劉國(guó)亮

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中非常重要的一環(huán)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面尤其重要。文章對(duì)我國(guó)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并有針對(duì)性的提出了相對(duì)的改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

前 言：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)建筑業(yè)也得到了快速發(fā)展，建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅直接關(guān)系到建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也密切的關(guān)系到廣大人民群眾的切身利益，完整細(xì)致的設(shè)計(jì)不僅能給施工單位提供實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益，更能給建設(shè)單位創(chuàng)造良好的品牌優(yōu)勢(shì)。這就對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工提出了更高、更嚴(yán)的要求。

一、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概述

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是在考慮構(gòu)造措施的前提下，根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告、上部結(jié)構(gòu)類型及上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載效應(yīng)和當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)水平和材料供應(yīng)情況確定基礎(chǔ)的形式以及材料的強(qiáng)度等級(jí)，進(jìn)行基礎(chǔ)底面積的確定及地基承載力驗(yàn)算，完成基礎(chǔ)的內(nèi)力計(jì)算和配筋計(jì)算。

高層建筑的基礎(chǔ)一般采用深樁基礎(chǔ)，受力可以是樁獨(dú)自受力或者樁土共同受力。樁基礎(chǔ)是一種比較古老的基礎(chǔ)形式，其力學(xué)原理正確，通過(guò)樁可以充分發(fā)揮深部土層的承載能力，同時(shí)又具有施工相對(duì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。也因此樁基不僅能延續(xù)至今，而且結(jié)合現(xiàn)代的施工和材料技術(shù)還獲得了更進(jìn)一步的發(fā)展，成為目前基礎(chǔ)工程中普遍采用的一種重要的基礎(chǔ)形式。

為了滿足各種結(jié)構(gòu)物的要求，適應(yīng)各種不同地質(zhì)條件和施工方法，在工程實(shí)踐中往往采用各種不同的樁和樁基礎(chǔ)。一般比較常用的分類方法是根據(jù)受力條件的不同，將樁分為端承樁和摩擦樁。端承樁一般會(huì)穿過(guò)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(cè)摩阻力可以忽略不計(jì)，全部荷載由樁底巖石層抵抗力承受。

樁基礎(chǔ)的受力方式有兩種，可以是獨(dú)自受力，也可以是樁土共同受力。不過(guò)不管樁基礎(chǔ)是獨(dú)自受力還是樁土共同受力，其作用最主要也是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給地基。樁基礎(chǔ)另外一個(gè)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(huì)出現(xiàn)在局部部位土層缺失的情況，這些都會(huì)造成建筑物的不均勻沉降。通過(guò)樁基礎(chǔ)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(huì)容易控制。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

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。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要遵循的原則

設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循幾個(gè)原則，

（1）設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中一定要從整個(gè)房屋建筑工程的整體著手，需要與業(yè)主進(jìn)行良好的、有效的、及時(shí)的溝通，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既符合客觀方面的需要，也符合主觀方面的需求；

（2）設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中要有提前量，現(xiàn)代建筑工程在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將重點(diǎn)都放到了建筑工程的地基、基礎(chǔ)、以及一些上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件（例如梁、板、柱、樓梯等）方面，但是還是有一定的弊端，因?yàn)楹芏嗟慕ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并沒(méi)有完全的結(jié)合實(shí)際情況，所以在施工過(guò)程中很容易遇到設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不符的問(wèn)題。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案探討

1、結(jié)構(gòu)平面圖

繪制結(jié)構(gòu)的平面布置設(shè)計(jì)圖時(shí)，當(dāng)建筑所在區(qū)域的抗震設(shè)防烈度為6度的時(shí)候，根據(jù)建筑抗震的設(shè)計(jì)規(guī)范，在符合有關(guān)抗震措施要求的前提下，是可以不應(yīng)用結(jié)構(gòu)軟件建模的。因此，就砌體結(jié)構(gòu)來(lái)看，可不用在軟件中建立模型，直接進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意局部受壓和整體受壓的問(wèn)題。而當(dāng)建筑所在區(qū)域的抗震設(shè)防烈度為7度或7度以上的時(shí)候，則必須輸入軟件建模進(jìn)行計(jì)算。

