建筑结构设计中的基础设计形式探析

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　　摘要：近年来，随着城市发展进程的逐渐加快，人民生活水平不断提升，我国的建筑行业也随之取得了显著的发展。为了不断满足城市化发展的需求，许多大型建筑物、高层建筑物拔地而起。这些建筑物通常体积庞大，所以就对于工程施工的各项技术水平提出了越来越高的要求。不论是对于建筑物的稳定性还是安全性来说，都必须不断完善发展。对于建筑物的结构设计来说，基础设计是其中十分关键的部分。对于建筑物的安全性来说，一旦发生自然灾害或意外损伤，就会对城市发展和人民生活带来极其恶劣的影响。本文就针对建筑结构设计中的基础设计分析进行了简要的探讨，寻求这一过程中的关键性技术，为建筑物的安全性提供一份保障。
　　关键词：建筑结构;结构设计;基础设计分析
　　一、引言
　　对于建筑物的建筑结构设计来说，复杂性是其基本特点。因此，在进行相关的结构设计时，必须充分考虑到工程需求，基础部分的设计摆在整体设计中的首位[1]。建筑物的基础设计与建筑的整体质量有着十分密切的关系，在后期的建筑施工中，都要依照设计图纸来进行，不论是采取哪一种类的施工技术，还是建筑行业取得了怎样的发展，都必须充分保障建筑物建设的安全性能。
　　二、建筑结构基础设计的选取原则
　　建筑结构设计主要指对于建筑基础结构以及上部结构的设计。由于建筑结构设计会收到多重重力以及静力的作用影响，通常情况下，建筑物的静态荷载呈垂直方向传递，一旦出现自然灾害，以地震为例，其作用力刚好与静载作用呈相反作用。为了充分满足工程施工过程中结构上部和下部的地基条件，就必须采取有效的方式来进行基础结构的选取。建筑物的结构设计不仅仅只是一项设计操作，还涉及到多个方面的其他零碎工作。这就要求设计人员在进行设计操作的过程中，不仅要刚柔相济，还要尽可能的多设置防线，抓大放小，以便打通各项施工环节。在这样的基础之上，必须安排相关人员提前对于施工地点进行勘测检查，结合施工地点的不同情况来进行工程设计，尽可能的满足工程需求。
　　当前情况下，在建筑物的基础设计中，选取设计方法的依据主要是地基、基础以及上部结构之间各个环节之间的作用力，并将这些充分作为基础设计决断的选取标准。然而，这种方式也存在着一定的弊端，许多时候，设计单位进行施工设计仅仅是从建筑需求方面出发的，而忽略了工程施工地点的实际情况。不了解工程施工的实际情况，在进行许多方面的设计时就只能通过假设来进行，这是实际情况与工程设计之间差距的主要原因之一。因此，对于大部分的建筑设计来说，主要还是依据力学结构来进行的，不仅结构稳定，且简单便捷，以便充分满足更多建筑物的需求。
　　三、建筑物建设过程中的常见基础形式
　　（一）墙下条形基础
　　对于墙下条形基础的构建，通常会采用混凝土来打基础。混凝土不论是耐久性还是可塑性都更强，使用混凝土来进行墙下条行基础的构件，可以更好的起到抗压作用[2]。经过一段时间的应用，我们发现，墙下条型基础更适合被应用在一些楼层较低的建筑物当中，其主要的优势就在于造价较低，且施工操作更为便利，对于工程的施工建设而言，必须结合实际情况因地制宜的对于整体刚度进行改进。
　　（二）独立基础
　　独立基础部分可以具体分为刚性独立基础以及柔性独立基础两类。独立基础常被应用于柱下基础的构建，具体来说，基础的断面可以分类正方形和长方形两类，区分的方法是依据柱荷载的偏心距离来确定的。当两柱之间存在着较大的差距时，独立基础的优势性也就随之显现出来。另外，在多层建筑中，如果在选取框架时以上部结构为基础，这时选用基础最为适宜。就当前的使用情况来看，独立基础通常被使用于民用建筑的建设当中，且取得了不错的成效。
　　（三）柱下条形基础及十字交叉基础
　　当建设条件难以满足独立基础的建设要求时，就可以采用柱下条形基础。举例来说，如果施工现场的地基基础较差，就可以采用柱下条形基础。与独立基础相比，柱下条形基础的强度更大，可以结合需求对于沉降的幅度及均匀程度进行控制。但是，与独立基础恰恰相反，当两柱之间的距离较大时，不过柱间距较大时柱下条形基础就显现出了不少劣势。除此之外，如果工程建设需要减少对于地基的施压力，十字交叉基础是一个较为合理的选择，但是十字交叉基础具有明显的弊端，那就是它的空间刚性较强。
　　（四）钢筋混凝土筏片基础
　　与其他基础形式相同，钢筋混凝土筏片也具有其使用优势。将这一基础常用于狭小的空间内，适宜在较小的空隙内使用。另外，筏片基础还常被应用于地下室的结构的地板建设当中。对于筏片基础的选择，应当尽量依据荷载大小的不同来进行。筏片基础的主要优势就在于其整体的刚度较大，可以有效控制沉降的均匀度。另外，钢筋混凝土筏片的基础不可以随意应用于各种条件下，而是必须充分结合各项具体情况来进行操作。
　　（五）桩基础
　　桩基础的主要优势就在于其具有较高的承载力高，且其沉降量较小。如果各项要求无法满足施工要求，这时就可以采用桩基础的深基础。通常在具有以下情况的时候，更为适宜采用桩基础：其一，建筑物的上部结构荷载比较大，且地基的稳定性较差，对于上部负载能力较小。其二，天然地基上的浅基础沉降量较大[3]，即便可以对地基进行处理，也很难达建筑要求。其三，地基的承载能力虽好，但是沉降较难控制。
