浅谈框架结构基础设计

摘要：建筑框架结构设计是结构设计中较为基础的设计，也是建筑结构设计中较为重要的一种形式。本文主要对框架结构基础设计进行了探讨分析。

关键词：框架结构；基础形式；基础设计

Abstract: construction frame structure design is in the structural design of more basic design, also be building in the structural design of the more important one kind of form. This paper mainly in the framework structure analysis based design are also discussed.

Keywords: frame structure; Foundation forms; Foundation design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

钢筋混凝土框架结构由梁和柱所组成，是一种抗震、抗风较好的结构体系，这种体系的侧向刚度小，平面布置灵活，易于满足建筑物设置大房间的要求，在工业与民用建筑中被广泛应用。框架结构基础设计是建筑框架结构的重要组成部分，在建筑设计中有着重要的地位。为了保证设计的科学合理，保证设计的先进性，相关的设计人员需要对基础的类型有清晰的了解，然后在根据实际的需要进行正确的选型，此外，还需要对基础进行适当的分析，对其中的条形基础设计等具体内容进行细化分析和选择。

1、基础选型

1.1 浅基础一般而言，天然地基上的浅基础便于施工、工期短、造价低，如能满足地基的强度和变形要求，宜优先选用。浅基础按结构形式可分为：独立基础、条形基础、筏板基础等。

独立基础是柱基础中最常用和最经济的形式。也可分为刚性基础和钢筋混凝土基础两大类。刚性基础可用砖、毛石或素混凝土，基础台阶高宽比（刚性角）要满足规范规定。一般钢筋混凝土柱下宜用钢筋混凝土基础，以符合柱与基础刚接的假定。同一排上若干柱子的基础联合在一起，就成为柱下条形基础。此种基础有相当大的抗弯刚度，不易产生太大的挠曲，故基础上各柱下沉较均匀。当土的压缩性或柱荷载分布在两个方向上都很不均匀，为了扩大底面积和加大基础空间刚度以调整不均匀沉降，可在柱网下纵横两个方向设梁，成为柱下交叉梁基础。交叉条形基础具有一定的空间刚度和调整地基不均匀沉降的能力，适应地基软弱不均或框架结构各柱荷载大小不一的情况。筏板基础用于多层与高层建筑，分平板式和梁板式。由于其整体刚度相当大，能将各个柱子的沉降调整得比较均匀。筏板基础适用于土质软弱，地基承载力低，上部结构传递到基础的荷载很大及上部结构对地基不均匀沉降敏感的情况。筏板基础由于承载面积大，故能减低基底压力，提高地基承载力，增强基础整体刚度，并调整不均匀沉降。因此要根据使用要求比较确定。

1.2 深基础是埋深较大、以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础， 其作用是把所承受的荷载相对集中的传递到地基的深层。因此，当建筑场地的浅层土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求、而又不适宜采取地基处理措施时，就要考虑深基础方案了。深基础主要有桩基础等基础，其中桩基础也是应用最为广泛的一种基础形式，下面将予以着重讨论。

桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛，桩基础具有以下特点：

1）桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。

2）桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。

3）凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。

4）桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭借深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。

2、条形基础设计

在条形基础设计中，首先要进行的是条形基础的内力分析，这也是设计的核心内容。

2.1 确定基底反力和基础底面尺寸

根据文克勒地基模型，再加上刚性基础假定，我们可以迅速的推出基底反力为线性分布。如果设条形基础的长为L，宽为B，那按照基础的平衡条件，可以得到基底反力的最大值和最小值。

2.2 静力法

因为沿长度方向等截面的基础梁，它的自重和覆土重，一般不会在梁内产生弯矩和剪力，所以在进行基础内力分析时，基底反力采用通常是不包括基础自重和覆土重的净反力的。在基底净反力和柱子传来的竖向力、力矩作用下，基础梁的任一截面的弯矩和剪力都可以通过理论力学中的截面法求出。通常会选取若干个截面进行计算，然后绘制弯矩图、剪力图。

2.3 倒梁法

倒梁法主要是把基础梁作为以柱子为铰支座的连续梁，通过结构力学中力法、位移法或弯矩分配法可以准确的计算出来。倒梁法是采用基底净反力计算基础梁的弯矩和剪力。然后根据基础梁支座、跨中的弯矩和剪力，可以准确的计算出基础梁支座、跨中的受力筋和箍筋的截面面积，合理配筋。

3、结束语

框架结构基础形式的选取是一个不断权衡利弊的过程，只有凭借丰富的知识储备和长期的实践经验， 才能真正选出合理的基础形式，取得良好的经济和社会效益，总而言之，框架结构基础设计需要专业的技术作为支撑，需要科学的设计原理作为指导。设计人员在设计建筑结构时，需要对框架结构的基础设计进行深入的观察和研究，根据原有的经验和现有的技术，结合工程建设的需要，设计出合理的施工方案。