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摘要:目前,在我国经济社会飞速发展的大背景下,国内的房屋建筑行业规模也随之迅速扩大,而建筑质量问题也引起了社会各界的广泛关注。作为房屋建筑结构设计中的关键环节,基础设计工作在保证房屋建筑稳定方面起着重要的决定作用。文章即针对当前影响房屋建筑结构基础设计的因素,探讨基础设计的优化措施,以供借鉴。
关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计
引言
当前房屋建筑的质量问题不仅影响到住户的居住质量,更直接影响到我国建筑行业的发展前景,因此需着重优化房屋建筑结构设计工作。基础设计房屋建筑结构设计的重要的组成部分,与房屋建筑结构设计的质量息息相关,房屋建筑结构设计中的基础设计是一项复杂、系统的工作,涉及的因素较多,所以在具体的设计过程中,应充分考虑各项因素,注重细节设计,保证房屋建筑结构质量以及安全,充分发挥房屋建筑的功能,满足人们对房屋建筑工程的需求,进而促进我国房屋建筑工程的不断发展。
1 基础选型和设计要点
1.1 独立基础的选型以及设计
独立基础不仅造价相对较低,同时其适应性也相对较强而且抗震性能也较为突出。在实际设计的过程中必须以地基土的特点为基础,才能有效的降低因为地基的压缩而产生的不均匀沉降。就目前而言独立基础设计主要有阶形基础、坡形基础、杯形基础等不同的组合形式。
1.2 桩基础及其设计
桩基础自身其承载力较强,适用于较为坚硬的土层下。在实际设计桩基础时,如果房屋建筑是框架式结构的话,会在基础中添加布桩进行桩基础支撑力的调整。箱形或筏型基础及设计。箱型或者是筏板型基础,适用于地基土层承载力不匀或高层建筑中。在设计中需注意整体弯曲力的有效降低。要将上部结构以及基础作为整体,采用共同作业分析法来加以设计。
1.3 桩箱基础及设计
桩箱基础设计指的就是桩基础和箱型基础,由于其抗弯刚度相对较高且沉降量较小,所以其主要应用于软土地基中。桩箱基础,其设计的主要难点,就是进行布桩方式的选择,因为地基土层性质存在较大的差异,如果采用满堂布桩这种形式,就会导致各个桩体和桩顶反力较大的差异,再加上桩体受力部位的不均匀,如要确保基础承载力符合设计要求的话,就必须增加地板的厚度。
2 影响房屋建筑结构基础设计的因素
2.1 地质条件
地质条件是影响房屋建筑结构基础设计主要因素之一,基础设计的承载能力受地质条件影响很多,地质条件中地基持力层以及桩基穿越土层的情况,对基础设计影响最大,在具体设计过程中,应充分考虑这两项因素。地基持力层与基础相接的土层部分承受了房屋建筑主要负荷,所以在房屋建筑基础设计过程中,应充分考虑持力层土质特点,持力层承载能力以及压缩模量等等,同时对于桩基穿越土层的情况,在基础设计过程中,一方面要充分考虑土层中地下水分布特点,另一方面要充分考虑桩基穿越能力,以此保证房屋建筑结构设计中基础设计的科学性以及合理性。
2.2 施工环境
在房屋建筑结构设计中基础设计过程中,还受施工环境的影响,施工环境主要包括两个方面,一方面为自然环境,另一方面为人工环境。在基础设计过程中,对于自然环境,需要考虑的是环境温度、抗震等级,则主要是因为房屋建筑的基础主要采用的是钢筋混凝土,温度过高或者过低,都会对基础的质量造成不利影响,而且对于抗震等级的确定,决定是否需要设置抗震缝,决定抗震缝的数量以及位置。对于人工环境,应影响因素主要包括以下几个方面:建筑施工过程中产生的针对对基础造成的不利影响;桩基入土后会对周围土层造成一定的不利影响。因此在具体设计过程中,应综合考虑施工环境的问题,应采取科学、合理的措施,减少对房屋建筑结构中基础设计的不利影响。
