淺析建筑結構中的基礎設計

劉國亮

摘 要：建筑結構設計是建筑設計中非常重要的一環，高層建筑結構設計中，基礎設計方面尤其重要。文章對我國房屋建筑結構設計中的基礎設計中存在的問題進行了分析，并有針對性的提出了相對的改進建議。

關鍵詞：建筑結構；結構設計；基礎設計

前 言：隨著國民經濟的不斷發展，我國建筑業也得到了快速發展，建筑物的結構設計不僅直接關系到建設單位的經濟效益，同時也密切的關系到廣大人民群眾的切身利益，完整細致的設計不僅能給施工單位提供實際的經濟效益，更能給建設單位創造良好的品牌優勢。這就對基礎的設計和施工提出了更高、更嚴的要求。

一、高層建筑基礎設計概述

基礎設計是在考慮構造措施的前提下，根據工程地質勘察報告、上部結構類型及上部結構傳來的荷載效應和當地的施工技術水平和材料供應情況確定基礎的形式以及材料的強度等級，進行基礎底面積的確定及地基承載力驗算，完成基礎的內力計算和配筋計算。

高層建筑的基礎一般采用深樁基礎，受力可以是樁獨自受力或者樁土共同受力。樁基礎是一種比較古老的基礎形式，其力學原理正確，通過樁可以充分發揮深部土層的承載能力，同時又具有施工相對簡單的特點。也因此樁基不僅能延續至今，而且結合現代的施工和材料技術還獲得了更進一步的發展，成為目前基礎工程中普遍采用的一種重要的基礎形式。

為了滿足各種結構物的要求，適應各種不同地質條件和施工方法，在工程實踐中往往采用各種不同的樁和樁基礎。一般比較常用的分類方法是根據受力條件的不同，將樁分為端承樁和摩擦樁。端承樁一般會穿過較軟弱土層，樁底支承在巖層或硬土層等非壓縮性土層上，沉降量很小，樁側摩阻力可以忽略不計，全部荷載由樁底巖石層抵抗力承受。

樁基礎的受力方式有兩種，可以是獨自受力，也可以是樁土共同受力。不過不管樁基礎是獨自受力還是樁土共同受力，其作用最主要也是將上部結構的荷載傳遞給地基。樁基礎另外一個作用可以比較好的控制建筑物的沉降量。天然地基往往不可能非常均勻，在建筑物的不同部位某層土層的厚度一般不可能完全相同，或者還會出現在局部部位土層缺失的情況，這些都會造成建筑物的不均勻沉降。通過樁基礎把荷載傳遞給不可壓縮或低壓縮性的硬土層或巖石層，建筑物的沉降量就會容易控制。

二、房屋建筑結構設計的重要性

從籠統意義上說，房屋建筑結構主要指兩個方面的內容，一方面指的是房屋的建筑結構，一方面指的是房屋的戶型結構。而房屋建筑工程進行房屋建筑結構設計的根本出發點主要是為了保證工程建筑物結構的安全性、可靠性，在能夠保證工程建筑物的使用功能的發揮的同時保證工程建筑物的使用壽命，提高工程建筑物的性價比。

三、房屋建筑結構設計過程中需要遵循的原則

設計人員在對房屋建筑工程進行結構設計時需要遵循幾個原則，

（1）設計人員在進行結構設計的過程中一定要從整個房屋建筑工程的整體著手，需要與業主進行良好的、有效的、及時的溝通，確保建筑結構設計既符合客觀方面的需要，也符合主觀方面的需求；

（2）設計人員在設計過程中要有提前量，現代建筑工程在進行基礎設計的過程中，將重點都放到了建筑工程的地基、基礎、以及一些上部結構的構件（例如梁、板、柱、樓梯等）方面，但是還是有一定的弊端，因為很多的建筑結構設計中的基礎設計并沒有完全的結合實際情況，所以在施工過程中很容易遇到設計與實際情況不符的問題。