　　四、进行建筑物结构设计中的基础设计时应注意的问题
　　（一）将各项因素对地基与基础设计的影响考虑在内
　　在进行建筑物结构的基础设计时，设计人员必须充分考虑到各项因素对于设计方案所产生的影响。一种情况下，设计人员需要在进行施工设计之前提前进行地质勘查，尽可能的收集施工现场中的各项资料，还要对施工地点周围的自然环境进行调查了解，包括土壤环境、气候、自然灾害情况等。在充分了解的前提下，进行相关的结构设计，尽可能的降低外界因素对于施工建设所带来的影响。另一方面，运用换土垫层方法处理软土地基的时候，必须提前对于施工地点周围进行地质勘查，充分了解地表以下的土壤情况，通过勘察结果来对垫土的厚度进行计算，尽可能的使垫层的厚度、寬都可以既具备安全性，又能够保障一定的经济效益。值得注意的是，在选择垫土时，过于松软的土层稳定性较差，故应当采用硬度和强度都更高的垫土。 　　（二）重视环境温度对建筑结构带来的影响
　　许多时候，我们容易忽视的温度影响却对工程的建设实施有着十分关键的作用。因此，在进行建筑结构的设计时，必须将温度情况对于混凝土结构的影响考虑在内。尽可能的按照有关设计标准对于伸缩缝部分进行设计，伸缩缝的设计具有一定的复杂性，许多时候施工单位为了保障工程效率、降低施工的复杂程度，常要求设计单位将这一部分更换为后浇带，这是不可行的。除了要充分考虑温度情况对于建筑结构的影响，还要将影响程度计算出来，并以此为依据来推算出设计中伸缩缝之间的宽度，将其控制在一定的环境温度范围内。同时，对于伸缩缝的安装也应当提前设置安装方案，结合以往的经验来看，可以采用焊接与铆钉相结合的固定方法，这样更具有牢固性。最后就是有关填充才看的选择，以上不论哪一方面，都需要在施工设计方案当中明确的标注出来。有时为了避免温度情况所带来的影响，可以在建筑物顶层部分安装隔热板，并针对其中较容易受到温度影响的部分来安装直径较小的温度筋。
　　（三）重视建筑结构的边梁设计
　　对于建筑结构的边梁设计，可以通过在梁腰或底部安装抗扭纵筋的方式来进行。这一环节中需要特殊处理的部分就在于扭矩很可能会对边梁产生一定的影响。必须将扭矩的在折减控制在一定范围内，充分保障建筑结构始终处于内力分布均衡的状态，加之边梁的扭距与边梁的抗扭刚度以及抗弯刚度都具有十分密切的关系，因此在具体进行计算器时，可能会具有一定的难度。
　　五、对于建筑物结构基础设计的相关建议
　　针对设计人员而言，设计人员在进行建筑物的基础设计时，必须以建筑物的建筑高度为出发点，提前对于施工现场进行勘察，了解土壤情况，在进行具体设计时充分考虑地基和上部结构两者的关系，对于一些不确定因素需要提前考虑到可能出现的几类情况，并以此为依据进行科学的设计。通常情况下，首先要进行基础上部结构呢设计，然后再进行具体的基础设计，这就要求必须采取一系列的有效措施，来降低少由于上部结构滞后而产生的误差，从根本上保障建筑物基础结构的设计水平。
　　当前情况下，建筑结构基础设计主要是依据不同的力学结构来进行的，其最为明显的优势就在于操作起来更为容易，且更为精确可靠。近年来，随着我过各项技术水平的不断提升，许多传统的建材已经难以满足当代建设的需求，钢筋混凝土这类更具优势的建材则得到了广泛的应用。钢筋混凝土结构与传统建筑结构相比具有显著的有点，但同时钢筋混凝土结构也对于基础提出了更高的要求。如果地基出现沉降现象，对于钢筋混凝土产生的影响是极大的。随着城市化进程的不断加快，高层建筑物的数量明显增加，在高层建筑物的建设过程中，随着建筑物高度的不断增加，建筑物所受到的负荷也自然而然的随之升高[4]，地基所要承受的压力也是如此。在这样的情况下，沉降问题更容易产生。因此，针对高层建筑物而言，进行结构聘礼时还要尽可能的降低基础的刚度。
　　六、总结
　　综上所述，近年来，在我国的经济发展中，建筑行业占据了较大的比重。建筑结构的基础设计时是各项工程建设之前必须进行的一个部分。我们不应当一直局限于纸上谈兵，而是应当深入到施工现场，将理论与实际相结合，逐个排除问题。在具体的工作当中，通过科学合理的基础设计，来保障后期施工的質量和效率，在保障安全性的同时，尽可能的减少建筑资金支出。在未来的发展过程中，建筑结构的设计还有许多需要完善的地方，这就要求相关工作人员不断进行探索钻研，为我国建筑设计行业的发展起到一份推动的作用。
　　参考文献：
　　[1]魏利全.建筑结构设计常遇问题反对策[M].北京：中国电力出版社.2009（1）.
　　[2]陈嘉俊.论多层框架房屋结构设计中的几个要点[M] .成都：四川建枋出版社，2007（2）.
　　[3]陈兴义.房屋建筑学[M] 郑州：郑州大学出版社.2008（7）.
　　[4]陆歆弘。蔡跃.房屋建筑力学与结构基础[M].北京：中国建筑工业出版社。20080）.
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