试析强化基础选型优化房屋建筑结构设计的方法

发表时间:2020/8/19   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:张世凯
[导读] 摘要:房屋建筑的结构设计效果,会对建筑的整体稳定性与安全性产生影响,因此应该不断提升设计水平,防止人们的生命财产安全遭受威胁。
        云南广厦规划建筑设计院有限公司  云南楚雄  675000
        摘要:房屋建筑的结构设计效果,会对建筑的整体稳定性与安全性产生影响,因此应该不断提升设计水平,防止人们的生命财产安全遭受威胁。基础选型工作是房屋建筑建设中的关键前提,只有保障选型合理性,才能为后续施工奠定保障,提升工程建设效率与质量。基础选型与结构设计具有较强的专业性特点,对于设计人员的综合能力也提出了更高的要求。本文将对房屋建筑基础选型的基本要求进行分析,明确设计中的诸多影响因素,探索强化基础选型优化房屋建筑结构设计的方法,为实践工作提供参考。
        关键词:基础选型;房屋建筑;结构设计;方法
        建筑行业的繁荣发展,拉动了经济水平的提升,也满足了人们的住房需求。尤其是在人口数量持续增长的趋势下,对于房屋建筑需求量也在逐年增长,在建设工作当中除了保障居住安全性外,还要增强居住舒适性,改善人们的生活居住体验。基础设计是结构设计的重要组成,也是整个工程建设的首要前提,只有做好基础选型才能保障其良好的承载能力,避免质量安全问题的出现。尤其是在市场竞争不断加剧的趋势下,建筑企业更应加强对基础选型的重视,创造良好的经济效益,树立良好的社会口碑,增强自身的核心竞争力。由于对基础选型与结构设计的影响因素较多,因此在中应该加强对实际情况的勘察分析,制定切实可行的设计方案,实现对后续施工的科学化指导。
        一、房屋建筑基础选型的基本要求
        无论是在施工期间还是在使用期间,基础都会受到外界多种作用力,因此在基础选型时应该确保其良好的承载力,保障建筑施工与使用安全。在耐久性和使用性能性要满足建筑工程建设需求,延长建筑使用寿命【1】。尤其是在火灾或者地震等突发事故当中,需要保障基础的良好承载力,防止结构连续坍塌的问题出现。基础会受到长期荷载的影响,在设计时应该重点关注其变形情况,防止承重结构遭受严重破坏。应该做好相应的模拟试验,使其能在最不利情况下保持良好的稳定性。
        二、房屋建筑基础设计的影响因素
        上部结构是影响房屋建筑基础设计的主要因素之一,在基础设计中的截面积和类型等,都会受到墙体厚度和高度等因素影响,应该根据上部结构形式选择合理的设计方案,确保荷载分布的科学性,避免基础稳定性受到影响。其次,施工环境也会影响房屋建筑的基础设计,包含了自然环境和人工环境两大类。抗震等级、湿度和温度等,是自然因素范畴,应该避免混凝土裂缝的出现【2】。挤土效应是在施工中常见问题,应该有效控制人工环境,增强基础结构性能。最后,地质条件也会影响基础设计效果,尤其是土层分布均匀性、承载力和地下水等,都应该在设计中予以重点考量。
        三、强化基础选型优化房屋建筑结构设计的方法
        (一)独立基础设计
        独立基础是房屋建筑中的常用基础类型,通常会在建设中使用柱下基础形式,由于其柱荷载偏心距存在不同,因此基础断面形式也会有所差异,包括了方形和矩形两种。尤其是当房屋建筑存在较大的柱间距时,应用独立基础可以有效控制建设成本,保障整体结构的可靠性与安全性。在多层上部结构的框架体系当中,应该采用独立基础设计的方式。在制定独立基础设计方案时,应该加强对施工区域地质情况的深入勘察与分析,对地质信息进行收集,保障各参数数据的精确性、真实性和全面性【3】。独立基础的施工较为便捷,而且在抗震性上具有较强优势,可以有效防止不均匀沉降问题的产生。在选择主体材料时,应该严格控制素混凝土和钢筋混凝土质量,采用方形、圆柱形和多边形等满足单层排架结构承重要求。
        (二)条形基础设计
        柱下条形基础和墙下条形基础,是条形基础的两种主要形式,在单层厂房和砌体结构当中多采用墙下条形基础,比如混凝土刚性基础等。在房屋建筑结构设计当中应用条形基础时,能够有效控制建设成本,加快施工进度,保障工程结构的良好刚度。

