房屋建筑结构设计中基础设计分析

房屋建筑结构设计中基础设计分析

任远奎

中凡国际工程设计有限公司东莞分公司 广东东莞 523000

摘要：对于房屋建筑而言，最为重要的结构便是地基基础，其支撑着整个房屋建筑工程项目体系。若是房屋建筑结构中的地基基础存在稳定性与承载力不足等问题，那么当房屋建筑整体受到诸如地震这类较大外力作用的影响时，就容易发生变形、不均匀沉降的问题，严重时甚至会整体坍塌。基于地基基础结构的重要性，本文将从设计角度出发，分析房屋建筑结构基础设计原则以及各种基础结构的设计关键点，以供参考。

关键词：房屋建筑工程；建筑设计；结构设计；基础设计

引言

近年来，随着城市化进程的持续推进，人们的物质生活水平得到显著提升。在此过程中，人们对于房屋建筑工程的要求也在不断提升。这种情况下，相关建筑设计人员就需要对房屋建筑结构设计进行切实有效的优化，以此来提升房屋建筑的质量、性能与安全，同时降低房屋建筑的工程造价，从而满足社会各界对于房屋建筑领域提出的一系列要求。基于此，本文将围绕着房屋建筑结构设计中的基础设计展开简要阐述，具体内容如下。

1 房屋建筑基础设计的原则

1.1 经济合理性原则

当前，越来越多的建筑企业涌入房屋建筑行业中。他们的加入在促进房屋建筑行业进一步发展的同时，也大幅提升了整个行业市场竞争的激烈性。这种情况下，房地产企业想要实现长远稳定的发展，在保证房屋建筑建设质量与安全的前提下降低投资成本，以此来实现经济效益的提升势在必行。为实现这一目的，在房屋建筑结构设计过程中，相关设计人员就需要遵循经济合适性原则，通过优化基础尺寸设计、材料选择以及其他设计方法来完成基础结构的设计工作，在确保地基基础结构质量与性能满足房屋建筑建设需求的前提下，降低相应的工程造价。

1.2 总体性设计原则

基础是房屋建筑地面以下的部分，其虽然看似不起眼，但是却具有承载上部结构和传递荷载的重要作用。然而正因如此，部分设计人员在进行地基基础结构设计时，仅仅只是将注意力集中于基础结构这一小部分，并未考虑到基础结构与房屋建筑上部结构之间的整体性与关联性。设计过程中有时会忽视房屋建筑上部结构具体形式、实际高度、墙体等构件的尺寸、厚度、自重等对地基基础的影响，导致最终设计出的地基基础结构无法很好地承受来自上部结构产生的荷载，此时就容易引发基础结构变形、不均匀沉降等问题。为避免出现上述问题，在实际设计过程中，设计人员不仅需要考虑基础结构自身的稳定性，同时还需要综合考虑房屋建筑结构中其他部分，确定其对基础沉降、稳定性和抗变形能力等方面的要求，再以此为基础，设计出最符合房屋建筑本身的基础。

1.3 预见性原则

房屋建筑基础结构设计过程中，设计人员还应当遵循预见性原则。所谓的预见性原则，其实质是要求设计人员在进行基础结构设计时，不仅要满足当前所能掌握的一系列技术资料以及规范的要求，同时还应当适当地扩大相关设计参数，以进一步提升地基基础结构的性能，使得其可以满足后期房屋建筑运行期间所发生的各种变动。例如在冬季，房屋建筑屋顶区域容易产生积雪，其所产生的雪荷载就会传递至地基基础处，若是基础结构承载力不足，就容易出现各种问题；此外，房屋家住在经过一段时间的使用后，为保证房屋建筑结构整体稳定性，防止其中的部分结构因为环境腐蚀等问题而导致性能降低，从而引发安全事故，就需要对房屋建筑结构进行加固。此时加固施工期间以及加固后的建筑构件也会形成荷载。对此，设计人员在前期进行地基基础结构设计时，就需要适当增加相关参数，以避免这些荷载对地基基础产生影响。