四、建筑結構設計中的基礎設計方案探討

1、結構平面圖

繪制結構的平面布置設計圖時，當建筑所在區域的抗震設防烈度為6度的時候，根據建筑抗震的設計規范，在符合有關抗震措施要求的前提下，是可以不應用結構軟件建模的。因此，就砌體結構來看，可不用在軟件中建立模型，直接進行設計即可，但在設計過程中需注意局部受壓和整體受壓的問題。而當建筑所在區域的抗震設防烈度為7度或7度以上的時候，則必須輸入軟件建模進行計算。

2.屋頂（面）結構圖

當房屋建筑采用的是坡屋面的時候，有梁板式和折板式兩種結構處理方式。當建筑板跨度比較大，建筑平面又不規整，屋面的坡度和屋脊線的轉折復雜，這樣的坡屋面我們采用梁板式。那么，與其相反的條件下，我們則采用折板式。但無論是梁板式還是折板式，兩種形式的板均屬于偏心受拉構件。板配筋的時候，為抵抗拉力，要有全部或者部分的板負筋拉通。基于構造而定的板厚度一般不宜小于120厚。除此之外，在梁板的折角處，應有布置鋼筋的大樣示意圖。而坡屋面板的設計，為了更好的讓施工操作人員對圖紙正確的理解，通常采用大樣詳圖和剖面示意圖相結合的表示方法。結構設計人員首先要具有一定的空間感，對于房屋建筑構造的整體做到心里有數，能夠從整體上把握結構大局，從細微處體現設計的實用性，秉承這樣的繪圖設計理念，設計出來的圖紙才能夠讓施工技術人員讀懂看明白。因為屋面起坡使得閣樓層部分墻體超出高度，所以在設計時要結合門窗頂來設置圈梁，用以陽氏墻的計算高度。

3、大樣詳圖

大樣詳圖繪制的前提條件是建筑詳圖確保準確無誤。大樣詳圖的繪制有兩種方法，一是利用原有的建筑詳圖做基礎，在其上直接進行大樣詳圖的繪制；二是利用以前做過的詳圖，在此基礎上進行局部的改進和繪制，在繪制大樣詳圖的時候，要注意在保持建筑外形不變的前提下盡量的使結構受力合理和施工方便。無論是標高還是外形，在尺寸上一定要和建筑相協調，保持一致。

4、樓梯

在進行樓梯的繪制時，要注意控制好樓梯板的撓度，樓梯梁的梁下凈高滿足建筑要求，保持樓梯梁的位置上下層的統一。當局部不合適時可以選擇折板樓梯，但應注意折板樓梯的鋼筋，在內折角處要斷開分別錨固防止局部的應力集中，對于梁下凈空的要求和樓梯板的寬度要多加注意。對于首段梯板，要考慮到基礎沉降，必要的時候可以考慮設梯梁。

5、墻下條形基礎

常用的磚、毛石、混凝土剛性基礎，主要是承受抗壓強度，也承受抗拉、抗剪強度，但抗拉、抗剪強度不高。基礎內產生的拉應力、剪應力通過剛性角控制，使其不超過材料的允許值。它一般適用于建造5 層以下民用建筑及輕型生產用房。這種基礎的特點是造價低、施工快，通過地圈梁的加強，增強基礎的整體剛度，能承受上部結構較大的荷載及適應一定的地基變形。常用的鋼筋混凝土柔性基礎也是墻下條形基礎的較好形式。當上部結構荷載較大，地基承載力又較低，且地基又不很均勻，采用剛性基礎往往會使基礎斷面過大，如果要保持淺基礎，則基礎露出地面，如果加深基礎又要增加土方量基礎造價，即使采用剛性基礎，也難避免在基礎產生較大的抗拉、抗剪應力時，出現基礎裂縫、不均勻下沉，以致引起上部結構墻體裂縫。這時一般采用鋼筋混凝土條形基礎，它可以承受較大的彎矩和剪力，用基礎斷面大小和配筋量來滿足受力要求。一般6 層以上民用建筑或輕型廠房可以采用這種基礎。

結束語：房屋建筑結構設計中的基礎設計是一項較為系統復雜的工作。 在高層建筑基礎設計中，要有效利用上部結構剛度，充分考慮地基條件對基礎受力的影響，運用共同作用的理論設計地基和基礎，達到減少基礎內力與沉降、降低基礎造價的目的。

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