论文部分内容阅读
摘要：建筑结构基础设计有着十分重要的意义，可以有效保证土木工程的安全，可以有效保证施工的效益，基于此，本文论述了土木工程建设之中建筑结构基础设计相关分析。
关键词：土木工程；建筑结构；基础设计
中图分类号：TU3文献标识码： A
引言
虽然我国建筑事业已经取得了不错的发展，建筑技术和设计方面水平都得到了不断提升，但建筑结构设计中还是存在一些问题需要设计师去注意并解决，只有不断纠正和解决结构设计中的问题才能保证建筑结构的稳定性，保证建筑工程质量。下面就结合工作实际中遇到的一些问题做如下探讨。
1、建筑结构基础设计的意义
1.1、确保土木工程安全。结构基础设计如果不合理，选型不正确，会对建筑物的安全产生严重的不利影响。由于结构基础设计不恰当，可能会导致将来的建筑物承载能力不足，引起建筑物的不均匀沉降，导致建筑物出现开裂现象，给整个工程的安全性带来严重的不利影响。
1.2、缩短建筑施工工期。恰当的结构设计有利于合理组织施工，确保施工顺利进行，避免施工中出现返工现象，也有利于对人力、物力进行合理安排，缩短建筑工程施工工期，保障施工任务按时完成。
1.3、提高建筑施工效益。结构基础在整个工程造价中所占的比例约为25%，如果建筑物结构较为复杂，结构基础所占的比例将会更大。所以，合理选择建筑结构基础，不仅能够促进施工顺利进行，还能够节约施工成本，降低工程造价，有利于提高土木工程施工效益。
2、土木工程建筑结构基础设计中应该注意的问题
2.1、承重柱截面高度设计过小
在很多的建筑物中对于抗震烈度的要求在六度的时候，很多的建筑结构设计人员认为六度没有必要进行防护措施，这样更加利于受力分析。但是没有防护的结果会导致承重柱的截面较小，在外界强加外力的作用下，会使柱与梁之间产生断裂的现象，这样就会对建筑施工造成严重的安全隐患，降低了建筑的耐久度，一旦有强烈的地面运动就可能会发生倒塌的事故，轻则建筑歪斜，重则人员的伤亡。
2.2、砖混结构中建筑工程构造柱与承重柱混淆不清
如构造柱与承重柱混淆使用会降低墙体的约束作用，一旦有地震发生，构造柱的强度不及承重柱就会使其中的薄弱环节遭到破坏，最终导致建筑的坍塌。在建筑的过程中构造柱一般不另设基础，这就会造成承重能力比较薄弱，当构造柱当做承重柱使用的时候，较大的负荷就会使支撑的部分发生裂缝，所以在设计的过程中设计人员一定要正确区分构造柱与承重柱，根据自身的特点在适当的地方使用，避免错误使用带来的安全隐患。
3、土木工程建设之中建筑结构基础设计措施
3.1、嵌岩桩基础
建筑基础承载着上部结构的荷载，要选择适当的持力层来承担巨大的荷载力，因此通常会选择一定厚度的中风化岩层作为持力层，利用嵌岩桩将上部结构荷载传至岩层，分散建筑物本身所承载的压力。采用嵌岩桩基础的优点是持力层变形几乎趋向于零，桩尖承载力大，同时还可以利用简单的经验公式计算其单桩承载力，可以给出粗略的承载压力，更好的评估上部结构载荷对基础承载力的要求，施工更准确。但是对桩身质量检测的时间较长，需等混凝土强度达到设计要求才能进行全年的检测，这就导致施工周期较长，造价偏高。
3.2、重视地基基础设计工作
地基基础对整个工程质量有着重要的影响，因此必须重视该项工作。要严格按照设计标准和要求进行施工，对地基进行压实处理，确保地基质量，为施工质量提高做好准备。如果建筑物建造在斜坡或者边坡，为确保地基质量，应该进行地基稳定性验算。如果是软弱地基，应该进行承载力和沉降验算，确保地基基础满足设计规范要求。
3.3、主次梁节点设计问题
