房屋建筑结构设计中的基础设计分析

房屋建筑结构设计中的基础设计分析

宋雄

华建新时代（武汉）工程设计有限公司 湖北武汉 430000

摘要：随着我国社会经济的快速发展，国民的生活水平呈整体上升趋势，其对生活质量的要求也逐渐增强，尤其是对房屋建筑质量方面。在我国经济快速发展的背景下，带动着各领域的发展，而建筑行业发展规模随之逐渐扩大，想要有效提升建筑工程的稳定性，建筑行业应先做好房屋建筑结构设计工作，以保证后续工作的顺利开展。因此，本文对房屋建筑结构基础设计进行简要分析，以供参考。

关键词：建筑结构；基础设计；要点研究

1房屋建筑结构设计中基础设计的影响因素

1.1地质条件因素

地质条件因素是对房屋建筑基础设计有着较大影响的环境因素之一，而且，地质条件因素包含的内容较多，会对房屋建筑基础设计带来方方面面的影响。首先，是地基持力层的情况，地基持力层作为直接承受房屋建筑荷载的土层，对房屋建筑的稳定性有着直接影响，也是相关设计人员在房屋建筑基础设计工作中必须重视和研究的因素之一，地基持力层的深度不仅需要考量到工程建设地点的土质特点，还需要结合房屋建筑的实际情况对地基持力层进行分析和确定；其次，是桩基穿越土层的情况，在这一设计环节，相关设计人员不仅需要对工程建设地点的地下水分布情况进行全面、细致的了解，还需要综合考量不同类型桩基的穿越能力和承载性状特点等因素。

1.2房屋建筑上部结构因素

房屋建筑上部结构也是影响基础设计的重要因素之一，其原因主要是房屋建筑上部结构高度以及墙体厚度的不同，都会导致房屋建筑上部荷载出现较大差异，所以，房屋建筑上部结构情况也是基础设计工作人员需要反复研究的重要内容之一，根据房屋建筑上部结构科学分析和计算基础沉降量、基础稳定性要求以及基础抗变形能力，并合理规划基础设计类型、基础埋深以及基础底面积，从而确保基础设计能够满足房屋建筑上部结构的荷载需要。

2房屋建筑结构设计中基础设计分析

2.1基础设计选型及埋设情况

1. 对于多层房屋建筑来说，应用最多的基础形式是独立基础（图1），此种基础结构具有较好的经济性，同时具有较强的抗震性能，能较好地适应地基变形情况。但是，对于某些地基土质均匀性较差、无法满足地基承载力的区域来说，盲目选用独立基础并不合适，更多采取的是钢筋混凝土筏板基础（图2），此种基础不但能作为地下室结构筏板，而且可以作为地下室底板结构。此种基础的优势是施工便利、具有较强的承载性能。在基础设计过程中需要特别注重基础高度、最小配筋率等指标，同时要充分考虑抗浮设计对于基础配筋的影响。此外，箱形或者筏形基础采取的是大体积混凝土形式，一旦施工控制不当，就会引发温度裂缝等问题，所以进行基础设计时需要加强后浇带设置，有效降低温度变化的影响，一般宽度需要控制在800～1000mm。第二，对于处在天然基础上的高层建筑筏形或者箱形基础来说，为了确保其具有足够强度的抗倾覆及抗滑移性能，要控制其埋置深度达到相应标准。近些年我国城镇化推进速度加快，土地资源越发紧张，高层建筑规模逐渐增加，在此种建筑中设置地下室不但可以增加建筑的使用功能，而且可以有效改善软土地基的性能，大大提升整个基础的稳定性，因此往往会在高层建筑中设置地下室。对于城市居民区来说，这些区域的新旧建筑物距离相对较近，一旦新建建筑物的基础埋深超过原有建筑物基础埋深，那么新建的建筑物必然会对已有建筑物稳定性造成影响，严重情况下危害原有建筑物的安全。为了防止出现此方面问题，在新建筑基础设计过程中一定要保证与原有建筑物具有足够的安全距离，安全距离值要参考相应指标来确定，主要包括新旧建筑物的地基承载力、地基变形、地基稳定性等。一般影响建筑物相邻距离的因素主要包括新建建筑物沉降量、原有建筑物刚度等，其中新建建筑物沉降量主要是由所在地地基土压缩性能、建筑物荷载等因素决定的，而原有建筑物的刚度则是由其结构类型、尺寸、地基土性质等因素决定的。

