探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、<p>　　探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)及地基組成了一個(gè)共同作用的體系，在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，要有效利用上部結(jié)構(gòu)剛度，充分考慮地基條件對(duì)基礎(chǔ)受力的影響，合理選擇基礎(chǔ)形式，運(yùn)用共同作用的理論設(shè)計(jì)地基和基礎(chǔ)，達(dá)到減少基礎(chǔ)內(nèi)力與沉降、降低基礎(chǔ)造價(jià)的目的。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：房屋建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </p>

2、<p>　　中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作為房屋建筑工程施工的基礎(chǔ)的和前提，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的好壞直接影響著整個(gè)房屋建筑工程施工的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，同時(shí)還影響著房屋建筑工程的安全性、適用性和耐久性。因此，設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑工程進(jìn)行基礎(chǔ)

3、設(shè)計(jì)時(shí)，一定要保障設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，為我國(guó)房屋建筑工程的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 </p><p>　　1、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性 </p><p>　　一個(gè)工程都要建立在一個(gè)地基之上，如果地基建設(shè)的不合理就會(huì)影響整個(gè)建筑的穩(wěn)定性，會(huì)建造一個(gè)失敗的工程。所以地基的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。但是，地基是人們所不能決定的一個(gè)自然因素。地基的土質(zhì)問(wèn)題，地下水的問(wèn)題，還有很多其他的因素都會(huì)影響到工程的施工

4、。曾經(jīng)有資料顯示，地基的造價(jià)在整個(gè)建筑的造價(jià)中占有相當(dāng)大的比重，所以對(duì)于地基的問(wèn)題一定要認(rèn)真的考慮和設(shè)計(jì)。如果地基不需要后期的土質(zhì)處理，造價(jià)還比較低，但是，如果還需要一系列的處理工作，造價(jià)就會(huì)大大提升。所以，在地基的設(shè)計(jì)選擇時(shí)一定要特別注意。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，也要多方面的考慮，來(lái)選擇最優(yōu)的方案，降低成本，贏得最大利益。 </p><p>　　從籠統(tǒng)意義上說(shuō)，房屋建筑結(jié)構(gòu)主要指兩個(gè)方面的內(nèi)容，一方面指的是房屋的建筑

5、結(jié)構(gòu)，一方面指的是房屋的戶型結(jié)構(gòu)。而房屋建筑工程進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)主要是為了保證工程建筑物結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性，在能夠保證工程建筑物的使用功能的發(fā)揮的同時(shí)保證工程建筑物的使用壽命，提高工程建筑物的性價(jià)比. </p><p>　　2、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)———工程地質(zhì)勘察 </p><p>　　對(duì)于建筑場(chǎng)地的勘察布孔，一般應(yīng)由設(shè)計(jì)單位根據(jù)擬建建筑物上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求提供。對(duì)于

6、一般場(chǎng)地，可按勘察規(guī)范規(guī)定提供，遇地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，勘察部門(mén)應(yīng)結(jié)合具體情況加密布孔?；?、基槽開(kāi)挖后，一般要進(jìn)行驗(yàn)坑、驗(yàn)槽，遇地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)還要補(bǔ)鉆；勘察、設(shè)計(jì)要密切合作，使地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)同實(shí)際地質(zhì)條件相吻合。工程地質(zhì)勘察不但為設(shè)計(jì)提供必要的、正確的、可靠的依據(jù)，而且還可根據(jù)勘察資料對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工中存在的及可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探討、論證、分析，并提出解決問(wèn)題的措施和建議。 </p><p><b>　　

7、3、基礎(chǔ)構(gòu)造分類 </b></p><p>　　房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一般根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工程質(zhì)地、抗震防設(shè)要求來(lái)進(jìn)行分類。 </p><p><b>　　3.1、獨(dú)立基礎(chǔ) </b></p><p>　　獨(dú)立基礎(chǔ)通常分為剛性獨(dú)立基礎(chǔ)和柔性獨(dú)立基礎(chǔ)，是整個(gè)或局部結(jié)構(gòu)物下的無(wú)筋或者配筋的單個(gè)基礎(chǔ)。獨(dú)立基礎(chǔ)在柱下基礎(chǔ)中應(yīng)用廣泛，柱底內(nèi)力和地基承載力作

