建筑结构基础设计研讨李剑锋

李剑锋

广东华方工程设计有限公司广东省东莞市523000

摘要：在建筑结构设计中，基础设计是每栋建筑的根。只有努力做好建筑结构基础设计的工作才能对建筑工程的质量有所保障提高建筑的使用时间。合理的基础设计才能对每栋建筑物质量的保证。本文本文主要对结构设计中基础设计进行分析。

关键词：房屋建筑；建筑结构设计；基础设计

引言

不同基础类型主要取决于建筑物的地质情况,基础设计时主要看地基如何，什么样的建筑适合什么样的基础形式。我国的基础形式一般分为天然基础和桩基础。合理的采用基础形式是对建筑质量保证和经济设计。

1天然基础设计

1.1独立基础

独立基础设计计算简单、配筋量较少，是一种经济、实用的基础设计形式，为此它在建筑结构的基础设计中得到了大量的推广和应用。独立基础的形式主要有现浇柱锥形基础、预制柱杯形基础、高杯口基础。构造的要求包括对垫层厚度、宽度和强度的要求，对底板尺寸和配筋的要求，对基础与柱连接的要求。①基础设计的计算：在上部结构承受的荷载不变的情况下，基础底面面积由修正后的地基承载力特征值确定；基础的高度由柱与基础交接处基础的受冲切承载力确定；基础变阶处的高度由基础变阶处的受冲切承载力确定；基础底板的配筋由抗弯计算确定。②基础高度的确定：选定基础高度后，按冲切验算基础高度，基本原则为：冲切锥体以外的地基净反力所产生的冲切力不大于冲切面处混凝土的抗冲切能力进行计算，直到选定的基础高度符合验算要求。在进行冲切验算时，当基础底面全部落在45°冲切破坏椎体底边以内时，则成为刚性基础，无需进行冲切验算。另外还要进行抗弯矩验算，分为轴心和偏心两种荷载作用情况。

1.2条形基础

条形基础是浅基础的类型之一，常用于软弱地基上框架结构或排架结构的一种基础类型。作为建筑物的基础，它不仅要承受上部结构通过柱子传下来的荷重，而且还需要这些荷载传到地基上，同时必须使上部结构满足设计和使用要求。当荷载较大或地基土层软弱时，若采用独立基础，则相邻基础之间有较大的沉降差而且基底尺寸会较大，甚至有可能相邻基础出现相碰现象。需要增加基础的刚度，以减少地基变形，防止过大的不均匀沉降量。单排柱下为单向条形基础，多排柱下可做成交叉条形基础。为了分散荷载和调整地基的不均匀沉降，将相邻基础连在一起，就形成柱下条形基础。由于条形基础有较高的梁肋和一定的底宽，因此，其抗弯刚度较大，具有调整地基不均匀沉降的作用。上部结构传下的荷载较大，地基土的承载力较低，交叉条形基础则形成很大的空间刚度，在多层厂房及高层房屋基础常被采用。

1.3天然筏板基础

筏板基础的主要结构形式有平板式筏基和梁板式筏基，包括等厚度或变厚度底板和纵横向肋梁。一般情况下宜将基础肋梁置于底板上面，如果地基不均匀或有使用要求时，可将肋梁置于板下。框架柱位于肋梁交点处，在具体筏基设计时应着重考虑如下问题：(1)应尽量使上部结构的荷载合力重心与筏基形心相重合，从而确定底板的形状和尺寸。当需要将底板设计成悬挑板时，要综合考虑上述多方面因素以减小基础端部基底反力过大而对基础弯距的影响；(2)底板厚度由抗冲切和抗剪强度验算确定。柱网间距较大时可在柱间设置加强板带(暗梁加配箍筋)来提高抗冲切强度以减少板厚，决定板厚的关键因素是冲切，应对筏基进行详细的冲切验算；(3)无肋梁筏板基础的配筋可近似按无梁楼盖设柱上板带和跨中板带(倒楼盖法)的计算方法进行，精确计算可用有限元法。对梁式筏基，当肋梁高度比板厚大得较多时，可分别计算底板和肋梁的配筋，即底板以肋梁为固定支座按双向板计算跨中和支座弯矩，并适当调整板跨中和支座的配筋；(4)构造配筋要求：筏板受力筋应满足规范中0.15%的配筋率要求，悬挑板角处应设置放射状附加钢筋等。设计人员往往配置受力钢筋有余,构造钢筋却配置不足。