图1 独立基础示意图

图2 筏板基础示意图

2.2合理设计房屋建筑上部结构

房屋建筑物上部结构的刚度和质量分布会对基础设计造成较大影响，所以，为了进一步提升基础设计的有效性，要提升建筑物上部结构设计的合理性。对于建筑物的上部结构来说，屋面部分是非常重要的内容之一，很多建筑屋面采取的是斜坡结构形式，此种结构形式主要包括折板式、梁板式等。这两种结构类型都属于偏心受拉构件，其中折板式结构更多应用在平面不够规则、建筑板跨度较大的屋顶结构，而梁板式结构则更多应用在屋面坡度相对复杂的屋面结构中。选择具体结构类型时，要参照房屋具体结构来进行，确保结构的合理性，能为基础设计打下良好基础。

2.3加强相应的性能计算

1. 承载力计算。现阶段，很多房屋建筑往往采取主楼和裙房基础一体式结构设计，而实际设计时需要对主体结构地基承载力深度和宽度实施优化修正，需要对基础底面之上载荷按照基础两侧超载进行计算。如果超载宽度超出基础宽度的2倍，那么为了计算有效性，可以将超载情况换算成为土层厚度作为基础埋深；如果基础两侧超载并不均衡，那么要取其中的小值。相对于一般土质来说，岩石地基具有更强的承载力，所以试验时可以采取岩石地基载荷来进行。在试验过程中，可以按照饱和单轴抗压强度标准值×折减系数来确定地基承载力特征值。第二，稳定性计算。如果建筑物抗浮稳定性不符合设计标准规范，那么可以通过设置抗浮构件、增设压重等措施进行解决。如果建筑物的整体符合抗浮稳定性标准，但局部抗浮不符合标准，那么需要对这些位置增设结构刚度。在设置抗拔桩等构件的过程中，一旦产生位移，就会形成抗拔力，并且抗拔力随着位移的增加而有所提升，因此要避免基础结构中产生较大位移，需要确保抗拔力值符合位移控制条件。对于绝大部分房屋建筑来说，为了确定抗拔桩承载力特性值，可以通过单桩竖向抗拔载荷试验来确定。对于变形较为严格的建筑来说，同时需要实施必要的变形计算。

2.4增强结构承载力的设计

当前时期，建筑项目大多采用主楼一体的架构，在设计与核算主体架构的地基承载数值的时候，一定要对地基基础两侧的超载情况进行深入考量。如果超载宽度达到基础宽度2倍，能够把土层厚度视为基础埋深，若基础两边超载不相同的时候，取比较小的数值。另外，岩石基地的承载水平要比土高得多，为此可使用岩石地基确定荷载数值。另外，地基变形核算是不可忽视的一项设计工作，当建筑地基出现程度较大的形状变化时，不但会对建筑总体的建设质量产生影响，还会让人们的生命安全处于危险状态。为此，在基础结构设计过程中，必须要高度关注变形核算。

结语

综上所述，在房屋建筑施工过程中，基础的设计非常重要，是保障房屋建筑后续施工的重要基础。因此，在建筑基础设计过程中，相关设计人员要根据房屋建筑的实际施工状况，结合施工现场的地质条件等各方面因素，设计相应的基础施工方案，强化房屋建筑基础的施工质量，为后续的施工打下良好的基础。

参考文献

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