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【摘要】随着设计水平的提升,各类建筑的涌现,房屋结构也更加复杂。特别是在城市建筑逐渐走向高层建筑的状态下,结构设计变得更加重要。加强基础设计,不仅有效提高房屋质量,还可以使建筑具有较好的经济适用性。本文主要对结构设计中基础设计进行分析。
【关键词】房屋建筑;建筑结构设计;基础设计
一、基础设计的准备
1.熟悉场地条件
首先要判断场地是否适宜,应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质进行可行性勘察。优先选择场地稳定、地质条件好的地段作为建设场地,对于不利地段应避开。当无法避开时,应采取有效措施。对于危险地段,严禁建造甲、乙类建筑,不应建造丙类建筑。岩土勘察报告是对建筑场地条件最直观的反应,是基础设计不可或缺的依据。勘察报告反应了建设场地的岩土和水文地质资料、抗震设防烈度和气候条件,其中对基础设计影响较大的分别是:(1)地基持力层与埋置深度的选择。地基持力层是和基础相接的土层,这部分土层主要承载来自于建筑的荷载,所以持力层土质(包括黏土、砂质土、砂粘土等)的类型、压缩模量、持力层承载力等参数都需要进行考虑;当基础埋置深度大于3米但无地下室时,应增设地下室。特别是当地基承载力较低、地基土压缩性较大时,增设地下室可以减少基础上土重。(2)自然环境,包括施工地点的气候温度、水文、抗震等级等因素。对于钢筋混凝土基础来说,气温过低就可能出现基础开裂,所以做基础设计时要考虑到低温施工的情况。在后续施工过程中,设计者应积极与施工单位沟通,给出相应的建议与处理措施;对于是否需要设置沉降缝(或后浇带)以及数量和部位都要仔细研究;土层中地下水的分布及水位情况关系到基础是否需要进行抗浮验算。以上这些因素在基础设计过程中都要做细致的思考,选择经济合理的基础形式,保证所支承的建筑物不致发生过量的沉降或倾斜,能满足建筑物的正常使用要求。在地震发生时,不致由于地基震害而造成破坏或过量的沉降及倾斜。
2.确定上部结构
其次是建筑物的使用功能和结构形式会影响了基础的选择。由于上部结构类型、建筑高度和结构布置的不同,都会造成在基础上产生不同的荷载分布。采用了不同的基础类型,埋置深度以及基础截面积,引起的基础沉降、稳定性和抗弯能力质量要求也都不同,所以要在充分考虑到上部结构的特点来进行设计。
3.了解周边环境
与拟建建筑物相邻的原有建筑物状况及其基础形式、埋置深度、尺寸等因素也要有所了解。同时对相邻地下构筑物及各种地下设施的情况也要留意,避免造成对其不利影响。如果在施工过程中需要降低地下水位,必须在施工图中注明,且提醒施工单位采取必要措施,注意相邻近建筑物、构筑物、地下设施的正常使用及安全。
4.掌握施工进度
施工队伍的专业能力、技术水平、施工经验、施工机械装备状况、施工现场管理,以及特殊情况下的应急措施,都会影响到项目进度与施工质量的好坏。基础设计后,要配合勘察单位实地查看地基情况。同时要积极配合施工单位,给出合理的桩基施工或大体积混凝土浇筑施工的建议与指导,了解施工组织情况,了解桩型选择是否匹配,根据项目实际情况及时做出调整与修改,确保项目安全合理的进行。
二、基础设计的选型
基础设计在选型时,要了解到所选地基的基本情况,综合多种因素进行全面细致的考虑,同时还要结合各种基础类型的特点进行合理的选择。以下是常用的几种基础形式及适用性:
1.单独柱基
独立基础具有很好的经济性和非常强的抗震承受能力,还能够很好地适应地基产生的形变,具有良好的整体性。一般应用于地基较好、无地下室的框架结构。现在很多带地下室的框架结构(例如高层建筑的裙房),当地下室有防水要求时,可以采用柱基+防水板的做法。防水板下宜铺设一定厚度的易压缩材料(常用的如聚苯板),以减少柱基沉降对防水板的不利影响。防水板要根据地基实际情况来判断有无水压力,分别考虑配筋。如地下室无防水要求,可不加防水板,地面只采用建筑做法,但要保证基础底面至地下室地面的距离不小于1m。
2.条形基础
条形基础分为柱下和墙下两种。条形基础具有非常好的刚度,所以它对不均匀沉降有着很强的调整能力。柱下条形基础一般适用于(1)地基情况较差、无地下室或虽有地下室但无防水要求的框架结构(2)当地基承载力允许且无地下室防水要求的框剪结构中框架部分。墙下条形基础是一种挤压性良好,便于施工,而且能够很好地承载上部结构的荷载的一种刚性基础。一般适用于无地下室或虽有地下室但无防水要求,地基条件较好(持力层为密实的砂卵层、岩石等,又无软弱下卧层且水位很低,不需考虑基础底板的防水问题)的剪力墙结构、框剪结构中的剪力墙部分。但框剪结构中,若框架采用柱基,剪力墙采用墙下条基,应考虑地震作用产生的墙底弯矩对基础的影响。在设计计算时,应尽量提高地基承载力,并折减地震弯矩,减小墙下基底面积,使柱基与墙基的基底压力相差不太多。
