浅析房屋建筑结构设计中的基础设计

　　1引言

　　随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，城市的发展也是日新月异，新建筑的建设如雨后春。房屋建筑功能不断完善，造型上新颖别致，众多因素导致工程设计也变得复杂起来。高房价和选择面的拓展使得百姓在购房时更是对房屋的外观、性能、质量等方面抱有较高的期待。房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展，将先进的术不断的应用于实际，在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料，应用于房屋建筑的结构设计中去，提高屋建筑的安全性、适用性，使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。

　　2房屋建筑常用的几种基础形式分析

　　2.1墙下条形基础。常用的砖、毛石、混凝土刚性基础，主要是承受抗压强度，也承受抗拉、抗剪强度，但抗拉、抗剪强度不高。基础内产生的拉应力、剪应力通过刚性角控制，使其不超过材料的允许值。它一般适用于建造5层以下民用建筑及轻型生产用房，如果地基承载力较高，且地基比较均匀，层数还可以适当增加。这种基础的特点是，造价低、施工快，通过地圈梁的加强，增强基础的整体刚度，能承受上部结构较大的荷载及适应一定的地基变形。常用的钢筋混凝土柔性基础也是墙下条形基础的较好形式。当上部结构荷载较大，地基承载力又较低，且地基又不很均匀，采用刚性基础往往会使基础断面过大，如果要保持浅基础，则基础露出地面，如果加深基础又要增加土方量基础造价。即使采用刚性基础，也难避免在基础产生较大的抗拉、抗剪应力时，出现基础裂缝、不均匀下沉，以致引起上部结构墙体裂缝。这时一般采用钢筋混凝土条形基础，它可以承受较大的弯矩和剪力，用基础断面大小和配筋量来满足受力要求。如果地基不均匀，还可加肋梁，以增强抗弯能力，调整不均匀沉降。一般6层以上民用建筑或轻型厂房可以采用这种基础。

　　2.2独立基础。刚性或柔性独立基础一般多用于柱下基础，根据柱荷载偏心距大小，基础断面可为方形或矩形。当柱距较大时，常为独立基础，这样较为经济。为增强基础整体性，也可采用拉梁适当拉结，以增强适应地基变形和抗震能力。多层建筑上部结构为框架体系时，如地基承载力较高，地基变形较小，荷载及柱网分布较均匀，宜选用独立基础，但在纵横两个方向宜拉梁适当拉接。拉梁断面选择要适当，不宜过大，可通过计算确定。一般民用建筑中的内柱，多数可考虑采用独立基础，而不用条形基础，在满足承载力及变形要求下，其经济效果是较好的。

　　2.3柱下条形基础及十字交叉基础。当柱荷载较大或地基较差时，采用独立基础不能满足承载力要求，扩大基础面积又受到场地限制时，可考虑采用条形基础。条形基础具有较大的刚度，对于调整不均匀沉降有良好的作用，但当柱距较大时，条基的刚度也差，调整不均匀沉降的能力也降低，所以选用柱下条形基础应控制在柱距不宜过大(6～7m)的条件下，能较好发挥作用。当地基承载力较低而柱荷载又较大时，或地基变形和柱荷载的分布在两个方向都不均匀时，一方面要求扩大基础底面积，以满足承载和地基变形的要求，同时又要求基础具有较大刚度，来调整不均匀沉降，这时可考虑设置十字交叉基础。十字交叉基础具有较大的空问刚度，是一种较好的基础形式，但它有自己的适用范围，不可任意滥用，只有当条形基础不能满足要求时，才采用十字交叉基础。