2.3 建筑材料因素
当前我国房屋建筑所出现的问题,很大程度上是由建筑材料质量问题造成的。通常状况下受环境温度变化的影响,建筑材料会出现热胀冷缩现象。以混凝土材料为例,由于混凝土自身的热膨胀系数较高,在高温状态下其内部成分会受热膨胀,造成表面变形或破裂;在低温状态下,混凝土的表面会在内部应力的影响下急剧收缩,导致表面产生裂缝;当出现暴雨情况,混凝土内部疏松多孔的结构特征会导致水分子被充分吸收,从而造成吸水膨胀。而我国部分建筑设计师在进行方案设计时,并未考虑到要对所需混凝土的材质进行检验,也没有结合气候变化与温度加减进行材质变化情况的分析观察,选择的伸缩缝填充材料也缺乏合理布置,更未针对混凝土分割的连续性进行适当的切割。
3 房屋建筑结构设计中针对基础设计的优化措施
3.1 筏板基础
由于建筑项目基础经常出现底面积重叠现象,导致建筑基础之间的空隙极小,从而使得整体的承载效果差,而筏板式基础的应用可以有效改善此种现状,可以结合建筑物的实际负载情况进行相应选择。筏板基础的优势在于其具有良好的刚度,可控制建筑沉降的均匀度。在高层建筑筏板基础的应用中,可以通过垂直力的作用使得基础发生弯曲,连同上部结构共同分担外力作用。
3.2 地基设计
房屋建筑的地基建设承担着为整个工程打下基础的重任,因此,在施工前期就要加强施工图纸的设计与剖析,联合其他相关部门进行建筑资料的详细勘察,做好充分的设计准备工作。在地基设计中,应以安全设计为最核心的设计原则,以前期详尽的地质勘查资料为依托,针对建筑选址的土壤、地质、地下水等因素进行全面综合的实地考察,从而完善地基类型及其上部结构的方案选择与设计。针对脆弱地基不应单凭以往经验进行笼统处理,而应该通过专业分析测算,采取换土垫层等安全高效方法予以解决。同时在地基设计分析处理时,应针对其详细厚度与宽度进行系统化设计,避免留下安全隐患造成后期质量缺陷与安全事故的发生。民用房屋住宅建设时,应加强梁、柱等基础的载荷能力,进行相应的折减处理,从而保证各部分负载合理,便于进行后续基础的设计。
3.3 构造柱设计
砖混房屋结构设计中,构造柱对建筑墙体的抗剪能力有所优化,同时可与圈梁结合,形成一定的砌体约束。该设计形式可充分对墙体裂缝进行限制处理,保证纵向承载作用不变,整体结构具有高效抗震效果。设计人员应对于承重梁柱提高设计水平,当遇到承重梁载荷过小时,可在其承重结构下部设置构造柱予以加强。
3.4 桩基设计
桩基设计主要应用在地基强度低或发生变形状况下,其具体适用类型包括:首先,当建筑物地基承载力较小时,建筑物上部载荷大、下部土层坚实,便可以为桩基端部提供支持;其次,当建筑物浅基础沉降量不符要求时,桩基可以进行沉降补充处理;再次,当建筑物地基承载力较高,而建筑本体沉降力不足时,可以酌情采用桩基予以改善;最后,当建筑物底层土质较差时,可采用钻孔灌桩法,能够有效加强建筑底层的稳固性。
结语
总之,基础设计对房屋建筑结构的质量以及安全具有重要作用,为了保证房屋建筑结构设计质量,还应采取科学、合理的措施,加强对基础设计水平,进而保证房屋建筑结构设计质量。在房屋建筑结构设计设计过程中,房屋建筑结构设计中的基础设计是一项复杂、系统,涉及的因素较多,所以在具体的设计过程中,还应充分考虑各项因素,包括地质环境以及施工环境等,注重细节设计,同时还应采取合理的桩基形式,抓住设计要点,保证房屋建筑结构质量以及安全,充分发挥房屋建筑的功能,满足人们对房屋建筑工程的需求,进而促进我国房屋建筑工程的不断发展。
参考文献:
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