3.筏板基础
在地基承载力不能达到标准,地基土质不均匀,上部结构的荷载较大时,多使用筏板基础。同时筏板基础也可以在基础空隙不足或者出现重叠时采用。带地下室的剪力墙结构和框剪结构,对地下室底板有防水要求时,亦可作为地下室底板。高层建筑优先选用筏板基础。当上部结构荷载分布不均匀且为减小基础的不均匀沉降的框架结构,亦可选择筏板基础。
4.桩基础
桩基础本身具有抗地震性能好、沉降量小、承载力高、能解决特殊地基土承载力的特点而被广泛应用。一般适用于对限制倾斜、地基变形、沉降量及沉降速率有特殊要求的建筑物和构筑物。且因建筑物本身竖向荷载较大,建设场地地表土质软弱不宜作为持力层、地下水位较高、采用天然地基沉降量过大、山区坡地覆土层厚度不均匀、震区有可能液化的土层、临近场地近期将进行深挖等任意一种情况出现时,也宜使用桩基础。
三、要综合考虑建筑的整体来进行基础设计,保证细节之处不出错,通过对以往经验的总结,进行预见性的设计。
如遇到无法预料的必要修改时,要尽量做到修改方案便于施工现场调整,避免出现颠覆性的改动,节省人力和工期,降低材料的损耗。
结束语:
房屋建筑结构中基础是最重要的一环,也是复杂的一环,它要与建筑整体相结合,合理布置,实现经济性、实用性、安全性的统一。
参考文献:
[1]周文诗,李文龙.探究基础设计在房屋建筑结构设计中的重要意义[A].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院.决策论坛——如何制定科学决策学术研讨会论文集(下)[C].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院:,2015:2.
[2]张晨光.房屋建筑结构设计中应用优化技术探析[A].旭日华夏(北京)国际科学技术研究院.首届国际信息化建设学术研讨会论文集(一)[C].旭日华夏(北京)国际科学技术研究院:,2016:1.
[3]张佩云.房屋建筑结构设计中的常见问题探讨[A].《建筑科技与管理》组委会.2013年5月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:,2013:2.
[4]周钰涵.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].科技创新与应用,2015,07:156.
【关键词】房屋建筑;建筑结构设计;基础设计
一、基础设计的准备
1.熟悉场地条件
首先要判断场地是否适宜,应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质进行可行性勘察。优先选择场地稳定、地质条件好的地段作为建设场地,对于不利地段应避开。当无法避开时,应采取有效措施。对于危险地段,严禁建造甲、乙类建筑,不应建造丙类建筑。岩土勘察报告是对建筑场地条件最直观的反应,是基础设计不可或缺的依据。勘察报告反应了建设场地的岩土和水文地质资料、抗震设防烈度和气候条件,其中对基础设计影响较大的分别是:(1)地基持力层与埋置深度的选择。地基持力层是和基础相接的土层,这部分土层主要承载来自于建筑的荷载,所以持力层土质(包括黏土、砂质土、砂粘土等)的类型、压缩模量、持力层承载力等参数都需要进行考虑;当基础埋置深度大于3米但无地下室时,应增设地下室。特别是当地基承载力较低、地基土压缩性较大时,增设地下室可以减少基础上土重。(2)自然环境,包括施工地点的气候温度、水文、抗震等级等因素。对于钢筋混凝土基础来说,气温过低就可能出现基础开裂,所以做基础设计时要考虑到低温施工的情况。在后续施工过程中,设计者应积极与施工单位沟通,给出相应的建议与处理措施;对于是否需要设置沉降缝(或后浇带)以及数量和部位都要仔细研究;土层中地下水的分布及水位情况关系到基础是否需要进行抗浮验算。以上这些因素在基础设计过程中都要做细致的思考,选择经济合理的基础形式,保证所支承的建筑物不致发生过量的沉降或倾斜,能满足建筑物的正常使用要求。在地震发生时,不致由于地基震害而造成破坏或过量的沉降及倾斜。
2.确定上部结构
其次是建筑物的使用功能和结构形式会影响了基础的选择。由于上部结构类型、建筑高度和结构布置的不同,都会造成在基础上产生不同的荷载分布。采用了不同的基础类型,埋置深度以及基础截面积,引起的基础沉降、稳定性和抗弯能力质量要求也都不同,所以要在充分考虑到上部结构的特点来进行设计。
3.了解周边环境