　　2.4钢筋混凝土筏片基础。当地基承载力较低，且地基土质不均匀，而上部结构荷载却很大，采用十字交叉基础，有的基础之间的空隙所剩无几，有的基础底面积重叠，已不能提供足够的基础底面积时，这时可采用筏片基础。对于有地下室的结构，它本身不要求防水或防潮，筏片基础恰好就是地下室的底板结构。当荷载不太大时，常采用平板式筏片;当荷载较大时，可采用梁板式筏片。由于筏片基础的整体刚度较大，故能将各柱或墙体的不均匀沉降调整得较为均匀。对于某些不均匀地基，且土质又较软，应先进行地基处理。提高地基承载力，减少地基的压缩性，再在处理过的地基上做筏片基础。这种地基与基础同时结合考虑，技术和经济效果均较理想。那种认为不管地基如何软弱和不均匀，只要做筏片基础就万无一失的想法是不全面的，实际工程中的教训还是有的，应引以为戒。

　　2.5桩基础。桩基础具有承载力高、沉降量小的特点。一般建筑物应尽量采用浅基础，若地基变形和强度方面都无法满足要求时，则可采用此种形式的深基础。下列情况可考虑采用桩基础：

　　2.5.1建筑物上部结构荷载较大，而地基上部软弱，下部有可作为桩端持力层的坚实土层时：

　　2.5.2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;

　　2.5.3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;

　　2.5.4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对房屋建筑结构基础设计的评述及建议

　　目前可行的方法考虑地基、基础、上部结构的相互作用。然而这种考虑上部结构与地基基础共同作用的分析方法也不是完美无缺的。它同样需要采用种种假定，也不能避免各种地基模型的固有误差，并且上部结构的刚度形成存在滞后，因为上部结构的刚度在建造过程中是逐层形成的，在考虑上部结构边界刚度对基础的影响时，这一滞后过程能否被真实模拟也会对分析结果的准确性产生影响。对于一般的基础设计而言，采用的仍然是基于经典结构力学和弹性力学的常规设计方法。这种方法简便快捷，对于单层排架结构的一类的上部柔性结构以及地基较好的独立基础，能够得到较满意的结果。对于高层剪力墙结构下箱形基础置于一般上质天然地基这种情况，简化计算结果也能满足要求。但是，对于钢筋混凝土框架这类对地基沉降较敏感的结构，计算结果与实际不同，对于软弱地基上的条形基础，按这种方法计算与实际差别也较小。对于高层建筑框架结构，随着层数的增加，作用在基础上的柱荷载也将增大。在竖向荷载作用下，基础产生碟形沉降，由于上部结构具有一定刚度，边柱沉降小，与基础紧密接触而加载，内柱沉降大，受到拉伸而卸载。各楼层柱尤其是底层柱内力重分配的结果势必将引起上部结构和基础内力的变化，这一现象只有在共同作用分析中才能被适当考虑。在高层框架结构基础设计时，基础宜柔不宜刚，若地基土为高缩性，则基础宜当采用桩基时，可考虑采用变刚度布桩的方式，如改变基础中部桩径或桩径加密中部布桩以调整地基或桩基的竖向支承刚度，使差异沉降减到最小，从而减小基础或承台的内力。

　　结语

　　随着我国经济的迅猛发展，城市面貌口新月异，一栋栋高楼大厦拔地而起。随之各类房屋建筑功能的不断丰富，新颖的造型，致使工程设计越来越复杂。但目前的设计周期普遍佩短，也使房屋基础设计文件中普遍存在某些质量问题，应该引起我们的重视。基础设计的重要性表现在基础工程在建筑工程总造价中占有较大的比重，基础工程所耗费的钢材、水泥用量多，施工难度大。而当地质条件复杂时，其造价和工期所占的比重还会增加。因此基础设计和施工对房屋建筑本身至关重要，只有选择合理的基础形式及计算方法 能够保证建筑结构安全并且降低工程造价。

　　参考文献

　　【l】陈嘉俊.论多层框架房屋结构设计中的几个要点【M】.成都：四川建枋出版社，2007(2).

　　【2】陆歆弘。蔡跃.房屋建筑力学与结构基础【M】.北京：中国建筑工业出版社。20080).

　　【3】陈兴义.房屋建筑学【M】郑州：郑州大学出版社。2008(7)。

　　【4】魏利全.建筑结构设计常遇问题反对策【M】.北京：中国电力出版社。2009(1).

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文章名称： 浅析房屋建筑结构设计中的基础设计

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