探讨房屋建筑结构设计中基础设计

探讨房屋建筑结构设计中基础设计

姚万福

黑龙江省嫩江县九三分局九三设计院

摘要：随着我国经济的快速发展，城市化进程速度不断加快，城镇人口不断增长，为了缓解人口住房问题，我国在大力推进房屋建设项目的发展，在房屋建筑的结构设计过程中，对基础的设计时重要的环节，影响建筑工程的安全性和稳定性。房屋建筑的基础设计受到的影响因素很多，要求设计人员将基础设计工作与工程实际情况相结合，通过科学的分析设计最合理的方案。本文介绍影响基础设计的几种因素。并提出优化房屋基础设计的措施，为相关的设计人员提供帮助。

关键词：房屋建筑；结构设计；基础设计；探讨

一、影响建筑地基基础设计的因素

1.上部结构的影响

建筑的高度，上部结构形式，墙体的厚度对基础的类型、埋深及基底面积有重要的影响，会导致房屋建筑荷载在基础上分布特点的不同，影响基础沉降、稳定性及抗变形能力，所以在房屋建筑结构基础设计时要重点考虑。

2.地质条件的影响

基础的选型很大程度上取决于地质条件，地质条件涉及的范围很广，包含的因素比较复杂，影响因素有土层的地基承载力，土层分布均匀性问题，土层厚度在基础范围内的不均匀分布造成不均匀沉降，危及建筑物的安全，地下水的分布情况，对带地下室建筑基础设计应考虑抗浮问题。基础设计中应对地质勘察资料进行分析研究，做出安全合理的基础方案。

3.施工环境

房屋建筑的施工环境指自然环境及人工环境，自然环境包括建筑场地的地形情况，建筑场地所在地的冻融情况等。人工环境对建筑基础设计的影响主要体现在基础工程在施工过程中，不能对周边建筑物或居民产生过大影响。

二、在房屋建筑结构设计过程中应该遵循的几个基本原则

1.建筑结构设计的原则是多道防线

想要建设出高质量高安全的建筑结构体系是要求我们采取多道防线来设计的，这样一来，即使发生不可避免的灾难时（如火灾、地震），也可以通过多道防线来一层一层来防护，假设我们把在灾难来领是的生存希望寄托在某单个构件上是非常不合理的。比如，房屋的多肢墙与单片墙相比，多肢墙的抗压能力要比单片墙的大得多。

2.我们在建筑结构设计当中，也讲究刚柔相济

刚柔相济也是当前合理的建筑结构体系离不开的。如果房屋建筑结构的刚度太大，则会导致变形能力下降，当强大的外界冲击力瞬间来临时房屋需要承受的力量非常之大，这时很容易导致房屋局部严重受损。甚至会让房屋坍塌，所以在设计房屋的时候，需要考虑刚中有柔，然而，房屋建设设计的太柔，虽然结构可以很好的消减外力，但是容易受外界压力的影响，而造成房屋变形过大以至于无法使用户使用。

3.房屋建筑过程中，打通关节这一步是必不可少的

这是因为结构体系中，大大小小各种类型的关节到处存在，而建筑结构的体系是统一的整体。我们所做的工作就是，打通建筑关节使结构保持平衡，这样做的目的其实就是使建筑结构永远处于原始的静态，避免外力不能平衡时而导致结构发生变化。

三、房屋基础设计的选型

1.独立基础

独立基础通常被用于柱下基础中，由于柱荷载偏心距的不同，因而其基础断面有矩形及方形之分。如果柱距很大，使用独立基础会得到较高性价比，是其他基础无法比拟的。如果建筑的框架体系为多层上部结构，就最宜使用独立基础。同时，在诸多民众建筑中，独立基础使用较多，效果也很明显。

2.墙下条形基础

实际中，混凝土刚性基础较为普遍，由于混凝土具有很高的抗压性能，但因为其抗拉及抗弯效果一般，也被用于压缩性小且地基承载力较好的中小型民用建筑中。其优点为使用方便，成本投入低，可根据实际情况随意使用。另外，如果建筑地基不够均匀或承载力小，上部结构所需承载力又大，便可以使用钢筋混凝土柔性基础。这种基础适用于基础埋深很大，并且设有地下室的建筑。