我们在工程设计的计算过程中不可避免地会出现主次梁相交的情况，时常会发现框架主梁扭矩很大，抗扭承载力不足，有些处理办法就是将次梁与主梁相交处设为铰接，释放扭矩，但这样处理是否合理，与实际的受力情况是否一致呢？个人以为：作为梁端铰接，就是要保证梁端有一定的转动能力；固接，就是要限制梁端的转动能力；而实际上没有完全的铰接也没有完全的固接，梁端铰接不能随意地人为设置。设置铰接梁，是允许此梁在两端形成朔性铰而产生裂缝，但是不会破坏，就是说形成朔性铰之后，此梁由超静定变成静定结构，结构设计一般都是超静定结构。这样一个破坏不会对整个结构体系影响很大，才能满足结构安全的冗余。如果主次梁截面相差较大，支座主梁对次梁约束不大的情况下可以设定为铰接，即使为铰接，《混凝土结构设计规范》10.2.6条对此做出了规定，要求上部配置构造钢筋，且构造钢筋截面面积不得小于下部钢筋的1/4，；如果主次梁截面相差不大，次梁高度只比主梁少50mm，这时候就不能完全忽略主梁对次梁的约束了，这种情况是最容易出现框架主梁配筋超筋、抗扭承载力不足。
3.4、钢混框架结构设计时要注意基础的柔度和刚度
目前在进行建筑结构基础设计的时候，主要是依据结构力学和弹性力学的相关理论知识，通常设计简单方便，可靠性高，能够取得良好的设计效果。在地质条件较好的地区运用这些理论进行设计，能够收到更好的效果。然而，随着土木工程施工建设的发展，钢混框架结构设计的运用不断增多，对原来的设计方法和理论带来挑战。但钢混框架结构的质量大，不仅要求基础质量较高，还对基础的承载力有着更高的要求，如果承载力不足，将会导致基础结构出现下沉现象，影响土木工程建筑结构。对于软土地基等地质条件较差的环境当中，仅仅考虑结构力学和弹性力学，将会与实际情况存在着较大的差异。随着建筑建设的增多，其结构垂直方向上的荷载会进一步增加，而结构基础将会承受更大的压力，如果压力超出结构的承载范围，则会引进建筑结构下沉现象的发生。所以，在进行钢混框架结构设计的时候，为了确保设计质量，避免结构基础出现下沉现象，应该考虑结构的柔度和刚度，进而提高整个建筑结构的质量。
3.5、结构转化层施工技术
不同高度的建筑从建筑功能上有明显的区分，对于上部就要用小空间的轴线布置，对于下部则用大空间的轴线布置，这种区分与自然布置截然相反的。在力的作用下，下部楼层所受到的载荷较多，上部楼层受到的压力载荷较少，自然布置就要在下部楼层加强刚度、柱网等建设，到上部逐渐减少墙、柱之间的距离，为了满足建筑的功能要求，就要与自然布置的方式相反，下部布置大空间、下部布置小空间的方式。在楼层设置转换层，这样就能够满足在上部实现刚度大的剪力墙，在下部楼层有小的框架柱。随着建筑工程的不断进展，转换层的位置也要不断的上升，所以要对带转化层设计出筒体的结构。主要影响筒体结构的因素为外筒的刚度、内筒的刚度以及转化层的高度。转换层设置的越高，在上下层之间的位移角就变大，对抗震性的影响就越大，所以在工程设计时要对转换层的高度进行限制，在转换层较低的带转换层中剪力墙结构的设计，可以通过调整上下层之间的位移角进行控制，同时提高筒体及落地墙的厚度，可以有效地增强建筑的抗震能力。
4、结语
总之，建筑基础设计极为重要，基础设计形式的选择，应该综合考虑各种因素，根据建筑的构建特点、用途、地质状况等，结合施工技术、周围建筑的基础影响因素，统筹考虑设计合理的基础构型，保证建筑基础符合安全要求。相关基础设计数据的计算要做到准确，严格参照阅读规范和技术手册要求，在计算理论不完备的情況下，不能轻率的做决定，确保设计过程合理。因此要从工作中积累经验，严格要求自己，做出合理合格的实际方案。
参考文献
[1]孙金龙.土木工程建设中地基基础设计问题分析[J].科技创新与应用,2013,07:217.
[2]段亚洲,郎宏伟.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].经营管理者,2013,07:309.
[3]杨昇瑜.建筑结构设计阶段工程造价控制的研究[D].华南理工大学,2012.
