探究建筑基礎結構設計

邢禮元

摘要：結構設計師好比是設計一個人的骨骼，側重于建筑物的結構安全性能，比如梁、板、柱的材料強度和截面尺寸等，以確保建筑物的抗震等級、承載能力等。作為一個設計人員，要理解規(guī)范及規(guī)程的定義，結合其專業(yè)從基本構件算起，工作中要仔細認真、勤于思考，善于總結積累經(jīng)驗。本文作者結合實際工作經(jīng)驗，對建筑基礎結構設計進行了探討，供同行參考。

關鍵詞：建筑;基礎結構;設計探討

一、房屋建筑中基礎設計的選取原則

住宅結構設計主要是指住宅的結構和上部結構。由于房屋的結構是受恒定荷載和豎向靜力的作用，上部結構的結構主要是保證結構的穩(wěn)定性。房屋的靜載一般是垂直的，地震作用與靜力荷載的作用相對來說是相反的。為了適應上部和下部結構的基礎條件，選擇關鍵結構的基礎異常。

建筑結構設計是一項綜合性、系統(tǒng)性的工作，我們在設計過程中，要保證遵循四個基本原則：“就整體而言，定下要抓大、多行協(xié)調(diào)，打通力與軟節(jié)點之間的重要舉措”。在此基礎上做好反饋工作的具體情況的具體分析，并不斷提高設計水平，這已滿足我們的需要。

目前，建筑施工中基礎設計的選擇方法，主要是考慮地基、基礎和上部結構之間的受力。然而，這種方法有缺點，主要是因為許多情況下，不是根據(jù)實際情況作出決定，但根據(jù)一些假設，這將不可避免地帶來的錯誤，

對于大多數(shù)的設計，傳統(tǒng)的設計是主要的設計方法，其主要理論是經(jīng)典結構力學和彈性力學，這種設計的優(yōu)點是簡單方便，可以滿足大多數(shù)的要求，但對于敏感的結構對地基沉降的不適應。

二、建筑上部結構設計

房屋建筑結構設計是一項綜合性、系統(tǒng)性的工作，必須保證在結構設計過程中遵循四個基本原則：整體設置、抓大、多行協(xié)調(diào)，打通力與軟節(jié)點之間的重要舉措。按照結構設計的原則，在結構設計過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時反饋和研究，不斷提高設計人員自身的結構水平。該結構的設計在滿足建筑物的安全性的同時，符合實際使用的要求。

1、基礎條件對應力狀態(tài)的影響（甚至上部結構的應力狀態(tài)）也取決于基礎土壤的可壓縮性（即硬度或剛度）和分布的均勻性。當土壤是不可壓縮的（如基地位于未風化的基巖），基礎設施不僅有整體彎曲、屈曲很小;上部結構次應力不會導致不均勻沉降。在實踐中，最常見的情況是，有一定的可壓縮性的基礎土壤，分布不均勻，使基本的彎矩分布是完全不同的。摩擦特性經(jīng)常被顯示在基礎和基礎接口。由于土壤的強度是有限的，形成的摩擦是有限的，不會超過土壤的抗剪強度?？紫端畨毫Φ淖兓赡軙淖冊趬嚎s過程中的摩擦力的大小和分布。此外，基本荷載相對柔性的分布和性質(zhì)以及涉及時變效應的土蠕變會影響界面條件。因此，界面摩擦的影響，應仔細估計從完全光滑的兩個極端的情況下。

2、上部結構的剛度對基礎受力狀況的影響假設上部結構為絕對剛性，當?shù)鼗冃螘r，各豎向構件只能均勻下沉;如忽略豎向構件端部的抗轉動能力，則豎向構件支座可視為基礎梁的不動鉸支座，亦即基礎梁猶如倒置的連續(xù)梁，不產(chǎn)生整體彎曲，卻以基底分布反力為外荷載，產(chǎn)生局部彎曲。反之，假設上部結構為絕對柔性，對基礎的變形毫無約束作用，于是基礎梁在產(chǎn)生局部彎曲的同時，還經(jīng)受很大的整體彎曲。在地基、基礎和荷載條件不變的情況下，增加上部結構的剛度會減少基礎的相對撓曲和內(nèi)力，但同時導致上部結構自身內(nèi)力增加，即上部結構對減少基礎內(nèi)力的貢獻是以在自身中產(chǎn)生不容忽視的次應力為代價的。還應注意的是上部結構的剛度貢獻也是有限的。

三、建筑鋼結構設計問題及對策

1、獨立基礎設計荷載取值不恰當

多層鋼筋混凝土框架建筑最獨立的基礎，當主力的基礎層無軟粘土，未達到8層，不超過25米的民用房屋或多層框架結構的建筑高度，地震不能和地基承載力。也就是說，在8度以內(nèi)的地震區(qū)，大部分的多層鋼筋混凝土框架房屋不能實施的基礎和抗震能力的試驗。然而，這些房屋的基礎設計應考慮風荷載的影響。多層鋼筋混凝土框架結構的整體計算，必須記錄風荷載，而不是因為風荷載不起作用而不考慮。

2、設計基礎設施的實施

為了保證構件的延性，應在梁的配置中滿足鋼的要求。耐火極限是兩個小時，與無粘結預應力加固的厚度應大于40mm。如何進行合理的樁身造型，將對地下室的整體設計產(chǎn)生重要的經(jīng)濟影響。

例如，一個建設項目，上部十九層帶地下室，經(jīng)過詳細調(diào)查，可以選擇25米的預應力管樁，單樁長度為34米，承載力特征值900kn。使用25米的共有290樁，使用34米共200樁。通過對兩種樁設計的比較分析，一般樁延米數(shù)量，但需要25米的樁全框架結構，筏板厚度為1200mm，而34米樁墻布置下使用，可以減少大量的900mm，這是經(jīng)濟。因此，應該根據(jù)選擇的方案的設計可以進行比較，以確定最終的經(jīng)濟計劃。

3、豎向結構設計

在高層建筑中，最重要的是豎向結構，這直接影響著建筑的整體質(zhì)量。為了保證中心的穩(wěn)定性，建筑的整體結構應屬于小而大的形狀，并逐漸改變。如果垂直結構不是垂直的或是不是一個小的規(guī)則形狀的小，在這個時候，我們需要設計，以確保整體結構的平衡的建設，保持穩(wěn)定。建筑物假如屬于豎向內(nèi)收造型，站在抗震角度分析，建筑樓層側向上的剛度應超過上一樓層的70%。

4、設計抗震等級

高層建筑物更加應當重視合理設計抗震等級，設計抗震時，建筑混凝土鋼筋結構構件應當按照抗震設防分類、強烈程度、結構類別等采取不同的抗震級別，并且應當滿足對應的結構要求。

四、結論

房屋建筑是一項復雜的工程，特別是在人們對于房屋建筑要求越來越高的今天，房屋建筑的設計更是衡量房屋質(zhì)量的一大因素，基礎設計作為房屋建筑結構設計中根本的一部分，其重要性卻是一直不變的。

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