上部结构荷载作用下,也可以保障基础的良好承载力,适应地基变形的要求。条形基础也具有一定的局限性,对于地质情况要求较高,而且在抗拉力和抗剪力上存在劣势【4】。墙下条形基础一般不会在地质情况较差的情况下使用,存在较深的持力层埋深时也不采用该基础形式。为了有效控制不均匀沉降问题,可以在设计中应用柱下条形基础,增强基础刚度,当房屋建筑存在较大柱荷载或者地基稳定性较差时,可以采用该基础形式。为了能够增强结构功能,还应该合理设计柱间距,在实践工作中十字交叉基础形式的应用较为常见,能够在增强空间刚度的同时,对不均匀沉降问题进行有效调整。在设计当中应该做好科学的计算,防止数据出现较大误差。
        (三)复合基础设计
        复合基础是人工地基的一种常见形式,包括了注浆固结、深层搅拌桩和强夯等多种处理方式,可以有效增强基础稳定性与承载力,改善不良地基状况。上部荷载可以由增强体和基体共同承担,在强度、抗震、承载力和沉降等方面的优势明显【5】。应该对建设区域的土层情况进行全面调查与分析,通过复合地基的使用解决不良地质问题,防止由于天然地基缺陷而对整体结构稳定性造成的威胁。由于基体和增强体是承担荷载的主要结构,因此在设计中需要加强其组合形式的控制,同时要进行复杂的受力分析与计算。
        (四)桩箱基础设计
        箱基础和桩基础共同组成了桩箱基础,上部荷载由上述两种基础共同承载,因此在卸载能力和抗弯刚度方面都具有明显的优势。当重型建筑和高层建筑建设于软弱地基当中时,可以采用桩箱基础,能够有效控制沉降量,满足建筑 工程对沉降量的高标准要求。选择合适的布桩方式,是在桩箱基础设计中的关键点,这也会受到不同区域地基土性质的直接影响【6】。在应用满堂布桩形式时,会导致桩体桩顶受力不均匀,只有增加底板的厚度才能保障良好的承载力。在中间布桩时可以适当扩大间距,对于基础底板的作用力可以通过桩间土进行分担,防止出现底板厚度过大的问题。
        (五)建筑桩箱(筏)基础设计
        竖向荷载可以由桩基础承担,箱(筏)基础的受力情况得到改善,降低了底板的基地土反力,实现对箱(筏)基础沉降的有效控制。桩顶反力分布具有不均匀的特点,反力较大的位置是边、角桩,反力较小的位置是内部桩。在对桩间距和桩径进行设计时,应该明确荷载分布状况和刚度要求,保障均匀的反力分布情况。当设置剪力墙时,则应该适当提升桩长并缩小桩间距,增强基础结构的整体性能。
        四、结语
        为了能够优化房屋建筑结构设计,保障建筑工程的质量,必须加强对基础选型的重视,确保基础类型符合工程建设实际要求,避免出现质量安全问题。上部结构因素、施工环境因素和地质条件因素等,都会对房屋建筑基础设计产生一定影响。在设计工作当中,应该明确独立基础设计、条形基础设计、复合基础设计、桩箱基础设计和建筑桩箱(筏)基础设计的各个要点,根据实际情况进行合理应用,促进工程建设的顺利实施。
        参考文献:
        [1]刘军.强化基础选型优化房屋建筑结构设计的方法探讨[J].中国住宅设施,2019(05):22-23.
        [2]王园升.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].建材与装饰,2018(19):101.
        [3]满斌.建筑结构设计中常见问题与解决措施分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(09):80.
        [4]刘欣.房屋建筑结构设计中基础选型的方法探讨[J].建材与装饰,2017(36):102-103.
        [5]伍腾峰.房屋建筑结构设计中基础选型探讨[J].低碳世界,2016(22):161-162.
        [6]程文刚.有关房屋建筑结构设计中基础设计的研究[J].江西建材,2015(18):37+43.
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