[4]薛扬欣.土木工程结构设计安全问题分析及策略研究[J].建设科技,2012,16:75-76.
关键词：土木工程；建筑结构；基础设计
中图分类号：TU3文献标识码： A
引言
虽然我国建筑事业已经取得了不错的发展，建筑技术和设计方面水平都得到了不断提升，但建筑结构设计中还是存在一些问题需要设计师去注意并解决，只有不断纠正和解决结构设计中的问题才能保证建筑结构的稳定性，保证建筑工程质量。下面就结合工作实际中遇到的一些问题做如下探讨。
1、建筑结构基础设计的意义
1.1、确保土木工程安全。结构基础设计如果不合理，选型不正确，会对建筑物的安全产生严重的不利影响。由于结构基础设计不恰当，可能会导致将来的建筑物承载能力不足，引起建筑物的不均匀沉降，导致建筑物出现开裂现象，给整个工程的安全性带来严重的不利影响。
1.2、缩短建筑施工工期。恰当的结构设计有利于合理组织施工，确保施工顺利进行，避免施工中出现返工现象，也有利于对人力、物力进行合理安排，缩短建筑工程施工工期，保障施工任务按时完成。
1.3、提高建筑施工效益。结构基础在整个工程造价中所占的比例约为25%，如果建筑物结构较为复杂，结构基础所占的比例将会更大。所以，合理选择建筑结构基础，不仅能够促进施工顺利进行，还能够节约施工成本，降低工程造价，有利于提高土木工程施工效益。
2、土木工程建筑结构基础设计中应该注意的问题
2.1、承重柱截面高度设计过小
在很多的建筑物中对于抗震烈度的要求在六度的时候，很多的建筑结构设计人员认为六度没有必要进行防护措施，这样更加利于受力分析。但是没有防护的结果会导致承重柱的截面较小，在外界强加外力的作用下，会使柱与梁之间产生断裂的现象，这样就会对建筑施工造成严重的安全隐患，降低了建筑的耐久度，一旦有强烈的地面运动就可能会发生倒塌的事故，轻则建筑歪斜，重则人员的伤亡。
2.2、砖混结构中建筑工程构造柱与承重柱混淆不清
如构造柱与承重柱混淆使用会降低墙体的约束作用，一旦有地震发生，构造柱的强度不及承重柱就会使其中的薄弱环节遭到破坏，最终导致建筑的坍塌。在建筑的过程中构造柱一般不另设基础，这就会造成承重能力比较薄弱，当构造柱当做承重柱使用的时候，较大的负荷就会使支撑的部分发生裂缝，所以在设计的过程中设计人员一定要正确区分构造柱与承重柱，根据自身的特点在适当的地方使用，避免错误使用带来的安全隐患。
3、土木工程建设之中建筑结构基础设计措施
3.1、嵌岩桩基础
建筑基础承载着上部结构的荷载，要选择适当的持力层来承担巨大的荷载力，因此通常会选择一定厚度的中风化岩层作为持力层，利用嵌岩桩将上部结构荷载传至岩层，分散建筑物本身所承载的压力。采用嵌岩桩基础的优点是持力层变形几乎趋向于零，桩尖承载力大，同时还可以利用简单的经验公式计算其单桩承载力，可以给出粗略的承载压力，更好的评估上部结构载荷对基础承载力的要求，施工更准确。但是对桩身质量检测的时间较长，需等混凝土强度达到设计要求才能进行全年的检测，这就导致施工周期较长，造价偏高。
3.2、重视地基基础设计工作
地基基础对整个工程质量有着重要的影响，因此必须重视该项工作。要严格按照设计标准和要求进行施工，对地基进行压实处理，确保地基质量，为施工质量提高做好准备。如果建筑物建造在斜坡或者边坡，为确保地基质量，应该进行地基稳定性验算。如果是软弱地基，应该进行承载力和沉降验算，确保地基基础满足设计规范要求。
3.3、主次梁节点设计问题
