探析房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計

廖闊

（四川省建筑設(shè)計院，四川 成都 610000）

隨著我國綜合實力的增強(qiáng)，人們生活水平的提高，城市化進(jìn)程的加快，各種各樣的建筑一夜之間在中華大地拔地而起。房屋建筑功能的完善、造型的獨特以及方方面面的因素，造成房屋建筑的設(shè)計變得日益復(fù)雜。基礎(chǔ)設(shè)計作為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容，加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基礎(chǔ)設(shè)計的探討，不僅為有效提高房屋質(zhì)量打下了堅實的基礎(chǔ)，也為房屋建筑經(jīng)濟(jì)適用性的挑戰(zhàn)提出了核心的觀念和思路。

一、概述

雖然近年來國家加大了房價的調(diào)控力度，與人們的房價期待值還存在較大的差距，而人們的購房意愿并沒有因此而消退。為確保廣大人民群眾真正安居樂業(yè)，就應(yīng)加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計力度，尤其是房屋建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計作為主要的設(shè)計內(nèi)容，通常采用概率極限狀態(tài)法作為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)主要是為了滿足房屋結(jié)構(gòu)自身重量，以及房屋使用者及其家居設(shè)備等荷載的豎向靜力作用與地震力、風(fēng)壓力的水平荷載的動力作用下產(chǎn)生的作用力，因而在設(shè)計時主要從房屋建筑結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定等方面進(jìn)行，而房屋建筑的靜載作用通常從上往下傳遞，地震作用又是經(jīng)過基礎(chǔ)傳遞到結(jié)構(gòu)上部，為滿足房屋上部結(jié)構(gòu)和下部地基條件，通常把基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為其結(jié)構(gòu)形式。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)、復(fù)雜的工作，因而作為設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)在整體設(shè)計方面抓大放小，以剛?cè)嵯酀?jì)的方式進(jìn)行協(xié)調(diào)，通過設(shè)置多道防線，從而打通重要環(huán)節(jié)，對設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時反饋和處理，注重設(shè)計人員專業(yè)設(shè)計水平的提升，盡可能確保房屋建筑在滿足一般功能的同時滿足客戶的需要。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計中存在的幾個問題

建筑現(xiàn)場施工具有勞動密集的特性,投入勞動力眾多,難以保證不出現(xiàn)問題。因而應(yīng)認(rèn)真分析實踐過程中存在的相關(guān)問題，做好房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計。通常情況下，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要存在以下幾個問題：

一是在設(shè)計結(jié)構(gòu)平面圖時通常將抗震設(shè)防烈度這一因素考慮的不夠周密，尤其是砌體結(jié)構(gòu)模型建造時沒有直接設(shè)計，而是采用了結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行設(shè)計，并對整體與具備的受壓問題考慮的不夠全面；

二是在設(shè)計屋頂結(jié)構(gòu)圖時，應(yīng)盡量符合客戶的要求，在結(jié)構(gòu)形式、板配筋、鋼筋大樣示意圖等方面的設(shè)計上往往是難以整體的視角、全局的觀念進(jìn)行，導(dǎo)致設(shè)計的意圖不明顯，一定程度上影響了施工；

三是在繪制大樣詳圖時，由于建筑詳圖設(shè)計不合理，導(dǎo)致大樣詳圖的繪制出現(xiàn)誤差，從而導(dǎo)致尺寸與建筑物不符；

四是繪制樓梯樣圖時，經(jīng)常會出現(xiàn)撓度控制不當(dāng)?shù)那闆r，樓梯梁梁下的凈高度難以滿足建筑的需要，樓梯梁上下位置就難以得到統(tǒng)一。

五是在設(shè)計地基基礎(chǔ)時，由于不注重混凝土的標(biāo)號，混凝土耐久性不達(dá)標(biāo)，基礎(chǔ)配筋的設(shè)置與最小配筋率相關(guān)要求不符，重復(fù)使用條基交叉處的基底面積，對基礎(chǔ)圖構(gòu)造的定位不精準(zhǔn)，導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)計不實，給工程質(zhì)量帶來極大的安全隱患。

二、加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的主要措施

（一）注重結(jié)構(gòu)平面圖設(shè)計

在繪制和設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)平圖時，若房屋建筑所處地的抗震設(shè)防烈度是6度，則應(yīng)結(jié)合建筑抗震設(shè)計規(guī)范，并基于與相關(guān)抗震措施相符的原則下，不必使用結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模，由此可見，就砌體結(jié)構(gòu)而言，不必使用結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模，可直接設(shè)計，但還是在設(shè)計時應(yīng)該注意整體和局部受壓的相關(guān)問題；若房屋建筑所處地的抗震設(shè)防烈度是7度甚至更大，那就必須使用結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模。

（二）做好屋頂結(jié)構(gòu)圖設(shè)計

由于近年來各地"平改坡"的呼聲較為嚴(yán)重，為符合客戶需要，目前很多房屋建筑大都采用坡屋面的結(jié)構(gòu)形式。這一結(jié)構(gòu)形式主要有梁板式與折板式，若建筑板的跨度較大且建筑平面不規(guī)則，屋脊線的轉(zhuǎn)折和屋面坡度復(fù)雜，因而基于此種坡屋面大都選擇梁板式。反之，則采取折板式。它們的共同點就是這兩種板都是偏心受拉構(gòu)件。板配筋時，為有效抵抗拉力，應(yīng)拉通部分或全部板負(fù)筋。板厚度應(yīng)根據(jù)構(gòu)件而定，通常不低于120mm，并在梁板折角處布置鋼筋大樣示意圖。

