房屋建筑工程不斷發(fā)展,房屋建筑也越來越復雜。在這些影響房屋建筑工程質(zhì)量的眾多因素中,房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計就變得更加重要?;A(chǔ)設(shè)計對于房屋建筑的整體質(zhì)量有重要影響。而且無論經(jīng)濟多么高速發(fā)展、技術(shù)如何革新,基礎(chǔ)設(shè)計永遠都是房屋建筑的根本。
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所要要遵循的原則
作為一項全面而系統(tǒng)的工作,設(shè)計人員在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)遵循兩個原則。一是設(shè)計人員進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時需從整個房屋建筑工程的整體入手,必要時與業(yè)主進行及時的、有效的溝通,以保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在滿足客觀方面需求的同時,也滿足主觀方面的需求。二是針對現(xiàn)代的房屋建筑工程在基礎(chǔ)設(shè)計的過程中,把工作重心放在了房屋建筑工程的地基、基礎(chǔ)以及一些上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件如梁、柱、樓梯、板等方面,而忽略了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)與實際相結(jié)合的現(xiàn)象,以及解決在施工過程中遇到的設(shè)計與實際情況不同的問題,設(shè)計人員在設(shè)計過程中要留有量。
二、房屋建筑的幾種基礎(chǔ)形式
1.樁基礎(chǔ)
樁基礎(chǔ)的優(yōu)點是承載力高、沉降量小。樁基礎(chǔ)可以應(yīng)對地基變形和強度不足的情況。以下情形都可以應(yīng)用樁基礎(chǔ):建筑物的上部結(jié)構(gòu)荷載較大,而地基上部負載能力小時,下部可作為樁端持力層的堅實土層;對土層不是很厚,土質(zhì)很差,土方量較大時可考慮采用鉆孔,灌注短樁。
2.柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)
柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)的剛度較大,可以調(diào)整沉降的均勻度,但其缺陷是在柱間距比較大時不能采用。以下情形可以應(yīng)用柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ):一是上部機構(gòu)載荷較大、地基的承載能力不足的是時候,其他基礎(chǔ)形式不能滿足要求時;二是地基的承載能力比較小,但柱荷載卻比較大的情形。
3.混凝土筏片基礎(chǔ)
混凝土筏片基礎(chǔ)具有整體剛度大、可調(diào)整整體沉降的均勻度的優(yōu)點。它適用于基礎(chǔ)之間的空隙較小并且底面積出現(xiàn)重疊的情況。其多應(yīng)用于有地下室的結(jié)構(gòu)。
4.獨立基礎(chǔ)
獨立基礎(chǔ)主要分為剛性獨立基礎(chǔ)和柔性獨立基礎(chǔ)。他們多應(yīng)用于柱下基礎(chǔ)。基礎(chǔ)的斷面主要有方形和矩形。獨立基礎(chǔ)較其他基礎(chǔ)有很高的性價比。比較適合在多層建筑的上部結(jié)構(gòu)作為框架體系的情形,除此之外在民用建筑中也有廣泛應(yīng)用。
三、基礎(chǔ)設(shè)計簡論
基礎(chǔ)設(shè)計由結(jié)構(gòu)的平面圖、屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖、大樣詳圖、樓梯和基礎(chǔ)等內(nèi)容組成。
1.結(jié)構(gòu)的平面圖
在設(shè)計和繪制結(jié)構(gòu)的平面布置圖時,第一要先對建筑物的地區(qū)地理環(huán)境進行分析,在按照相關(guān)設(shè)計標準設(shè)計時,如果結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠滿足對抗震防裂度為6的需求,就可以不必采用結(jié)構(gòu)軟件建模。但如果對抗震能力要求較高就需要使用軟件進行建模計算。
2.屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計圖
處理建筑房屋屋頂是破面的方式主要有兩種:一是梁板式,二是折板式。梁板式通常應(yīng)用在建筑板的跨度較大,屋面坡度復雜,建筑平面不平整的情形。折板式主要應(yīng)用于屋脊線比較簡單、建筑平面平整的情形。這兩種處理方式都使用偏心受拉的板。在對這種板進行配筋處理時應(yīng)注意提高拉力抗力。一般要使一部分板呈現(xiàn)出附筋拉通的狀態(tài),且板的厚度要大于120個厚。
