田 力
(山西中方森特建筑工程設計研究院,山西 太原 030002)
房屋建筑是目前城市發(fā)展中的重要組成部分,為了提高城市美觀度,滿足人們的審美和使用需求,房屋建筑架構(gòu)設計也在不斷改變。基礎結(jié)構(gòu)作為房屋建筑的重要組成部分,其質(zhì)量的好壞將直接決定建筑物的安全與否。為此就有必要加大基礎設計的重視力度,從而保證建筑物的全局利益。
房屋建筑基礎結(jié)構(gòu)設計要滿足經(jīng)濟合理性原則的要求,在保證質(zhì)量的基礎上,降低材料損耗,為企業(yè)節(jié)省更多的成本效益。
在房屋建筑基礎設計中,應注重與其他結(jié)構(gòu)設計之間的銜接性,構(gòu)建完善的房屋建筑結(jié)構(gòu)整體,確保上下部結(jié)構(gòu)的有效連接,從而增強建筑的協(xié)調(diào)性和統(tǒng)一性。
房屋建筑基礎結(jié)構(gòu)的類型多樣,在設計中,應結(jié)合實際情況選擇合適的基礎結(jié)構(gòu)類型,以加強房屋建筑的穩(wěn)定性,增大房屋建筑的經(jīng)濟和社會效益。
動態(tài)設計原則要求房屋建筑基礎設計中,除了要確保各項功能的合理性外,還需結(jié)合時代發(fā)展需求對設計方案予以優(yōu)化,使房屋建筑整體適應社會發(fā)展需求。
墻下條形基礎是房屋建筑基礎結(jié)構(gòu)的重要類型,在增大房屋建筑基礎結(jié)構(gòu)抗壓能力、抗剪能力及抗拉能力上有著顯著效果。墻下條形基礎采用的主要材料以毛石、磚、混凝土等剛性材料為主,也正是由于這些剛性材料的應用,才能更好的優(yōu)化基礎結(jié)構(gòu)的抵抗性能。不過在實際應用中,應對內(nèi)部剪應力及拉應力進行合理控制,以免其超出規(guī)定范圍。
墻下條形基礎的特征有施工快、造價低,所以被廣泛應用在多層房屋建筑或輕型生產(chǎn)用房中。且通過地圈梁的加強,條形基礎的剛度和承載力也會逐漸增大,進而減少結(jié)構(gòu)變形等問題的出現(xiàn)。而對于高層房屋建筑來說,如果想要使用墻下條形基礎,一般會添加柔性基礎起到綜合效用,并通過肋梁的添加來增強基礎結(jié)構(gòu)的抗彎能力,避免不均勻沉降問題的產(chǎn)生。
在房屋結(jié)構(gòu)設計中,柱下基礎一般以獨立基礎為主,包括剛性獨立基礎和柔性獨立基礎兩部分,需要結(jié)合實際情況合理選擇。通常情況下,柱距較大或上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)時,為了增強地基承載能力,減少變形問題的產(chǎn)生,通常會以剛性獨立基礎為主,加強基礎結(jié)構(gòu)的整體性和經(jīng)濟性。而柔性獨立基礎的應用一般是為了增強房屋建筑的抗變形能力及抗震能力,通過拉梁拉結(jié)模式的設置來保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。不過在拉梁選擇過程中,需要準確計算拉梁截面的斷面尺寸,確保設計的合理性?,F(xiàn)階段,很多民用建筑的內(nèi)柱均采用了獨立基礎設計,這在提高承壓能力及抗變形能力上有著顯著效果。
柱下條形基礎被應用在柱荷載較大或地基土質(zhì)較差的環(huán)境下,在這種條件下,獨立基礎已無法滿足建筑承載需求,且無法有效擴大承載面積,為了保證建筑承載力在規(guī)定范圍內(nèi),需充分利用柱下條形基礎的剛性特征,提高建筑結(jié)構(gòu)承載力,避免不均勻沉降問題的產(chǎn)生。在使用該基礎結(jié)構(gòu)時,需要對柱距實行合理控制,通常會控制在6-7 米之間,以確保柱下條形基礎功效的發(fā)揮,防止變形、沉降對整體建筑結(jié)構(gòu)的影響。
再者,十字交叉結(jié)構(gòu)在應對地基承載力不足、柱荷載過大或荷載分布不均等問題上有著顯著效果,十字交叉基礎一方面增大了基礎的抗變形能力及承載能力,另一方面也提升了基礎剛度,加強了房屋建筑整體的安全穩(wěn)定性。不過這種基礎形式本身空間剛度較大,雖屬于良好基礎形式,但適用范圍也相對有限,應該根據(jù)具體房建結(jié)構(gòu)設計需要,適當選擇,切忌濫用。
樁基礎是目前房屋建筑建設中最常使用的結(jié)構(gòu)形式,其具有承載力強、沉降量小的特征,能夠有效調(diào)整房屋建筑基礎結(jié)構(gòu)中存在的問題,提高設計質(zhì)量。樁基礎的選擇條件為:
一是房屋建筑上部結(jié)構(gòu)荷載偏大,下部作為樁端持力層且存在軟土地基時,可采用樁基礎結(jié)構(gòu)完成基礎設計;二是地基淺層基礎的沉降情況較為嚴重,在處理完軟基后仍無法滿足房屋建筑要求,承載力不足時,需使用樁基礎結(jié)構(gòu);三是當建筑物自身重量較重時,盡管地基具有較強承載能力,但對于沉降控制有著較高要求,會發(fā)生不均勻沉降。此時可使用樁基礎形式;四是若地基土層較薄,土質(zhì)相對較差,例如條形基礎,土方量較大,則可以選擇采用灌注樁、鉆孔樁等。
鋼筋混凝土筏片基礎的應用需要滿足以下幾個條件:地基承載能力較弱、土質(zhì)分布不均勻、上部結(jié)構(gòu)荷載較大、基礎結(jié)構(gòu)中存在較多空隙,密實度不佳、底面積存在重疊現(xiàn)象等。通常在有地下室的房屋建筑結(jié)構(gòu)設計過程中,其本身并不需要防潮、防水設計時,地下室底板結(jié)構(gòu)一般可以選擇鋼筋混凝土筏片基礎,且根據(jù)荷載情況的不同,鋼筋混凝土筏片基礎的形式也會有所變化。當荷載較小時,可選用平板式筏片基礎;而當荷載偏大時,可選用梁板式筏片基礎。此外,鋼筋混凝土筏片基礎的剛性較高,能夠?qū)w和柱體存在的不均勻沉降予以合理調(diào)整,從而加大結(jié)構(gòu)的承載能力。
房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎設計中,鋼筋、混凝土等主要材料的選擇是非常重要的。一旦材料出現(xiàn)質(zhì)量問題,會直接影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的性能,進而降低基礎設計的安全穩(wěn)定性。為此,在材料選用上,混凝土要對原材料質(zhì)量及性能實行檢測,確保其符合建筑施工要求。鋼筋材料的選擇需要結(jié)合圖紙內(nèi)容詳細分析,保證鋼筋數(shù)量、規(guī)格等設置的合理性,并準確計算截面面積尺寸,加強墻體及柱結(jié)構(gòu)設計的科學性。
要想提升房屋建筑基礎設計水平,加強平面圖設計是尤為必要的。在平面圖繪制中,一方面要對各結(jié)構(gòu)的承載能力及強度進行合理規(guī)劃,另一方面要明確結(jié)構(gòu)的抗震等級。同時注重結(jié)構(gòu)參數(shù)的準確性,加強對局部布局的調(diào)整。
在基礎設計結(jié)構(gòu)選型中,先要對現(xiàn)場周邊環(huán)境實行詳細了解和掌握,如地質(zhì)條件特征、自然環(huán)境特征等,之后結(jié)合房屋建筑具體要求展開綜合分析,確定基礎結(jié)構(gòu)類型。再者,時刻注意布置剪力墻的設計方法,在符合基礎設計均勻性的前提下,適當增加基礎設計的數(shù)目,以此增強房屋建筑的安全性,以免出現(xiàn)局部應力太過集中而引發(fā)的坍塌問題。
房屋建筑上部結(jié)構(gòu)的設計質(zhì)量對基礎設計有著直接影響,所以加強上部結(jié)構(gòu)設計的合理性,同時也是完善基礎設計的重要舉措。而屋面作為上部結(jié)構(gòu)設計的核心內(nèi)容,屋面形式的選擇就成為人們關(guān)注的重點內(nèi)容。一般情況下,會以坡屋面設計為主。而當屋面不平、不規(guī)整或者房屋板塊跨度過大時,則會采用梁板式的房屋設計。除此之外,還會根據(jù)實際的房屋建筑情況使用偏心受拉的部件,以此來維護基礎設計的合理性。
承重柱是房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的重點內(nèi)容,其質(zhì)量會直接影響房屋建筑結(jié)構(gòu)的承載能力,進而決定房屋建筑的使用安全和壽命。而承重柱的高度與承重結(jié)構(gòu)的性能是成正比的。即當高度過低時,承重柱所承受的壓力會逐漸加大,結(jié)構(gòu)的抗壓能力會逐漸降低,進而影響結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。所以設計中要結(jié)合房屋建筑要求,對柱體高度進行合理規(guī)劃設計,維護建筑安全。
總之,在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中,要不斷提升基礎設計水平,并對其中存在的問題制定合理的解決措施,以此提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,增大建筑安全系數(shù),保障工程的順利完工。