8、為基礎(chǔ)斷面形狀的依據(jù)。獨(dú)立基礎(chǔ)在柱距較大時(shí)造價(jià)成本較低。在獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中常常為了提高整體性地基的變形能力和抗震能力而采用拉梁適當(dāng)結(jié)拉。獨(dú)立基礎(chǔ)還多用于多層建筑上部結(jié)構(gòu)是框架體系、地基承載能力較高的情況。 </p><p><b>　　圖一 獨(dú)立基礎(chǔ) </b></p><p><b>　　3.2、條形基礎(chǔ) </b></p><p

9、>　　條形基礎(chǔ)根據(jù)字面意義也可以理解，是基礎(chǔ)長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其寬度的一種基礎(chǔ)形式。條形基礎(chǔ)是房屋建筑工程中的一個(gè)基本結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)常會(huì)采用混凝土剛性基礎(chǔ)和鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)。 </p><p>　　混凝土剛性基礎(chǔ)常用磚、毛石做基礎(chǔ)，其抗壓性能好，但是抗拉性和抗剪性較弱，主要用于低于 5 層的房屋建筑。通常剛性基礎(chǔ)用于上部結(jié)構(gòu)荷載大、地基承載能力差、地基不均勻的工程。如果抗拉力和抗剪應(yīng)力過(guò)大會(huì)出現(xiàn)裂縫、下沉的現(xiàn)象，

10、此時(shí)可以使用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)來(lái)滿足抗彎能力。地基不均勻可以通過(guò)增加肋量來(lái)增強(qiáng)抗彎能力，調(diào)整不均勻沉降。如果地基承載能力較高，地基也比較均勻可以適當(dāng)增加層數(shù)?；炷羷傂曰A(chǔ)最大的特點(diǎn)是施工周期短、造價(jià)成本低。 </p><p>　　鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)是一種均衡式的基礎(chǔ)形式，在抗壓性、抗拉性、抗彎性、抗剪性等性能中都能發(fā)揮一定的優(yōu)勢(shì)，通常用于地基承載能力較弱、上部荷載較大、基礎(chǔ)埋深較大的房屋建筑中。 </p&

11、gt;<p><b>　　3.3、筏板基礎(chǔ) </b></p><p>　　對(duì)于筏板基礎(chǔ)板厚的確定和配筋構(gòu)造等,規(guī)范中已有明確規(guī)定,本文不再詳述,僅對(duì)下列幾方面進(jìn)行探討: </p><p>　　3.3.1影響基礎(chǔ)板厚的因素 </p><p>　　除柱底軸力及沖切面積的大小外,尚應(yīng)考慮下列因素: </p><p&g

12、t;　　(l)基礎(chǔ)沉降的不均勻性 </p><p>　　荷載分布和地基巖土的不均勻性勢(shì)必導(dǎo)致基礎(chǔ)的不均勻沉降,若無(wú)法控制在允許范圍內(nèi),則有必要增加基礎(chǔ)底板的剛度或?qū)^軟弱的地基進(jìn)行加固處理。 </p><p>　　(2)基礎(chǔ)與地基巖土的相對(duì)剛度 </p><p>　　規(guī)范規(guī)定筏板基礎(chǔ)的板厚由抗沖切和剪切來(lái)確定,而在抗沖切驗(yàn)算時(shí)必須減除沖切范圍內(nèi)的反力,基礎(chǔ)與地基巖土

13、的相對(duì)剛度對(duì)該反力的大小有一定程度的影響。當(dāng)基礎(chǔ)相對(duì)地基巖土有較大的剛度時(shí),該反力會(huì)相對(duì)較小,因而由抗沖切確定的板厚會(huì)相對(duì)較大,反之基礎(chǔ)板厚會(huì)相對(duì)較小。 </p><p>　　(3)柱或剪力墻的位置 </p><p>　　由于基礎(chǔ)邊緣的地基反力通常比中間大,因此當(dāng)柱底具有相同的軸力及沖切面積時(shí),緣于基礎(chǔ)與地基巖土的相對(duì)剛度對(duì)基礎(chǔ)板厚影響的同樣道理,基礎(chǔ)邊緣的柱或剪力墻抗沖切確定的板厚會(huì)相對(duì)