3.桩基础

沉降量和承载力大是桩基础的主要特征。如果地基缺乏足够的强度或者地基发生变形，这个时候就可以选择桩基础。以下几个方面是其主要的适用情形：第一，地基的承载力较小但同时上部的载荷很大，且在建筑物下部其土层坚实，可以为桩端提供一定支持力；第二，建筑的基础沉降量不能满足实际要求，就算出台解决措施也无济于事；第三，建筑物的底部土层比较薄，土质不好，但是由于土方量的限制，不能使用条形基础，那么可以使用钻孔灌桩法。

4.钢筋混凝土筏片基础

这种基础以梁板式及筏板式为主，如果建筑物基础底面积出现重叠，且基地承载力较弱及基础间空隙小的情况。筏板式基础一般在地板结构多且在有地下室的建筑中使用较为普遍。同时，筏板基础的选择还可以根据建筑物载荷情况进行选择。其优点为：刚度好，对沉降的均匀度可适当调节。尽管筏板基础使用广泛，但还需要根据实际予以选择。

四、房屋建筑结构设计优化措施

1.对于房屋建筑结构基础要进行安全、经济和高质量的设计

无论是对于民用建筑还是工业建筑，目前高层结构比较多，这也就要求设计人员要对基础和地基的设计提出更高的要求。地基和基础的设计不仅要做到安全适用，还要做到经济合理，这就要求设计人员要系统的考虑多方面因素，以地质勘察资料为依据来进行基础类型的设计以及上部结构方案的设计。设计人员在进行荷载计算的时候，简单的套用基础的设计公式以及采用规范所给定的地基所容许的承载力值来确定地基的耐力设计值是远远不够的。设计人员还应该按照规范的规定进行地基容许承载力值的修正。对于持力层所容许的承载力，设计人员要根据土的类别，再进行承载力的计算。因为不同的土所容许的承载力相差很大，这就容易造成设计强度的不够，也就潜伏着不安全的因素，所以要根据规范的验证公式进行验算。在基础的设计计算中，设计人员要根据规范的要求，对基础要进行总刚程序计算和分析方法的计算。要通过采用多种方法的结合比较与验算来减少计算的误差，使房屋建筑结构基础设计达到安全、经济和高质量的设计。

2.对房屋建筑框架结构设计要科学合理

首先，在对房屋建筑框架结构设计时要避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒。其次，就是在框架结构参数的选择上不仅要选取楼层地震剪力系数、电算的自振周期、楼层的侧向刚度比等，还要综合地考虑其他指标进行电算结果的验算。最后，就是要在结构配筋上注意构件的最小配筋率和最大配筋率的限值。要严格的按照规范要求，保证钢筋在每个部位所需要的延伸、搭接和锚固长度，材料的强度也要达到要求。在地震发生时要具有一定的延性，还要满足强度的要求。还有就是建筑物的顶层是特殊部位，要按照国家的标准进行设计实施，以防因为屋面温度的变化而引起墙体的开裂。

3.设计人员要严格按照规范和相关的规定进行设计，要提高设计人员的责任心

从目前所出现的工程问题来看，很多原因是由于设计人员在设计中考虑不周全，以及对新的规范理解和学习不深入所造成的。如果设计人员能够严格的按照规范标准进行设计，那么有很多的问题都是可以避免的。因此，就要对设计人员加强培训的力度，例如定期的安排设计人员学习新的规范内容，并且要与实践相结合，还要对每个设计好的建筑进行总结、考核，设计的比较好的人员要进行奖励，从而提高设计人员的责任心，促进他们的工作动力。

结语

随着经济的快速发展，人们生活水平不断提高，城市的发展日新月异，房屋建筑功能不断完善，众多因素导致工程设计变得越来越复杂，房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展，将先进的技术不断应用于实际，在实际中不断加强完善，提高房屋建筑的安全性和适用性，使得房屋建筑结构朝着可靠、实用、经济的高性价比发展发展。

参考文献：

[1]张玉娣，刘强一.浅析房屋建筑结构设计中的基础设计[J].黑龙江科技信息，2011，（01）.

[2]刘建鑫.高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J].山西建筑，2011（4）.

[3]周钰涵.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].科技创新与应用，2015（07）.