2 各种地基基础结构的设计关键点

2.1 独立基础的设计关键点

独立基础是当前房屋建筑基础结构设计中最常用的一种基础类型。其优势之处在于工程造价相对较低，且抗震性能更加优秀，因而在框架结构的房屋建筑领域备受推崇。

而在进行独立基础这类基础结构设计时，设计人员首先需要参考地质勘察资料，以此来掌握地基土的各项物理属性特征，然后再以此为基础，确定独立基础的类型。例如若是地基土所具有的压缩性指标、压缩密度值这两项指标相对较高，则为了保证最终的设计质量，此时就应当选择刚性独立基础；反之，若是这两项指标数值较低，此时宜选择柔性基础，借此来缓解地基土承受上部荷载后产生的压缩形变量，从而减少地基基础的不规则沉降。此外，若是房屋建筑选择现浇混凝土柱，则此时设计人员应当从阶形基础、坡形基础、杯形基础中选择适宜的一种或是多种组合协调搭配，并将地基基础与现浇混凝土柱整体浇筑；而若是工程施工时采用预制混凝土柱，则前期基础设计时，设计人员需要将独立基础设计成杯口形状，以便后期柱体可以顺利嵌入地基基础中。

2.2 桩基础结构的设计关键点

桩基础也是房屋建筑地基基础结构的一种，这种地基基础主要是由基桩、土体以及连接于桩顶的承台三个部分组成。桩基础的受力特点在于当来源于房屋建筑上部结构的荷载作用于桩基时，桩顶处的承台会将这些荷载通过基桩传递至桩身周边及桩底的土体中，正因如此，这种地基基础结构的负荷承载力更高，对于地震的抵抗能力也更强。

而在进行桩基础设计时，设计人员同样需要加强对房屋建筑工程相关岩土资料以及工程特点的了解，再以此来确定合适的桩型与基础方案。例如若是房屋建筑拟建场地内的地基土层为软土、塑性土、粉土、细砂这类土体，此时就可以选择预应力管桩；而若是地基土层由砂性土、粘性土组成，此时宜选用钻孔灌注桩；若是房屋建筑工程项目的建设场地较小，此时也可以选用钻孔灌注桩。此外，桩基础设计过程中，若是房屋建筑整体为框架结构，此时设计人员还应当根据实际情况来合理调整中部桩身的长度，抑或是提升桩基中部区域桩体布设密度，以此来提升桩基整体的承载力，从而有效地控制基础各部位之间的沉降差值，减少不均匀沉降的出现概率。

2.3 箱形基础结构的设计关键点

箱型基础在房屋建筑基础结构设计领域也较为常见，当房屋建筑所处区域的地基土承载力难以满足上部结构承载要求，抑或是房屋建筑建设楼层数较多，且对地基基础承载负荷力提出了更高要求，此时就可以选择箱型基础。

而在进行箱型基础结构设计时，设计人员应当高度关注基础结构的弯曲应力，同时还应当根据实际情况来采取相应的防范与应对措施来尽可能地减少基础大体积混凝土结构施工过程中出现裂缝的概率。例如，为减少基础大体积混凝土结构因环境温度变化而产生裂缝的概率，设计人员在前期进行箱形基础设计时，应当在适宜位置布设宽度为20～30mm的伸缩缝，用以抵抗温度变化导致的形变。

3 总结

总而言之，在当前房屋建筑结构设计中，基础结构设计占据重要地位，若是基础结构设计存在问题，势必会影响整个房屋建筑结构设计的质量。所以，在基础结构设计过程中，设计人员应当严格遵循经济合理性、总体性设计、预见性等设计原则，同时应当结合实际情况，从独立基础、桩基础、箱形基础以及其他基础结构中选择适宜的基础类型，并在实际设计过程中将认真完成关键节点的设计，以此来提升房屋建筑基础结构设计质量，从而为房屋建筑工程整体质量提供保障。

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