3.大樣詳圖
為保證大樣詳圖的建筑詳圖準確性,一般繪制方法有兩種:一是以建筑詳圖為繪制基礎(chǔ),直接繪制大樣詳圖,二是對原有的詳圖進行局部修改。這兩種繪制方法的使用都要求保證房屋建筑結(jié)構(gòu)受力的合理性,同時要求要便于施工。
四、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)注意的問題
1.科學處理各種因素對地基與基礎(chǔ)設(shè)計的影響
設(shè)計人員應(yīng)該充分考慮各種因需對地基與基礎(chǔ)設(shè)計方案的影響。一方面,應(yīng)該在地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上,了解土層構(gòu)造及軟土層的厚度再對軟土地基采取換土墊層方法。并充分計算墊土厚度,在滿足安全性和經(jīng)濟型的雙重要求下完成墊土。選土時應(yīng)選擇硬度和強度較好的砂礫,以此保證土層的穩(wěn)定性。另一方面,綜合考慮從地質(zhì)勘探中所收集的地質(zhì)數(shù)據(jù)資料,了解當?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、地震災害狀況進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,同時結(jié)合氣候環(huán)境等方面資料,以保證繪制符合實際要求。
2.充分考慮環(huán)境溫度對建筑結(jié)構(gòu)的影響
由于受到外界氣溫的影響混凝土基礎(chǔ)經(jīng)常會出現(xiàn)的裂縫。所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該把環(huán)境溫度對混凝土基礎(chǔ)的影響考慮進去,如氣溫驟降、保溫層失去效果、暴雨侵襲等造成環(huán)境溫度下降,易使混凝土表面出現(xiàn)裂縫。因此不能貪圖繪制上的簡便和施工的便利而利用后澆帶代替伸縮縫。
五、對房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的建議
1.承重柱截面注意事項
6 度設(shè)防這一標準在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中設(shè)計人員必須予以重視,不要主觀縮小承重柱截面高度而達到方便設(shè)計圖的受力分析的目的。這種做法,其實這種做法是把梁和柱之間的剛結(jié)作用忽略了,從而導致房屋建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)安全隱患。
2.磚混中的承重柱與構(gòu)造柱
磚混結(jié)構(gòu)有著重要的作用的是構(gòu)造柱,其不但能夠約束砌體,同時還增強了墻的抗剪力。形成的約束作用可以保證結(jié)構(gòu)的抗震能力滿足要求、防止墻體出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象、增強豎向承載能力等作用。構(gòu)造柱和承重柱是兩個極易混淆的概念,許多設(shè)計人員在實際操作中往往沒有注意到這一點,從而導致很多問題的產(chǎn)生。第一,對砌體原有的約束作用會由于構(gòu)造柱受力時間提前而明顯降低,倘若發(fā)生地震該結(jié)構(gòu)就會被產(chǎn)生的地震力破壞,房屋也不再受到構(gòu)造柱的保護,甚至會成為地震中最脆弱的一節(jié)。第二,如果構(gòu)造柱作為承重柱使用,其柱基礎(chǔ)抗彎力和抗壓度都會不足,從而導致承壓強度明顯不足。墻體也會因為構(gòu)造柱的柱底被破壞、結(jié)構(gòu)嚴重下沉而出現(xiàn)裂縫,因此設(shè)計人員在設(shè)計時必須要把構(gòu)造柱和承重柱區(qū)分開。
六、結(jié)語
設(shè)計人員在進行理論研究和實際工作中應(yīng)該優(yōu)先考慮、著重解決建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計問題,以保證其在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要作用。只有且必須選擇合理的基礎(chǔ)設(shè)計形式,做好所有的細節(jié)的設(shè)計,才能在實際工作中提高房屋建筑的功能,才能保證房屋建筑質(zhì)量達到要求。而從根本上確保設(shè)計質(zhì)量,確保房屋建筑工程質(zhì)量以達到我國經(jīng)濟發(fā)展的要求還需要眾多理論家和實踐者的不斷探索,不斷提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計能力。