房屋建筑结构设计中的基础设计分析

摘要：近年来我国建筑业发展迅速，取得了很大成就，各类大型建筑、高层建筑项目越来越多，对于基础部分稳定性、安全性的要求越来越高。基础设计是房屋建筑结构设计中的关键，近几年我国地震灾害频发，给国家及人民造成了严重的伤害，因此，如何提高房屋建筑基础部分的整体性能是当前房屋建筑结构设计中重点研究问题。

关键词：房屋建筑；结构设计；基础；原则；形式

中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：

基于房屋建筑工程的复杂性，结构设计一直都是影响房屋建筑工程质量的重要因素，基础部分的设计尤为关键。基础设计关系到房屋建筑的整体质量，也影响建筑后续工作，无论新技术如何应用，建筑业如何发展，基础设计作为房屋建筑安全稳定的根本，其重要性都是一成不变的。

1、房屋建筑中基础设计的选取原则

房屋结构设计主要是指房屋基础结构和上部结构。由于房屋结构受到的重力恒载以及竖向静力等力的作用，其上部结构主要为其在这种受力状态下保证结构的稳定性。房屋的静态荷载一般呈垂直传递，地震作用是恰恰和静载作用相反。为了适应到结构中上部和下部的地基条件，选择基础结构异常关键。

建筑结构设计是一个全面和系统的工作，我们在设计过程中，以确保遵循四个基本原则：“刚柔相济,多道防线,抓大放小,打通关节 ”。在此基础上做好反馈工作，对建筑的具体情形具体分析，不断提高设计水平，这有这样才能满足我们的需求。

现在房屋建筑中基础设计的选取方法主要是考虑地基、基础、上部结构之间的作用力，以之作为依据选取合适的基础设计。但是，这种方法也有弊端，主要是由于很多情况下并不是根据实际情况做出的决定，而是基于一些假设，这就不可避免的带来了误差，

针对大部分设计，常规设计还是主要的设计方法，其主要理论依据是经典结构力学与弹性力学，这种设计优点是简单方便，能满足大部分要求，但是对于对地基沉降敏感的结构却不适应。

2、房屋建筑常用的几种基础形式

（1）墙下条形基础

普遍应用的是混凝土刚性基础，它可以起到承受抗压、抗拉、抗剪强度的功能，不过效果不是很好。一般来说这种基础适合建设5层以下的建筑。它的优点是价格低，方便，可因地制宜的改造整体的刚度。此外，较好的墙下条形基础还有钢筋混凝土柔性基础，它能够很好的解决上部结构荷载较大，地基承载力又较低，且地基又不很均匀的问题，在6层以上的建筑中这种基础使用较多。

（2）独立基础

独立基础可分为刚性独立基础和柔性独立基础，他们在柱下基础中使用较多，基础的断面有方形和矩形，主要依据是不同的柱荷载偏心距。当有比较大的柱距时，独立基础相较于其他基础明显性价比更高。在多层建筑的上部结构作为框架体系的时候，如选择独立基础比较合适。此外，独立基础较普遍的应用在民用建筑的中柱，目前看来效果是不错的。

（3）柱下条形基础及十字交叉基础

在柱荷载或者地基条件恶劣而不能采独立基础的时候，柱下条形基础是相对不错的选择。它的刚度较大，能够调整沉降的均匀度，不过柱间距较大时这种设计则不可以采用，因此，采用这种设计要在柱间距不能过大的前提下。十字交叉基础比较适合地基的承载力比较小但柱荷载却比较大的时候，它能够较好的完成目标。不过虽然它的空间刚性较大但不能随意的使用。

（4）钢筋混凝土筏片基础

钢筋混凝土筏片基础适用于基础之间的空隙较小并且基础的底面积出现重叠的情况。在有地下室的结构中，筏片基础作为地板结构应用较多。此外，根据荷载的大小可以选择合适的筏片基础。筏片基础的优点是整体的刚度较大，可调整整体沉降的均匀度。不过钢筋混凝土筏片基础也不是万能的，需要根据具体情况来实施。

