展开房屋结构设计，就可以在结构设计期间针对发现的问题进行解决，并预防留存安全隐患，进而在一定程度上不断提升设计工作人员的结构设计水平和工作能力。与此同时，不但要保障房屋结构的设计安全，还要与实际情况要求相符。
建筑层数越多就会为建筑上部结构带来越大的压力，会出现材料用量较多、施工周期延长、工程造价成本较高等问题。对于此，设计人员在针对建筑进行设计期间，要做到满足以下几方面要求：首先地下结构要满足建筑房屋使用的防水需求。其次，房屋基础要考虑地基、后期复合型地基的最大承载情况。再次，设计人员要将房屋基础总沉降量控制在国家规定的范围内。最后，建筑企业要在整体考虑建筑的经济效益，不但要考虑房屋基础本身的材料和造价成本，还要考虑水文条件、天气降水施工条件、施工情况等因素的影响。
2.房屋建筑的基础受力情况还会受到地基土压缩性以及分布均匀情况的影响。当地基土无法再进行压缩时，基础结构就会整体发生弯曲。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际实践当中，最常遇到的问题是地基土有一定可压缩性，但分布情况不均，因此就会影响到基础的弯距分布情况。由于建设期间，基础地基土的强度有限，形成的摩擦力也是有限的，不会超过地基土的抗剪强度，且孔吸水压力的变化就会改变压缩期间摩擦力的大小和均匀分布。除此之外，建筑外荷载的分布、荷载力性质、房屋基础的柔度、地基土的改动、时间等都会对房屋建筑工程的基础带来影响。所以设计人员要针对地基土和实际施工情况预估摩擦力的影响。
3.房屋建筑上部结构和基础地基共同作用的论述及研究方式
房屋上部结构、地基、基础是相互联系的，每一部分的工作属性都是三者共同作用的结果。设计人员可将三者看作协调分工的整体，并在连接点和基础点之上满足协调的要求，进而有效调整整个建筑系统的变形应受力。通过对共同作用进行研究，可以看出上部结构与基础通常是由桥梁和天花板所组成，所以设计人员可以在此基础上采取限制单元法、限制条件法、限制差分法和解析法，在上部结构的基础之上建立起刚度矩阵，与此同时，还要通过使用变性协调条件将地基刚度矩阵进行有效的整合。地基首先要明确采取何种地基模型，通常有线弹性地基模式、非线弹性地基模式、弹塑性地基模式，之后可以建立起相应的刚度矩阵。并且通过对共同作用的分析，可以按照实时监测情况共同研究基础和建筑上部结构的刚度与强度，此外还要考虑施工期间带来的影响，将建筑结构的荷载力与刚度、强度形成状况分别进行考虑。
四、在进行建筑基础设计期间要注意的问题
1.保障结构荷载传递的可靠性与稳定性
设计人员在设计房屋基础期间，要维持基础的强度、刚度，保障上部结构在基础水平荷载力上形成力矩，保障与地基土和桩基之间的传递可靠性。
2.进行变形协调工作，减少不均匀沉降的深度
由于基础结构是位于上部结构和地基土之间，因此刚度、强度的大小分布会对不均匀沉降、整体的弯曲程度产生直接影响。例如：设计人员要在条形基础的基准之上满足上部结构对地基的承载力和变形承受力需求，或是当建筑物需要有一定的刚度、强度时要采用筏形基础与上部结构荷载叠合的方式，如果无法叠合，那么在荷载效应的组合之下就要适当调整桩基的偏心距离。
3.设计人员要综合考虑房屋基础结构、上部结构、地基土三者之间的共同作用
基础结构、上部结构、地基土之间会产生相互作用，且在实际进行工程设计期间不可能将三者完美兼顾，尤其是在选取合适的地基模型和参数时，会对共同作用的结果产生直接影响；但基于构造和钢筋数量的结合作用考虑而言，则可以将三者完美兼顾。施工人员要按照钢筋数量、房屋结构、房屋基础、地基土分布的基础上进行反力计算。
结束语
综合上述所言，可以看出由于改革开放以后，国民经济体系的进步与革新带动国内建筑产业的不断进步，且当前已获得了较大的成就。建筑业中最重要的就是建筑物的设计，而建筑物设计的结构设计又是工作开展的重中之重。由于建筑物结构设计不仅会直接影响到建设企业的经济效益，同时也会对广大人民群众的使用效益产生影响，因此要在施工期间进行完整细致的设计可以保障施工单位的利益最大化。
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论文作者:程小静
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
标签：基础论文; 地基论文; 结构论文; 荷载论文; 建筑论文; 刚度论文; 结构设计论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;