我们在工程设计的计算过程中不可避免地会出现主次梁相交的情况，时常会发现框架主梁扭矩很大，抗扭承载力不足，有些处理办法就是将次梁与主梁相交处设为铰接，释放扭矩，但这样处理是否合理，与实际的受力情况是否一致呢？个人以为：作为梁端铰接，就是要保证梁端有一定的转动能力；固接，就是要限制梁端的转动能力；而实际上没有完全的铰接也没有完全的固接，梁端铰接不能随意地人为设置。设置铰接梁，是允许此梁在两端形成朔性铰而产生裂缝，但是不会破坏，就是说形成朔性铰之后，此梁由超静定变成静定结构，结构设计一般都是超静定结构。这样一个破坏不会对整个结构体系影响很大，才能满足结构安全的冗余。如果主次梁截面相差较大，支座主梁对次梁约束不大的情况下可以设定为铰接，即使为铰接，《混凝土结构设计规范》10.2.6条对此做出了规定，要求上部配置构造钢筋，且构造钢筋截面面积不得小于下部钢筋的1/4，；如果主次梁截面相差不大，次梁高度只比主梁少50mm，这时候就不能完全忽略主梁对次梁的约束了，这种情况是最容易出现框架主梁配筋超筋、抗扭承载力不足。
3.4、钢混框架结构设计时要注意基础的柔度和刚度
目前在进行建筑结构基础设计的时候，主要是依据结构力学和弹性力学的相关理论知识，通常设计简单方便，可靠性高，能够取得良好的设计效果。在地质条件较好的地区运用这些理论进行设计，能够收到更好的效果。然而，随着土木工程施工建设的发展，钢混框架结构设计的运用不断增多，对原来的设计方法和理论带来挑战。但钢混框架结构的质量大，不仅要求基础质量较高，还对基础的承载力有着更高的要求，如果承载力不足，将会导致基础结构出现下沉现象，影响土木工程建筑结构。对于软土地基等地质条件较差的环境当中，仅仅考虑结构力学和弹性力学，将会与实际情况存在着较大的差异。随着建筑建设的增多，其结构垂直方向上的荷载会进一步增加，而结构基础将会承受更大的压力，如果压力超出结构的承载范围，则会引进建筑结构下沉现象的发生。所以，在进行钢混框架结构设计的时候，为了确保设计质量，避免结构基础出现下沉现象，应该考虑结构的柔度和刚度，进而提高整个建筑结构的质量。
3.5、结构转化层施工技术
不同高度的建筑从建筑功能上有明显的区分，对于上部就要用小空间的轴线布置，对于下部则用大空间的轴线布置，这种区分与自然布置截然相反的。在力的作用下，下部楼层所受到的载荷较多，上部楼层受到的压力载荷较少，自然布置就要在下部楼层加强刚度、柱网等建设，到上部逐渐减少墙、柱之间的距离，为了满足建筑的功能要求，就要与自然布置的方式相反，下部布置大空间、下部布置小空间的方式。在楼层设置转换层，这样就能够满足在上部实现刚度大的剪力墙，在下部楼层有小的框架柱。随着建筑工程的不断进展，转换层的位置也要不断的上升，所以要对带转化层设计出筒体的结构。主要影响筒体结构的因素为外筒的刚度、内筒的刚度以及转化层的高度。转换层设置的越高，在上下层之间的位移角就变大，对抗震性的影响就越大，所以在工程设计时要对转换层的高度进行限制，在转换层较低的带转换层中剪力墙结构的设计，可以通过调整上下层之间的位移角进行控制，同时提高筒体及落地墙的厚度，可以有效地增强建筑的抗震能力。
4、结语
总之，建筑基础设计极为重要，基础设计形式的选择，应该综合考虑各种因素，根据建筑的构建特点、用途、地质状况等，结合施工技术、周围建筑的基础影响因素，统筹考虑设计合理的基础构型，保证建筑基础符合安全要求。相关基础设计数据的计算要做到准确，严格参照阅读规范和技术手册要求，在计算理论不完备的情況下，不能轻率的做决定，确保设计过程合理。因此要从工作中积累经验，严格要求自己，做出合理合格的实际方案。
参考文献
[1]孙金龙.土木工程建设中地基基础设计问题分析[J].科技创新与应用,2013,07:217.
[2]段亚洲,郎宏伟.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].经营管理者,2013,07:309.
[3]杨昇瑜.建筑结构设计阶段工程造价控制的研究[D].华南理工大学,2012.
[4]薛扬欣.土木工程结构设计安全问题分析及策略研究[J].建设科技,2012,16:75-76.