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试析房屋建筑结构设计中基础设计学报

收藏本文 2024-02-25 点赞:26426 浏览:119759 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:基础设计在整个房屋建筑结构设计中占有十分重要的地位。改革开发以来,随着我国建筑工程技术的不断发展,我国的建筑结构设计中的基础设计获得了很大的进步,但是在实际设计当中还存在一些不足之处,本文作者对此相关问题进行了探讨。
关键词:房屋建筑;结构设计;基础设计
Pick to: basic design in the entire building structure design holds the very important status. Reform and opening-up, along with our country architectural engineering technology unceasing development, our country's building structure design of foundation design he made a great progress, but in the actual design of still exist some deficiencies, in this paper the author discusses related questions.
Keywords: housing construction; Structure design; Foundation design
引言
我国经济的飞速发展,城市面貌日新月异,一栋栋高楼大厦拔地而起。随之各类房屋建筑功能的不断丰富,新颖的造型,致使工程设计越来越复杂但目前的设计周期普遍偏短,也使房屋基础设计文件中普遍存在某些质量问题,应该引起我们的重视。基础设计的重要性表现在基础工程在建筑工程总造价中占有较大的比重,基础工程所耗费的钢材、水泥用量多、施工难度大。而当地质条件复杂时,其造价和工期所占的比重还会增加。设计人员在进行高层建筑基础选型设计时,一定要综合考虑各方面因素的影响,针对具体情况选择合理的基础形式,采用正确的设计方法,这样才能保证结构的安全与稳定,也会给建筑工程的质量、造价和工期带来效益。

1 房屋建筑常用的几种基础设计形式

1.1 独立基础

刚性或柔性独立基础一般多用于柱下基础,根据柱荷载偏心距大小,基础断面可为方形或矩形。当柱距较大时,常为独立基础,这样较为经济。为增强基础整体性,也可采用拉梁适当拉结,以增强适应地基变形和抗震能力。多层建筑上部结构为框架体系时,如地基承载力较高,地基变形较小,荷载及柱网分布较均匀,宜选用独立基础,但在纵横两个方向宜拉梁适当拉接。拉梁断面选择要适当,不宜过大,可通过计算确定。一般民用建筑中的内柱,多数可考虑采用独立基础,而不用条形基础,在满足承载力及变形要求下,其经济效果是较好的。

1.2 墙下条形基础。

常用的砖、毛石、混凝土刚性基础,主要是承受抗压强度,也承受抗拉、抗剪强度,但抗拉、抗剪强度不高。基础内产生的拉应力、剪应力通过刚性角控制,使其不超过材料的允许值。它一般适用于建造5层以下民用建筑及轻型生产用房,如果地基承载力较高,且地基比较均匀,层数还可以适当增加。这种基础的特点是,造价低、施工快,通过地圈梁的加强,增强基础的整体刚度,能承受上部结构较大的荷载及适应一定的地基变形。常用的钢筋混凝土柔性基础也是墙下条形基础的较好形式。当上部结构荷载较大,地基承载力又较低,且地基又不很均匀,采用刚性基础往往会使基础断面过大,如果要保持浅基础,则基础露出地面,如果加深基础又要增加土方量基础造价。即使采用刚性基础,也难避免在基础产生较大的抗拉、抗剪应力时,出现基础裂缝、不均匀下沉,以致引起上部结构墙体裂缝。这时一般采用钢筋混凝土条形基础,它可以承受较大的弯矩和剪力,用基础断面大小和配筋量来满足受力要求。如果地基不均匀,还可加肋梁,以增强抗弯能力,调整不均匀沉降。一般 6 层以上民用建筑或轻型厂房可以采用这种基础。

1.3 柱下条形基础及十字交叉基础。

当柱荷载较大或地基较差时,采用独立基础不能满足承载力要求,扩大基础面积又受到场地限制时,可考虑采用条形基础。条形基础具有较大的刚度,对于调整不均匀沉降有良好的作用,但当柱距较大时,条基的刚度也差,调整不均匀沉降的能力也降低,所以选用柱下条形基础应控制在柱距不宜过大(6~7m)的条件下,能较好发挥作用。当地基承载力较低而柱荷载又较大时,或地基变形和柱荷载的分布在两个方向都不均匀时,一方面要求扩大基础底面积,以满足承载和地基变形的要求,同时又要求基础具有较大刚度,来调整不均匀沉降,这时可考虑设置十字交叉基础。十字交叉基础具有较大的空问刚度,是一种较好的基础形式,但它有自己的适用范围,不可任意滥用,只有当条形基础不能满足要求时,才采用十字交叉基础。

1.4 钢筋混凝土筏板基础

当地基承载力较低,且地基土质不均匀,而上部结构荷载却很大,采用十字交叉基础,有的基础之间的空隙所剩无几,有的基础底面积重叠,已不能提供足够的基础底面积时,这时可采用筏板基础。对于有地下室的结构,它本身不要求防水或防潮,筏板基础恰好就是地下室的底板结构。当荷载不太大时,常采用平板式筏板;当荷载较大时,可采用梁板式筏板。由于筏板基础的整体刚度较大,故能将各柱或墙体的不均匀沉降调整得较为均匀。对于某些不均匀地基,且土质又

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较软,应先进行地基处理。提高地基承载力,减少地基的压缩性,再在处理过的地基上做筏板基础。这种地基与基础同时结合考虑,技术和经济效果均较理想。那种认为不管地基如何软弱和不均匀,只要做筏板基础就万无一失的想法是不全面的,实际工程中的教训还是有的,应引以为戒。

1.5 桩基础

桩基础具有承载力高、沉降量小的特点。一般建筑物应尽量采用浅基础,若地基变形和强度方面都无法满足要求时,则可采用此种形式的深基础。下列情况可考虑采用桩基础:
(1)建筑物上部结构荷载较大,而地基上部软弱,下部有可作为桩端持力层的坚实土层时;
(2)天然地基上的浅基础沉降量过大,即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时;
(3)对较为重要的建筑物,虽然地基承载力尚好,但由于对控制沉降有较高要求,不允许有过大沉降,也可考虑采用;
(4)对土层不很厚,土质又较差,如做条形基础,土方量较大,可考虑采用钻孔,灌注短桩。

2 房屋建筑结构基础设计应注意的问题

2.1 承重柱截面高度设计

一些结构设计者误认为六度设防就是不设防,为图受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大,把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱对梁的约束弯矩,加之柱截面和配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而柱子及梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性铰。这样,在正常使用情况下,柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一旦遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。

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