土木工程建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析

徐曉霞

【摘 要】通常情況下我國所說的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指房屋的戶型結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但無論是戶型結(jié)構(gòu)還是建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都是為了確保建筑物結(jié)構(gòu)具有較好的安全性和可靠性，使其具有更好的使用功能和性價(jià)比，確保建筑物使用壽命的延長。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作為其中非常重要的內(nèi)容，直接與房屋的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)適用性息息相關(guān)，所以需要對(duì)房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求及選型進(jìn)行深入的了解，從而更好的加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】土木工程；建筑結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概述

1、建筑物的種類。根據(jù)不同的分類條件，建筑物分為不同種類。按其用途，分為民用建筑和工業(yè)建筑；以其層數(shù)為基根據(jù)，分為單層、高層、多層和超高層；按其使用的材料分為木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)等等；按其結(jié)構(gòu)形式又可分為框架結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等等。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。（1）建筑物的設(shè)計(jì).建筑物的設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)等等，同時(shí)應(yīng)遵守設(shè)計(jì)要求：美觀要求、環(huán)保要求、功能要求和經(jīng)濟(jì)要求。（2）建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑物設(shè)計(jì)的重要組成部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需遵循以下三個(gè)要求：第一，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力進(jìn)行計(jì)算，并且驗(yàn)算正常使用極限；第二，做好抗震設(shè)計(jì)：我國抗震設(shè)防烈度為6-9度。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，采用不同的抗震等級(jí)，并且不同的抗震等級(jí)的計(jì)算和構(gòu)造要求也不同；第三，結(jié)構(gòu)上同時(shí)出現(xiàn)多種作用效應(yīng)時(shí)，需要計(jì)算出每一種作用下的效應(yīng)，然后考慮其最不好的組合。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需遵循的原則。（1）優(yōu)劣互補(bǔ)?？茖W(xué)的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)遵循優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則，結(jié)構(gòu)太剛的建筑物其變形能力較差，如果建筑物受到巨大的破壞力，此時(shí)需要較大的承受力，如若不能承受，會(huì)造成建筑物局部受損或是全部破壞；而結(jié)構(gòu)太柔的建筑容易變形，雖然能夠抵抗外力，但因?yàn)槠淙菀装l(fā)生變形而不能正常使用。（2）分清主次。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中往往會(huì)涉及到“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎”等很多關(guān)鍵性的理念，設(shè)計(jì)師需要高度重視這些問題。建筑結(jié)構(gòu)體系包括不同的構(gòu)件，并且使構(gòu)件協(xié)調(diào)建構(gòu)起來。但不同的構(gòu)件在建筑結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著不同的作用，因此，一定要分別對(duì)待不同的構(gòu)件，明確其輕重。（3）層層設(shè)置。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中必須對(duì)安全結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行層層設(shè)置，并且安全結(jié)構(gòu)體系在發(fā)生災(zāi)難時(shí)抵抗外力破壞中起著重要的作用。如果僅靠某一結(jié)構(gòu)來抵抗風(fēng)險(xiǎn)是不可能的。同時(shí)在層層防線的設(shè)計(jì)思路中，框架剪力墻要優(yōu)于純框架墻，多肢墻優(yōu)于單片墻。

二、房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求和選型

1、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求。（1）高層建筑。目前我國城市建筑中主要以高層建筑為主，由于高層建筑具有自身的特點(diǎn)，垂直高度大，上部結(jié)構(gòu)荷載較大，需要較大的基礎(chǔ)埋置深度，總體工程造價(jià)較高，這就需要在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定的允許值來對(duì)基礎(chǔ)總沉降量和差異沉降量的設(shè)計(jì)，確保地基和樁基具有較好的承載力，滿足施工標(biāo)準(zhǔn)的要求。在進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好防水要求。另外在設(shè)計(jì)過程中還需要充分考慮經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)自身耗材、土方、降水及工期等進(jìn)行考慮，確保工程成本的降低。（2）多層建筑。多層建筑多為砌體結(jié)構(gòu)，在對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要做好抗震設(shè)計(jì)，確保能夠有效的滿足抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范要求。這就需要在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)橫墻承重或是縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)先考慮，同時(shí)在布置縱橫墻時(shí)，盡可能做到均勻的對(duì)稱性，同時(shí)在做到沿平面對(duì)齊，沿豎向面上下做到連續(xù)性。在進(jìn)行鋼筋混凝土多層建筑結(jié)構(gòu)布置時(shí)，盡可能的選擇規(guī)則的結(jié)構(gòu)，對(duì)于較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，則宜先進(jìn)行防震縫的設(shè)置，而且將防震縫兩側(cè)進(jìn)行均勻的分割成規(guī)則的結(jié)構(gòu)，從而做到防震縫、伸縮縫和沉降縫三者的有效統(tǒng)一。

