房屋建筑结构设计中的基础设计研究刘嘉怡

房屋建筑结构设计中的基础设计研究刘嘉怡

刘嘉怡

悉地国际设计顾问(深圳)有限公司518000

【摘要】基础设计质量关系整个房屋建筑的安全，近几年来，各种建筑物的数量及高度都不断增加，导致垂直荷载作用的加大，更是导致沉降灾难的发生，因此，在进行基础设计时应充分考虑基础柔韧性和刚度。本文主要对房屋建筑基础设计形式及要点进行分析，供同行借鉴参考。

【关键词】房屋建筑；结构设计；基础设计；形式；要点

一、各种建筑物的基础设计要求分析

首先，多层建筑。多层建筑结构为多砌体，在结构设计时需要把抗震设计也考虑进去，并确保抗震设计满足规范要求。因此，设计时优先考虑横墙承重或横纵墙共同承重的结构体系，而且在布置横纵墙的时候，尽量做到对称、沿平面对齐、上下连续。对钢筋混凝土多层建筑结构进行布置时尽量选择比较规则的结构，如果结构实在是比较复杂，就必须先做好防震缝，再把防震缝两侧分割成规则的结构，努力做到防震缝、沉降缝和伸缩缝完美统一；其次，高层建筑。高层建筑具有垂直高度大、上部结构荷载大的特点，所以在基础设计的时候需要把建筑物基础尽量埋深，这样就造成了工程造价的提高。为了使工程造价不变，在设计建筑结构的时候应该严格按照相关规定的允许值来设计差异沉降量和总沉降量，保证地基具有良好的承载力。而在设计地下结构时，首先需要做好防水设计。

二、房屋建筑结构设计中基础设计过程中常采用的形式及要点

（一）独立基础设计形式及要点

独立基础设计形式分为柔性和刚性独立基础两种，在进行独立基础设计的时候，要以地基土的特点为基础，比如说，如果地基土压实密度比较大而且压缩性较强，那么最好采用刚性基础，其他情况则采用柔性基础，目的是避免因为地基土的压缩而导致地面不均匀沉降事件的发生。据调查研究表明，我国目前大多数民建工程施工采用的是独立基础设计形式，而且这种设计形式有良好的发展前景，并且已经取得了相当不错的成绩。大多数时候独立基础设计形式广泛应用在柱下基础中，与现浇混凝土柱一起浇筑，形成一个整体，并且将柱荷载的偏心距作为参考依据，以此来决定基础断面是矩形还是方形。

（二）墙下条形基础设计形式及要点

墙下条形基础设计形式被广泛应用于基础结构设计中，因为钢筋混凝土柔性基础在抗压性、抗拉性和抗弯性等方面的性能比较优秀，所以通常都是使用在地基承载力较差、上部荷载较大的房屋建筑工程中。这种基础形式虽然柔性基础与刚性基础、抗压性比较好，但是在抗拉性方面就显得稍微不足了点，所以总体上这种基础形式还是多使用于低层的房屋建筑工程。

（三）箱形或筏型基础设计及要点

箱形或筏型基础主要应用在地基承载力不均匀和某些建筑对地基基础承载力要求高的场合，除此之外，筏型基础一般还应用于带有地下室的房屋建筑中，因为这样既可以把筏型基础当做地下室又能让筏型基础发挥它应有的作用。这两种基础在设计的时候最难的地方在降低基础的整体弯曲应力。所以在设计的过程中，最好是把基础和上部结构看成一体，采用共同作用分析法来进行设计。共同作用分析法是指在对高层建筑进行基础设计的时候经常把上部结构和基础以及地基看作一个整体，使三者的保持力的平衡和协调的变形能力。此种方法较之传统方法更加合理与科学，但是这种方法涉及到的方面比较多，所以在无形中增加了设计难度，同时，对计算机软件和硬件的要求也随之升高，这样就导致投资成本的提高，因此一般情况下不会轻易使用这种方法，只有在结构比较复杂的大型建筑基础设计中才会使用。另外，箱形和筏型基础都属于大体积混凝土，在施工的时候很容易出现裂缝，所以在设计的时候对伸缩缝进行设置，一般宽度为20~30mm。

（四）桩箱基础设计及要点

桩箱基础，顾名思义，是桩基础和箱形基础共同承载受力的一种基础，其优点有沉降量小、抗弯刚度较强、卸载能力同样很强，所以这种基础适用范围为在地基较软的地方建设高层建筑、重型建筑以及一些对沉降要求严格的房屋建筑。该基础的设计难点在于如何选择布桩方式。因为不同方位的地基土性质具有差异性，所以在实际设计中必须通过选择合适的布桩方式来分载基础底板各方为的受力，使基础底板的受力达到一种均衡的状态。而在这种受力不均的情况下，一般会通过适当地增加中间部位桩间距的方式来达到受力均衡的目的。

三、某建筑案例分析

某建筑工程位于市中心繁华地段，地上20层，地下1层，占地面积约为25万m2，总高度为78.3m。该建筑表层为人工填土，建筑结构安全等级为二级，抗震设防为两类。

（一）基础设计

设计人员通过对建筑所在地的地质勘探和地基承载力的计算决定X向基础梁尺寸为900×1800，Y向基础梁尺寸为1800×2000或者是1000×2000。还建筑由于受到集水井局部下沉以及筒体电梯基坑等的影响，最终决定基础的采用形式为梁板式筏形，并且筒体四周板的厚度为1.5m，剩下的板厚度则为1.0m，这样的设计很大程度上会导致筒体部位的竖向荷载相对增大，主梁也难以贯通。因此，在设计建筑基础结构的时候一定要注重搜集资料并保留资料，提高设计技术，增加基础设计的可靠性与真实性。

（二）箱形转换层楼板设计

在该建筑工程基础结构设计过程中，箱形转换层的上下层楼板厚度均为25cm，所以总的高度为245cm。箱体上下层楼板的内力结果是采用的最先进的ANSYS有限元软件进行分析计算才得出的。在不同的荷载情况下，箱形转换层的楼板裂缝是小于等于0.2mm的，实际配置为双层、双向通长钢筋。箱体上层板的最大压应力应控制在1.2MPa之内，而下层板的最大拉应力应控制在0.2MPa之内。

（三）主体结构设计

该项目工程主体结构采用的是剪力墙，即现浇钢筋混凝土框架结构，其中剪力墙的抗震指数为一级，而框架结构抗震指数为二级。在这一工程中，剪力墙布置是主体，行成筒体，并且将其作为主要的抗侧力构件，在筒体周围还合理地布置框架柱。考虑到地下室楼板的承受力与传递地震产生的水平力等问题，地下室顶板采用结构嵌固端的方式，板配筋为双向、双层满布。

四、结束语

综上所述，建筑结构中的基础设计比较关键，可以有效地指导施工，提升工程整体质量。但是在实际设计工作中，当前还是存在一些问题，无非是技术人员以及技术等方面的因素。为了确保房屋建筑的安全性、适用性、耐久性不断的提高，需要结构设计工作者对基础设计工作的重要性予以充分的重视。

参考文献：

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[3]薛文花.房屋建筑结构设计中基础设计的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2015（3）：278.

[4]蒋艺忠.关于房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].工程技术：引文版，2017（1）：5.