14、較大。這時(shí),可將柱或剪力墻處一定范圍內(nèi)的基礎(chǔ)底板適當(dāng)加厚,以滿足抗沖切的要求。 </p><p>　　3.3.2基礎(chǔ)板的內(nèi)力計(jì)算 </p><p>　　鑒于方法較多,筆者根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),主張按以下方法進(jìn)行基礎(chǔ)板的內(nèi)力分析: </p><p>　　(l)筏板基礎(chǔ)的板厚通常較大,其空間受力性強(qiáng),普通的薄板理論已不再適用,而應(yīng)采用考慮板剪切變形的中厚板理論或三維實(shí)體單元

15、來(lái)分析。對(duì)于規(guī)則或可簡(jiǎn)化為規(guī)則的筏板基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),可采用筆者提出的類似邊界元法的域外奇點(diǎn)法閻來(lái)進(jìn)行分析。 </p><p>　　(2)當(dāng)進(jìn)行筏板基礎(chǔ)內(nèi)力分析時(shí),宜考慮上部結(jié)構(gòu)的剛度,但會(huì)大大增加計(jì)算的工作量。筆者認(rèn)為,對(duì)多層建筑可以不考慮上部結(jié)構(gòu)的剛度;而對(duì)高層建筑,只須將地下室部分的結(jié)構(gòu)剛度考慮進(jìn)去,便可有足夠的工程精度,而不必考慮所有的上部結(jié)構(gòu)剛度。 </p><p>　　(3)當(dāng)采用有限

16、元法或域外奇點(diǎn)法計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力時(shí),會(huì)遇到如何考慮地基彈簧剛度的問(wèn)題。有些文章提出在計(jì)算地基彈簧剛度時(shí)就考慮地基土的相互影響,這種方法理論上是最好的,但實(shí)際卻行不通。筆者在設(shè)計(jì)中的做法是先計(jì)算基礎(chǔ)的總沉降,然后求得地基土的總彈簧剛度,再根據(jù)局部的地基情況對(duì)地基的彈簧剛度進(jìn)行修正,在計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力的過(guò)程中考慮地基土的相互影響。實(shí)踐證明這種處理手段是合適的。 </p><p>　　(4)由于筏板基礎(chǔ)的空間受力性強(qiáng),按三維實(shí)

17、體單元求得基礎(chǔ)板的內(nèi)力不僅有彎矩及剪力,而且有軸力,按該法求出的基礎(chǔ)板的內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算時(shí),應(yīng)按偏心受拉或偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。 </p><p><b>　　3.4、樁基礎(chǔ) </b></p><p>　　樁基礎(chǔ)的歷史悠久，已經(jīng)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)久的發(fā)展?？梢詼p少施工現(xiàn)場(chǎng)的工作量和材料，具有整體剛度強(qiáng)、承載力高、沉降小的特點(diǎn)。樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)的一種形式，一般超過(guò) 4、5 米。 &

18、lt;/p><p><b>　　4、總結(jié) </b></p><p>　　雖然我國(guó)民房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也取得了一些成就，但是對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的高速發(fā)展還是不夠匹配，在設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)中都不夠成熟和完善。房屋造型別致、功能繁多等都使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得越來(lái)越復(fù)雜，為了保證房屋外形、性能、質(zhì)量的全面提高要加強(qiáng)和完善基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，朝著先進(jìn)的技術(shù)知識(shí)和理論知識(shí)前進(jìn)。學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)，是房

19、屋更加穩(wěn)定、耐用、經(jīng)濟(jì)。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該做到因地制宜，具體情況具體分析，做到建筑、基礎(chǔ)、地基三者之間有機(jī)統(tǒng)一起來(lái)，形成一個(gè)整體。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[l]陳嘉?。摱鄬涌蚣芊课萁Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)要點(diǎn)[M]．成都：四川建枋出版社，2007(2)． </p><p>　　[2]陸歆弘。蔡躍．房屋建筑力學(xué)