摘要:房屋建筑是一项复杂的工程,房屋建筑设计的优劣是衡量房屋质量的一大因素,当前房屋建筑结构设计一直都在不断地发展,新的技术应用越来越多。在房屋建筑结构设计中,基础设计是重要内容,在设计过程中,要掌握设计要点,切实提高设计质量,通过采用合理设计方法和策略,才能使建筑整体质量有所提升。
关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计
1.房屋建筑结构基础设计概述
在房屋建筑结构设计过程中,基础结构的设计与上部结构的设计作为主要的设计内容,通常采用概率极限状态法作为房屋建筑结构设计方法。房屋建筑的上部结构主要是为了满足房屋使用过程中可能产生的各种竖向静力作用,包括房屋结构的自重,以及如地震、风荷载等产生的水平作用。因而设计主要围绕房屋建筑结构的刚度、强度以及稳定性等方面进行。而房屋建筑的静载作用通常从上往下传递,地震作用又是经过基础传递到结构上部,为满足房屋上部结构和下部地基条件,也要重视其基础设计。
2.房屋建筑常用的几种基础形式
2.1墙下条形基础
条形基础中常见的是混凝土刚性基础,其优点是价格低,方便,可因地制宜的改造整体的刚度,但其抗压、抗拉以及抗剪性能均较差,一般来说这种基础适用于五层以下的建筑。此外,较好的墙下条形基础还有钢筋混凝土柔性基础,它能够很好的解决上部结构荷载较大,地基承载力较低,且地基又不很均匀的问题,在六层以上的建筑中这种基础使用较多。
2.2独立基础
独立基础可分为刚性独立基础和柔性独立基础,他们在柱下基础中使用较多,基础的断面有方形和矩形,主要依据是不同的柱荷载偏心距。当有比较大的柱距时,独立基础相较于其他基础明显性价比更高。在多层建筑的上部结构作为框架体系的时候,选择独立基础比较合适。此外,独立基础较普遍的应用在民用建筑的中柱,目前看来效果是不错的。
2.3柱下条形基础及十字交叉基础
在柱荷载较大或者地基条件恶劣而不能采独立基础的时候,柱下条形基础是相对不错的选择。它的刚度较大,能够调整沉降的均匀度,但采用这种设计要在柱间距不能过大的前提下。十字交叉基础比较适合地基的承载力比较小但柱荷载却比较大的时候,它能够较好的完成目标。
2.4钢筋混凝土筏板基础
钢筋混凝土筏板基础适用于基础之间的空隙较小并且基础的底面积出现重叠的情况。在有地下室的结构中,筏板基础作为基础兼底板应用较多。此外,根据荷载的大小可以选择适当厚度的筏板基础。筏板基础的优点是整体的刚度较大,可调整整体沉降的均匀度。不过钢筋混凝土筏板基础也不是万能的,需要根据具体情况来选用。
2.5桩基础
承载力高、沉降量小是桩基础的优点。在地基变形和强度方面都无法满足要求时可采用桩基础。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆桩基础适应于以下情形:建筑物的上部结构荷载较大,而地基上部负载能力小,下部有可作为桩端持力层的坚实土层时;天然地基上的浅基础沉降量过大,即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时;对土层不很厚,土质又较差,如做条形基础,土方量较大时,可考虑采用钻孔,灌注短桩。
3.房屋建筑结构中的基础设计要点
3.1保证设计方案的技术合理性
在进行建筑物地基基础设计时,选择的基础形式要与其上部结构互相适用,地面尺寸还要与地基承载力相适用。为了使建筑物的地基变形不会超过规范的允许值,避免出现结构损坏,建筑物倾斜、开裂等事故,充分的保证地基的稳定性,还应该对建筑物地基的变形及稳定进行详细的验算。任何一种设计方案,只有通过相应的施工技术手段,才能使设计方案变成现实。因此,设计者对建筑物的施工工艺和施工技术水平要有充分的了解,并结合相应的工艺技术水平对其设计的方案进行相应的改进,确保最终施工的质量。
3.2加强大样详图设计
在房屋建筑结构设计中的基础设计里大样图的设计是相对重要的一个环节,也是起着关键性作用的,在绘制中一般都采用不同的方法,主要还是在原有的建筑详图的基础上进行绘制。在建筑结构设计中绘制的大样图一般情况下是不能改变原有建筑的外形的,它是建立在合理的力学模型上,保持一定的尺寸比例,让结构设计更为合理,工程施工更为方便,在图形的尺寸方面也有具体的规定,不可随意更改。对于基础的受力形式做到心里有数,能够从整体上把握结构大局,从细微处体现设计的实用性,秉承这样的绘图设计理念,设计出来的图纸才能够让施工技术人员读懂看明白。
3.3重视地基土与结构共同作用问题
所谓的共同作用就是把上部结构、地基、基础三者看成一个结构整体,而地基基础共同作用就是指地基土与基础共同承担其上部结构所传递的荷载。因此,用沉降控制来设计地基基础就是地基基础共同作用概念的一种具体运用。所谓的地基加固处理就是看基础沉陷量大小的控制要求来对地基的承载力进行修补加固的一种方式。在进行地基基础设计时,不仅要考虑到基础的作用,还要考虑到基础与地基两者的共同作用,这样才能保证设计出来的地基基础具有合理性与适用性,保障了位于地基基础之上的建筑物的结构安全与使用安全。
3.4考虑地基的承载能力
地基的压力要有一定的承载能力,要承受住建筑物的载荷,不能超过地基的承载能力,一旦超过就会引发重大的质量安全事故,要充分测量建筑物载荷,现在建筑物采用都采用桩基设计,这样可以增加建筑物的强度,抵抗能力也会大大的增加,设计中要充分测量桩基的承载能力,不能超过规定。对地基的设计采用条形基础不能满足地基的承载力时,要采用片筏基础设计。对于地基强度不够时,不能单纯的片筏基础底板向外墙悬挑,要设计好悬臂梁的宽度,加深筏基的深度,上面铺上预制板,架空家底,降低自重,或采用短桩加固地基,下面铺设粉砂土、砂质土,可以明显的增加地基强度。
3.5保证基础设计的合理性
对于地基要综合去考虑,不仅要考虑造价,使用的材料成本,还要对考虑施工的难易程度、施工条件是否艰苦,施工工期是否太长,这样都要去考虑。如果施工的材料太贵,这样会增加工程的造价,同时也会给建筑物的居民增加一定的负担。施工条件如果太困难,并且具有一定的危险性,就要重新去审视地基是否真的合理,是否能采用机械的手段去建设地基。总之,地基的设计要把主要的因素都要考虑全,要全方位立体式的设计地基,保证地基基础的高要求,高质量。
结束语:总之,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,因此相关设计人员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。
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论文作者:张郁林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/14
标签:基础论文; 地基论文; 房屋建筑论文; 结构论文; 建筑物论文; 结构设计论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;