（5）桩基础

承载力高、沉降量小是桩基础的优点。在地基变形和强度方面都无法满足要求时可采用桩基础的深基础。桩基础适应于以下情形：建筑物的上部结构荷载较大，而地基上部负载能力小，下部有可作为桩端持力层的坚实土层时；天然地基上的浅基础沉降量过大，即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时；对较为重要的建筑物，虽然地基承载力尚好，但由于对控制沉降有较高要求，不允许有过大沉降，也可考虑采用；对土层不很厚，土质又较差，如做条形基础，土方量较大，可考虑采用钻孔，灌注短桩。

3、房屋建筑结构设计中的基础设计应注意的问题

（1）充分考虑各种因素对地基与基础设计的影响

在地基与基础设计当中，设计人员应该充分考虑各种因素对设计方案的影响，一方面，设计人员应该从前提地质勘查中所收集的各种地质数据资料，了解当地的地质构造、地震灾害情况，并通过其它途径获得气候、环境等方面的资料，在这些资料的基础上进行结构设计，这样能够最大程度的减少不良因素的影响。另一方面，运用换土垫层方法处理软土地基的时候，应该在地质勘查的基础上，了解土层构造及软土层的厚度，在此基础上计算垫土厚度，使垫层的宽度与及厚度符合安全性和经济的双重要求；需要注意垫土的选择，一般选择硬度、强度较好的沙砾，保证垫土层的稳定性。

（2）充分考虑环境温度对建筑结构的影响

在建筑结构设计上，应该考虑环境温度对混凝土结构的影响。严格按照设计标准设置伸缩缝，不能为了设计上的简便和施工的便利用后浇带代替伸缩缝，这设计的过程中要详细计算环境温度对建筑机构的实际影响，在此基础上确定伸缩缝的宽度，保证能够达到环境温度影响的范围内。要选择合适的伸缩缝设施安装方案，建议使用焊接和铆钉固定相结合的方式，能够保证伸缩装置的固定性。还要选择合适的填充材料，这些需要在设计方案中体现出来。同时加强对于顶层屋面的保温隔热措施，对于受温度影响较大的部位来配置直径小一点的温度筋。

（3）重视建筑结构的边梁设计

在边梁设计上可以增加抗扭纵筋，这个既可以加在梁腰上，也可以加在底部。在这里要充分考虑扭矩对边梁的影响，在扭矩的折减上应该有个度，以保证建筑结构整体计算中内力的平衡，由于梁传给边梁的弯距（即边梁的扭距）不仅与边梁的抗弯刚度有关，而且与边梁的抗扭刚度有关，扭矩的精确度计算比较困难。

4、对房屋建筑结构基础设计的建议

设计人员在进行房屋建筑基础设计的过程当中应站在整个房屋建筑的整体高度出发，充分考虑地基以及上部结构之间的关系，在此基础之上还要科学的结合各种假定。一般来说由于基础上部结构往往要晚于基础的设计，因此要采取相应的措施，尽可能的减少由于上部结构滞后而带来的误差，从而确保房屋结构基础设计的质量。

当前建筑结构基础设计主要是根据结构力学以及弹性力学来进行的，具有操作简单可靠性高的优点，能够保证取得较好的设计效果，尤其是对于一些地质情况比较好的基础来说更能得到满意的效果。随着钢筋混凝土框架结构在建筑结构中的广泛使用，传统的结构设计方法就显得力不从心。这是因为这种结构对于基础的要求较高，一旦出现沉降，就会收到较大的影响。采用结构力学以弹性力学计算软土地基上的条形基础也与实际的情况有很大的差距。当前高层建筑的数量不断的增多，随着建筑高度的增加，其垂直方向上的载荷也会随着增加，对地基产生的压力也会加大，这样基础在较大的载荷作用之下常常会出现沉降。因此在进行高层的框架结构设计过程当中，应该注意基础的柔性降低基础的刚度。

5、结论

由于建筑结构的基础设计在建筑结构设计中的起着举足轻重的作用，我们在理论研究和实际工作中更应该优先考虑，着重解决。在实际工作中，只有选择合理的基础设计形式，才能保证建筑质量，降低建筑成本。随着我国经济的进一步发展，现今的建筑结构基础设计远远不能满足时代的要求，还需要广大实践者和理论家进行不断探索。

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