2.屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)房屋建筑采用的是坡屋面的時(shí)候，有梁板式和折板式兩種結(jié)構(gòu)處理方式。當(dāng)建筑板跨度比較大，建筑平面又不規(guī)整，屋面的坡度和屋脊線的轉(zhuǎn)折復(fù)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(wú)論是梁板式還是折板式，兩種形式的板均屬于偏心受拉構(gòu)件。板配筋的時(shí)候，為抵抗拉力，要有全部或者部分的板負(fù)筋拉通?；跇?gòu)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(yīng)有布置鋼筋的大樣示意圖。而坡屋面板的設(shè)計(jì)，為了更好的讓施工操作人員對(duì)圖紙正確的理解，通常采用大樣詳圖和剖面示意圖相結(jié)合的表示方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員首先要具有一定的空間感，對(duì)于房屋建筑構(gòu)造的整體做到心里有數(shù)，能夠從整體上把握結(jié)構(gòu)大局，從細(xì)微處體現(xiàn)設(shè)計(jì)的實(shí)用性，秉承這樣的繪圖設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出來(lái)的圖紙才能夠讓施工技術(shù)人員讀懂看明白。因?yàn)槲菝嫫鹌率沟瞄w樓層部分墻體超出高度，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合門窗頂來(lái)設(shè)置圈梁，用以陽(yáng)氏墻的計(jì)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(zhǔn)確無(wú)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(chǔ)，在其上直接進(jìn)行大樣詳圖的繪制；二是利用以前做過(guò)的詳圖，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行局部的改進(jìn)和繪制，在繪制大樣詳圖的時(shí)候，要注意在保持建筑外形不變的前提下盡量的使結(jié)構(gòu)受力合理和施工方便。無(wú)論是標(biāo)高還是外形，在尺寸上一定要和建筑相協(xié)調(diào)，保持一致。

4、樓梯

在進(jìn)行樓梯的繪制時(shí)，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(tǒng)一。當(dāng)局部不合適時(shí)可以選擇折板樓梯，但應(yīng)注意折板樓梯的鋼筋，在內(nèi)折角處要斷開(kāi)分別錨固防止局部的應(yīng)力集中，對(duì)于梁下凈空的要求和樓梯板的寬度要多加注意。對(duì)于首段梯板，要考慮到基礎(chǔ)沉降，必要的時(shí)候可以考慮設(shè)梯梁。

5、墻下條形基礎(chǔ)

常用的磚、毛石、混凝土剛性基礎(chǔ)，主要是承受抗壓強(qiáng)度，也承受抗拉、抗剪強(qiáng)度，但抗拉、抗剪強(qiáng)度不高。基礎(chǔ)內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力、剪應(yīng)力通過(guò)剛性角控制，使其不超過(guò)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(chǎn)用房。這種基礎(chǔ)的特點(diǎn)是造價(jià)低、施工快，通過(guò)地圈梁的加強(qiáng)，增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體剛度，能承受上部結(jié)構(gòu)較大的荷載及適應(yīng)一定的地基變形。常用的鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)也是墻下條形基礎(chǔ)的較好形式。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)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(chǔ)往往會(huì)使基礎(chǔ)斷面過(guò)大，如果要保持淺基礎(chǔ)，則基礎(chǔ)露出地面，如果加深基礎(chǔ)又要增加土方量基礎(chǔ)造價(jià)，即使采用剛性基礎(chǔ)，也難避免在基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的抗拉、抗剪應(yīng)力時(shí)，出現(xiàn)基礎(chǔ)裂縫、不均勻下沉，以致引起上部結(jié)構(gòu)墻體裂縫。這時(shí)一般采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，它可以承受較大的彎矩和剪力，用基礎(chǔ)斷面大小和配筋量來(lái)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(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為系統(tǒng)復(fù)雜的工作。 在高層建筑基礎(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，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。

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