2桩基础设计

(1)桩基础的设计方面的问题。往往在进行桩基工程静载实验的时候，结果与试桩设计相差甚远，不能达到设计的要求。当出现这种情况的时候，设计人员往往通过修改设计参数或者桩基的设计图纸作为补救措施，但这样的做法使得得到的结果与设计差别太大。尽管在安全性方面得到了保证，却使经济效益大打折扣。这种情况的出现需要采取优化措施，如果结果真的超出设计太多，就需要进行第二次的试桩，造成整个工程的工期延长。接下来就是在实际的建筑结构桩基础的施工过程中，非常容易出现设计出来的桩长与实际施工的桩长不太相符的问题。这个问题非常严重，需要及时地处理好，不然就会阻碍施工进度，影响工程质量。在施工的过程中，一旦发现这种情况，需要立即停止施打，仔细检查出现问题的原因。这里有两种可能性的情况存在。第一，可能是持力层的起伏太大，造成在施工的过程中现场的施工单位双控比较困难。与此同时，又由于勘察的手段使用得不太合理或者是取样桩间距太大，造成了对持力层的起伏不明确，所以，设计要求必须要采用双控。但是在面对实际施工的时候，对桩基础进行施工的单位还是很难把握的，时常会有锤击贯入深度或者是油压值达标，但是设计的深度却不够；或者是控制设计的深度可以达到，但是锤击贯入深度或是油压值不能达标。这样导致的结果就是桩长跟实际的不相符合。第二就是地质报告出现错误，在地质勘察的报告中有些参数是不准确的，使得一些勘察单位所提供的参数过高。如果设计单位根据这份有误差的参数进行桩基础的设计工作，就十分可能出现设计单桩承载力和实际施工出现误差的情况。（2）建筑结构中桩基础的设计形式和方法。在建筑工程施工的过程中，怎样去更加合理地选择桩基础的形式是一件很重要的事情，因为它可以有效地保证施工过程的安全性以及合理地加快建筑工程施工的进度，同时可以有效地降低建筑工程的过程成本，对于整个建筑工程的顺利进行起着促进作用。所以，在建筑的桩基础施工过程里面，需要很慎重地选择桩型，并对桩基础进行合理设计。这项工作的开展必须建立在对工程地形的有效勘探与分析上。例如市区密集建筑的项目，在建筑的周围有许多居民区存在，居住人员比较密集。不宜采用锤击桩。应合理采用灌注桩基础，灌注桩具备噪音小以及施工方便等等一系列的优越条件。就可以很好地理解上面所提到的选择好的桩型是一件很重要的事情，对建筑工程的施工的顺利进行有着重要的意义。对于建筑结构中桩基础的设计方法来说，是需要进行简化的。首先可以采用“桩土分离模式”进行单桩的简化。通过采用有限元模拟来进行单桩分析，这是一项很有效的手段，在建筑工程里面得到了广泛的应用。之所以可以通过有限元来达到简化的目的是因为在以前的结构设计计算方法都会不同程度回避桩土结构间的相互作用力。但是有限元却可以进行综合考虑这些客观存在的事实条件，对土地材料性质的空间差异、较为复杂的几何边界条件进行以及力学响应的非线性等都可以进行综合的分析。

结语

总而言之,尽管现在我国建筑行业的发展有很大的机遇,但是也面临着很大的挑战,所以对建筑人员提出了更高的要求,在进行建筑结构基础设计的时候,设计人员一定要全方位,科学合理以及经济的进行考虑,并且在实际的工作开展中要采取相应的措施,从而才能确保建筑工程的质量得到提升。

参考文献

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[2]王磊.关于房屋建筑结构设计中的基础设计分析[J].城市建筑，2017，07（11）：29~31.

[3]宋静.在土木工程建设中对建筑结构基础设计的思考[J].四川水泥，2016，07：82.