房屋建筑结构设计中基础设计探讨论文_蔡洁

房屋建筑结构设计中基础设计探讨论文_蔡洁

湖北工业大学土木建筑与环境学院 湖北武汉 430068

摘要:近年来,房屋建筑结构设计中的基础设计得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先介绍了房屋建筑中常见的基础设计形式,分析了基础设计中选型要求,并结合相关实践经验,就地基基础应该重点考虑的因素展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于基础设计相关工作的实践。

关键词:房屋建筑;结构设计;基础;设计

一、前言

作为房屋建筑结构设计中的重要方面之一,基础设计的关键地位不言而喻。该项课题的研究,将会更好地提升对基础设计的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项房屋建筑结构设计工作的最终整体效果。

二、房屋建筑中常见的基础设计形式

1.独立的基础设计形式

所谓独立基础设计形式,就是运用刚性或柔性的柱下基础,对建筑物运用圆形或方形的柱子进行支撑。当柱距较大时,使用独立基础,这样虽然比较经济,但建筑不够坚固。然而为了增强建筑的整体性,往往对独立基础设计采用拉梁结构,以适应地基变化和增强抗震能力。当多层建筑的上部结构为框架体系时,此种结构的基础应该采用独立基础;大多数民用建筑的基础,一般考虑采用独立基础。

2.柱下条形基础设计形式

此种基础的设计方式是当柱子负载较大或地基很差时,采用独立基础无法满足承载力要求的情况下而采用的基础设计方式。条形基础具有较大的承受能力,对调整不均匀沉降有良好的作用。然而当柱距较大时,条形基础的刚度也不是很好,调整不均匀沉降的能力也下降,所以采用条形基础时,柱子之间的距离不宜过大。当柱荷负载大,地基承受力小时,或地基易变形和柱荷负载分布不均匀时,一般采用扩大基础底面积,加强柱子刚度来满足建筑基础的承载能力和应对地基变形。虽然柱下条形基础设计是一种较好的基础设计,但是它有自己的适用范围,不能滥用。

3.钢筋混凝土筏板基础设计形式

当地基承载力低,土质不均匀,而建筑的上部结构负载很大时,如采用其他的建筑基础,使得基础之间没有空隙,基础底面积重叠,没有足够的底面积,这时通常采用钢筋混凝土筏板基础。钢筋混凝土筏板基础的整体刚度比较大,可以将柱体的不均匀沉降调整的相对均匀。对于一些不均匀且松软的地基,先进行一定的碾压处理(或换填),以提高地基的承受能力,然后在处理过后的地基上做钢筋混凝土筏板基础。筏板基础又分为平板式筏板基础(当基础负荷相对不大时)梁板式筏板基础(当基础负荷相对较大时)。

三、基础设计中选型要求

在对基础结构进行设计的过程中,选型十分重要,这需要从如下几个方面展开探讨。首先是墙下条形基础的相关设计,因为在建筑中常见的基础为砖、混凝土等刚性程度强的基础,所以已经具备了一定抗承压的能力,这是基础设计的首要前提,选用此类材料的另一点重要原因是因为这些材料在成本方面具有一定的优势,花费较少却能够达到良好的效果,所以性价比较高。尤其是在建筑结构为5层以下的民用建筑以及厂房中得到普遍的使用。

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其次,在柱距相对较大的情况下,宜采用独立基础的结构,主要是从经济性方面考虑的,在运用独立基础的过程中,同时采用拉梁结的方式保护地基,防止出现变形的情况,具有较强的抗震性能。在民用建筑中,这种独立基础满足了经济性以及实用性的特点,所以在内柱中应用较为广泛。

第三,柱下条形基础以及十字交叉的基础使用情况多是建立在柱荷载较大时,采用条形基础可以进一步提高地基的坚固程度,防止其出现不均匀的沉降。由于十字交叉基础在空间刚度上具有良好的优势作用,所以也会在一定的范围内得以运用,主要是当条形基础得不到满足的条件下才会使用十字交叉基础,使得各项性能都可以得到良好的发挥。

除此之外,还有钢筋混凝土筏板基础以及桩基础等结构也是常见的基础结构类型,对于基础设计具有重要的作用,应该从房屋结构的实际情况出发选择合适的类型,确保建筑结构基础的稳定性。

四、地基基础应该重点考虑的因素

1.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。

2.建筑物的沉降量要控制在一定的范围内,不能使沉降超过一定的规定,沉降的太深,会使得工程的造价大大增加,经济效益会极大的降低,沉降的太浅,使得建筑物的抵抗能力极大的降低,因此,要控制在一定的范围内,同时对于建筑物的差异沉降也要保持在一定的范围内,差异太大,使得建筑物没有相当大的强度和刚度,差异太小,使得混凝土的量受到一定的限制。

3.要充分考虑桩基的位置,桩基承受建筑物主要的力的物质,一旦设计不合理,位置不对,会极大的影响建筑物的质量,要充分利用力学作用设计好桩基承受力的大小,对力的作用有一定的合理性,一旦设计不合理就会使得建筑物受力不均匀,轻则建筑物倾斜,重则发生倒塌。

4.要预先对地基中邻近房屋的影响,邻近的房屋也具有很大的承载力量,设计时要进行实地测量,邻近的房屋会对地基产生一定的推力,如果设计的地基没有考虑邻近房屋的影响,或者考虑的影响太小,房屋巨大的推力会造成地基的变形,直接影响建筑物的安全。

5.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。

6.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。

7.要对建筑物和地基基础的综合分析,共同作用。针对局部软质地基,可采用不同的处理方式,以沉降量为控制因素,进行设计,通过测量地基的变形量,来确定变更尺寸的大小,以调整地基的压力和载荷。把建筑物、地基、基础要看做一个整体。既要满足三者的变形协调,又要有一定的承载力,使得地基和桩基共同承担上部的载荷。用沉降控制设计地基基础,可以有效地控制三者的变形协调,沉降量控制可以对地基进行加固,增强地基的承载能力。

五、结束语

综上所述,加强对房屋建筑结构设计中基础设计的研究分析,对于其良好设计效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的房屋建筑结构设计过程中,应该加强对基础设计关键环节的重视程度,并注重其具体设计实施方案的科学性。

参考文献:

[1] 庞新凤.高层建筑的基础设计[J].科技传播.2014(09):88-89.

[2] 卢建勇.如何搞好房屋建筑结构的优化设计[J].中国房地产业.2015(02):115-116.

[3] 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.2015(10):60-62.

论文作者:蔡洁

论文发表刊物:《基层建设》2016年9期

论文发表时间:2016/7/26

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