与拟建建筑物相邻的原有建筑物状况及其基础形式、埋置深度、尺寸等因素也要有所了解。同时对相邻地下构筑物及各种地下设施的情况也要留意,避免造成对其不利影响。如果在施工过程中需要降低地下水位,必须在施工图中注明,且提醒施工单位采取必要措施,注意相邻近建筑物、构筑物、地下设施的正常使用及安全。
4.掌握施工进度
施工队伍的专业能力、技术水平、施工经验、施工机械装备状况、施工现场管理,以及特殊情况下的应急措施,都会影响到项目进度与施工质量的好坏。基础设计后,要配合勘察单位实地查看地基情况。同时要积极配合施工单位,给出合理的桩基施工或大体积混凝土浇筑施工的建议与指导,了解施工组织情况,了解桩型选择是否匹配,根据项目实际情况及时做出调整与修改,确保项目安全合理的进行。
二、基础设计的选型
基础设计在选型时,要了解到所选地基的基本情况,综合多种因素进行全面细致的考虑,同时还要结合各种基础类型的特点进行合理的选择。以下是常用的几种基础形式及适用性:
1.单独柱基
独立基础具有很好的经济性和非常强的抗震承受能力,还能够很好地适应地基产生的形变,具有良好的整体性。一般应用于地基较好、无地下室的框架结构。现在很多带地下室的框架结构(例如高层建筑的裙房),当地下室有防水要求时,可以采用柱基+防水板的做法。防水板下宜铺设一定厚度的易压缩材料(常用的如聚苯板),以减少柱基沉降对防水板的不利影响。防水板要根据地基实际情况来判断有无水压力,分别考虑配筋。如地下室无防水要求,可不加防水板,地面只采用建筑做法,但要保证基础底面至地下室地面的距离不小于1m。
2.条形基础
条形基础分为柱下和墙下两种。条形基础具有非常好的刚度,所以它对不均匀沉降有着很强的调整能力。柱下条形基础一般适用于(1)地基情况较差、无地下室或虽有地下室但无防水要求的框架结构(2)当地基承载力允许且无地下室防水要求的框剪结构中框架部分。墙下条形基础是一种挤压性良好,便于施工,而且能够很好地承载上部结构的荷载的一种刚性基础。一般适用于无地下室或虽有地下室但无防水要求,地基条件较好(持力层为密实的砂卵层、岩石等,又无软弱下卧层且水位很低,不需考虑基础底板的防水问题)的剪力墙结构、框剪结构中的剪力墙部分。但框剪结构中,若框架采用柱基,剪力墙采用墙下条基,应考虑地震作用产生的墙底弯矩对基础的影响。在设计计算时,应尽量提高地基承载力,并折减地震弯矩,减小墙下基底面积,使柱基与墙基的基底压力相差不太多。
3.筏板基础
在地基承载力不能达到标准,地基土质不均匀,上部结构的荷载较大时,多使用筏板基础。同时筏板基础也可以在基础空隙不足或者出现重叠时采用。带地下室的剪力墙结构和框剪结构,对地下室底板有防水要求时,亦可作为地下室底板。高层建筑优先选用筏板基础。当上部结构荷载分布不均匀且为减小基础的不均匀沉降的框架结构,亦可选择筏板基础。
4.桩基础
桩基础本身具有抗地震性能好、沉降量小、承载力高、能解决特殊地基土承载力的特点而被广泛应用。一般适用于对限制倾斜、地基变形、沉降量及沉降速率有特殊要求的建筑物和构筑物。且因建筑物本身竖向荷载较大,建设场地地表土质软弱不宜作为持力层、地下水位较高、采用天然地基沉降量过大、山区坡地覆土层厚度不均匀、震区有可能液化的土层、临近场地近期将进行深挖等任意一种情况出现时,也宜使用桩基础。
三、要综合考虑建筑的整体来进行基础设计,保证细节之处不出错,通过对以往经验的总结,进行预见性的设计。
如遇到无法预料的必要修改时,要尽量做到修改方案便于施工现场调整,避免出现颠覆性的改动,节省人力和工期,降低材料的损耗。
结束语:
房屋建筑结构中基础是最重要的一环,也是复杂的一环,它要与建筑整体相结合,合理布置,实现经济性、实用性、安全性的统一。
参考文献:
[1]周文诗,李文龙.探究基础设计在房屋建筑结构设计中的重要意义[A].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院.决策论坛——如何制定科学决策学术研讨会论文集(下)[C].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院:,2015:2.
[2]张晨光.房屋建筑结构设计中应用优化技术探析[A].旭日华夏(北京)国际科学技术研究院.首届国际信息化建设学术研讨会论文集(一)[C].旭日华夏(北京)国际科学技术研究院:,2016:1.
[3]张佩云.房屋建筑结构设计中的常见问题探讨[A].《建筑科技与管理》组委会.2013年5月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:,2013:2.
[4]周钰涵.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].科技创新与应用,2015,07:156.