在設(shè)計屋坡面板時，為確保施工操作人員更好的理解圖紙，應(yīng)采取大樣詳圖與剖面示意圖相結(jié)合的表現(xiàn)方式。因而作為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，必須具備空間感，就房屋建筑的整體構(gòu)造做到心知肚明。以整體的視角掌握房屋建筑結(jié)構(gòu)大局，以細(xì)微的設(shè)計體現(xiàn)其實用價值，堅持這一設(shè)計理念，所設(shè)計的圖紙方能使施工技術(shù)人員一目了然的明白設(shè)計者的意圖。但需要注意的是，由于屋面起坡會導(dǎo)致閣樓層的部分墻體超過高度，因而在設(shè)計時就應(yīng)與門窗頂相結(jié)合設(shè)置圈梁，從而降低墻體計算高度。

（三）加強(qiáng)大樣詳圖設(shè)計

建筑詳圖是否準(zhǔn)確無誤是繪制大樣詳圖的基本前提。繪制大樣詳圖的方式一般有兩種：一是在原有建筑詳圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行；二是在以前做過詳圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)與繪制。并在繪制大樣詳圖時，應(yīng)在確保建筑外形不變的原則下，盡可能的設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)以便于施工，并且不管是標(biāo)高或是外形，在尺寸方面必須與建筑協(xié)調(diào)一致。

（四）強(qiáng)化樓梯樣圖設(shè)計

在繪制樓梯樣圖時，應(yīng)注意樓梯板撓度的控制，樓梯梁梁下的凈高度必須滿足建筑要求，確保樓梯梁位置上下層互相統(tǒng)一。若局部不符合則應(yīng)采用折板樓梯，并注意折板樓梯鋼筋，尤其是內(nèi)折角處應(yīng)斷開并分別錨固，從而預(yù)防局部應(yīng)力的集中，注意樓梯板的寬度和梁下凈空要求，如果是首段梯板，應(yīng)充分考慮基礎(chǔ)帶來的沉降，并在必要時設(shè)置梯梁。

（五）做實基礎(chǔ)設(shè)計

在設(shè)計基礎(chǔ)時，應(yīng)注重混凝土標(biāo)號的選擇，并確保與結(jié)構(gòu)耐久性要求相符?；A(chǔ)配筋必須確保與最小配筋率相關(guān)要求相符，條基交接處的鋼筋設(shè)置必須選用標(biāo)準(zhǔn)圖或詳圖，且條基交叉處的基底面積不能重復(fù)利用，并注意基礎(chǔ)寬度的調(diào)整。若局部墻體的局部荷載較大也應(yīng)就基礎(chǔ)寬度進(jìn)行調(diào)整，對于基礎(chǔ)圖中的構(gòu)造柱，若定位不明確應(yīng)進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

三、優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)建議

（一）從結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)造上進(jìn)行合理優(yōu)化

當(dāng)房屋建筑多層結(jié)構(gòu)剛度均勻時，才能應(yīng)用底部剪力法；當(dāng)房屋建筑結(jié)構(gòu)底層框架附帶混合結(jié)構(gòu)且厚度較薄時，應(yīng)注意考慮塑性變形帶來的集中性影響。這是由于底層的框架結(jié)構(gòu)只含抗震墻，因而底層的框架混合結(jié)構(gòu)剪力的分配不能根據(jù)一般的框架抗震墻進(jìn)行計算，而選用"雙保險"的方式進(jìn)行計算，抗震墻承擔(dān)所有剪力，框架根據(jù)剛度比例承當(dāng)一定的剪力。在進(jìn)行剛度技術(shù)時，框架剛度不產(chǎn)生折減，抗震墻產(chǎn)生折減，通常折減至剛度的20%到30%，并考慮到由于地震作用而形成的傾覆力矩造成底層框架中的附加軸力。不能用簡單的單向板的計算方法來代替連續(xù)板的計算方法。雙向板查表計算時，不能忽略材料泊松比的影響，否則，由于跨中彎矩未進(jìn)行調(diào)整，將使計算值偏小。避免在荷載計算中發(fā)生錯誤：漏算、少算荷載或荷載的折減不當(dāng)，建筑物的實際用料與計算結(jié)果不符。

（二）從抗震要求出發(fā)，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理

多層砌體住宅一般采用橫墻承重結(jié)構(gòu)體系和縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系?？v橫墻的布置應(yīng)均勻?qū)ΨQ，沿平面做到盡量對齊，沿豎向做到上下連續(xù)；房屋的盡頭和轉(zhuǎn)交的位置不宜設(shè)置樓梯間；不宜采用無錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。對于鋼筋混凝土多、高層結(jié)構(gòu)的住宅，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，這樣做的目的是對于來自平行于抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力，能夠更好的各自承擔(dān)；框剪體系的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取有效措施，確保樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻連接的可靠性。

總之，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計是一項較為系統(tǒng)復(fù)雜的工作。作為設(shè)計人員，做好房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計是確保房屋建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵，在設(shè)計工作中做好每一個細(xì)節(jié)的設(shè)計，在實踐中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，盡可能的提高房屋建筑的功能，從根本確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，進(jìn)而確保房屋建筑工程質(zhì)量。

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