2、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選型。在進(jìn)行房屋建筑基礎(chǔ)選型時(shí)，由于其影響因素多，所以盡可能選擇具有較高整體性能、能夠滿足地基承載載力及允許變形要求的基礎(chǔ)形式，所選擇的基礎(chǔ)形式最好能夠?qū)Σ痪鶆虺两颠M(jìn)行調(diào)節(jié)。（1）墻下條形基礎(chǔ)。墻下條形基礎(chǔ)屬于較為常見的剛性基礎(chǔ)，具有良好的擠壓性，自身造價(jià)不高，施工快，對(duì)于上部結(jié)構(gòu)的荷載具有較好的承受力，而且還能夠在一定范圍內(nèi)適應(yīng)地基變形的情況，這種基礎(chǔ)形式多用于輕質(zhì)生產(chǎn)廠房或是五層以下民用建筑中進(jìn)行應(yīng)用。（2）獨(dú)立基礎(chǔ)。在當(dāng)前民用建筑中較多采用的基礎(chǔ)都為獨(dú)立基礎(chǔ)，其不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)性，而且具有較強(qiáng)的抗震承載能力，對(duì)地基變形具有較好的適應(yīng)性，基礎(chǔ)整體性較好。（3）柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)。條形基礎(chǔ)由于有較好的剛度，可以對(duì)不均勻沉降進(jìn)行有效的調(diào)整，所以通常在柱荷載較大或是地基穩(wěn)定性較差時(shí)采用。但柱距應(yīng)控制在六七米的距離，否則條形基礎(chǔ)的作用也會(huì)下降。十字交叉基礎(chǔ)盡管其空間剛度較大，但其在應(yīng)用上具有嚴(yán)格的適用范圍，所以在使用過程中只有在條形基礎(chǔ)不能有效的滿足條件時(shí)，才能考慮使用十字交叉基礎(chǔ)。（4）鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)。鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)多用于地基承載力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，地基土質(zhì)不均勻，上部結(jié)構(gòu)荷載較大，同時(shí)基礎(chǔ)之間空隙不夠或是出現(xiàn)重疊時(shí)，則均可以使用筏板基礎(chǔ)，同時(shí)在地下室結(jié)構(gòu)中則需要使用筏板基礎(chǔ)，而且可以充當(dāng)?shù)叵率业装褰Y(jié)構(gòu)使用。（5）樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)多用于地基下部有堅(jiān)實(shí)的土層，同時(shí)上部承載力不夠的情況下，這時(shí)樁基礎(chǔ)利用自身較好的承載力和沉降量可以有效的解決建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載大的問題。另外在天然地基上，當(dāng)淺基礎(chǔ)沉降量過大時(shí)也需要采用樁基礎(chǔ)。

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

1、注重結(jié)構(gòu)平面圖設(shè)計(jì)。在繪制和設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)平圖時(shí)，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(jì)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(jì)，但還是在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意整體和局部受壓的相關(guān)問題。

2、做好屋頂結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)。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(diǎn)就是這兩種板都是偏心受拉構(gòu)件。

3、強(qiáng)化樓梯樣圖設(shè)計(jì)。在繪制樓梯樣圖時(shí)，應(yīng)注意樓梯板撓度的控制，樓梯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。

4、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意對(duì)混凝土和基礎(chǔ)配筋的選擇，需要保證所選擇的混凝土標(biāo)號(hào)能夠與結(jié)構(gòu)耐久性要求相符合。對(duì)于基礎(chǔ)配筋的設(shè)置，需要與最小配筋率要求相符合，利用標(biāo)準(zhǔn)圖和說圖來進(jìn)行條基交接處的鋼筋設(shè)置，處于條基交叉處的基底面積則不能重復(fù)利用，對(duì)基礎(chǔ)寬度進(jìn)行適應(yīng)調(diào)整，需要精準(zhǔn)定位基礎(chǔ)圖中的構(gòu)造柱。

結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)、全面的工作，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要熟練掌握理論知識(shí)，具有扎實(shí)的理論知識(shí)，同時(shí)要勇于創(chuàng)新，對(duì)待工作嚴(yán)肅認(rèn)真并且負(fù)責(zé)，并且明確當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，并能解決問題，此外，還需要提高自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，從而設(shè)計(jì)出更高水準(zhǔn)、更科學(xué)合理和更經(jīng)濟(jì)的建筑結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)而為人類提供更好的建筑物。

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