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探析民用建筑结构设计中的基础设计
摘要:建筑结构的基础结构就是地基基础,地基基础支撑着整个建筑工程项目体系。结构设计人员要认真研究项目工程勘察报告,结合项目建筑物的结构特征与建设场地条件的实际情况,坚持安全、适用、经济的原则,合理确定基础设计方案。
关键词:建筑结构;基础;设计
1地基基础设计存在的问题
1.1地质勘察方面的问题
地质勘查的结果是建筑工程基础设计的保障,只有勘查设计准确、全面,才能有力地支持设计工作的高效开展。地质勘察是进行设计前期数据获取的重要方式,如果存在勘察不准确以及不全面等问题,会对后续设计工作的开展造成不良影响。在实际的地质勘察过程中,由于一些参考资料可靠性不够,有的设计师在设计建筑结构地基基础时没有细致分析勘查资料,也没有进行现场考察,导致设计方案的合理性不高。勘察人员对数据进行分析时过于主观,导致地质勘察工作结果存在一些问题有待解决。因此,在勘察过程中,工作人员需要对施工区域的土壤性质以及地下水等各项情况展开研究,通过对数据的分析明确存在的不利因素,从而在设计过程中采取措施有效规避,保证基础结构最终的设计质量。
1.2设计规范方面的问题
基础结构设计相对较为复杂,对技术的要求相对较高,如果存在设计参数不精确或者没有按照相关规范的要求进行设计等问题,会对建筑结构的稳定性以及安全性造成直接影响。同时,如果没有对地基基础的复杂程度有全面的认识,按照主观判断直接展开设计,也会造成设计方案不准确以及不合理的问题,导致建筑结构的安全性受到影响。
尤其是在较深的软土地基区域,这会进一步增加基础设计的难度。有的施工单位没有细致勘察软土程度和具体深度,设计师也没有明确计算土层软弱情况,对地基的承载能力缺乏准确的掌握。如果设计不合理,则会导致地基发生不均匀沉降,设计方案的各种缺陷会逐渐暴露出来,造成难以弥补的损失。
1.3未对可选基础方案进行比选
在基础设计时,有些设计人员研究不够深入,未与勘察人员沟通,也未到项目建设场地了解情况,而是直接采用某种基础形式,不从安全、实用、经济的角度,对拟可选用的几种基础方案进行比较,导致设计采用的基础方案造价过高,或者无法实施。
2民用建筑结构设计中的基础设计
2.1积极落实勘查工作
民用建筑工程施工一直都对施工技术有较高要求,为确保施工技术选择恰当,需在开始施工之前对工程项目所在区域进行地质勘查。地基基础工程施工主要勘查的重点是工程所在地的气候条件、水文条件,全面了解当地地层状态。经过实地勘查以后,形成细致勘查报告,作为地基基础工程设计的主要参考依据。当然,勘查报告本身将成为施工技术选择以及施工流程制定的前提条件,需要严格管理勘查报告的内容,保证勘查报告具备较高准确性。具体来讲,在开始勘查工作之前,先了解当地地质状态,判断建筑项目所在区域的土质承载力,确定地基施工时钻孔的适合深度,确保地基施工满足建筑施工要求。将各类勘查结果均纳入到勘查报告当中,避免因勘查结果而影响工程施工准备工作,降低工程事故发生的概率。
2.2合理设计施工方案
基础工程方案设计之前要求设计人员现熟悉勘查报告的主要内容,了解勘查报告提出的各项参数数据,根据勘查报告中提到的地质岩层状态,计算地基承载力,从而保障地基的结构设计符合民用建设要求。要根据勘查报告中的参考系数计算不同建筑区域的土质承受情况,在正式开始施工之前,进行仿真模拟工作,判断地基基础工程施工可行性以后,才能确定施工方案并开展具体施工工作。
2.3合理进行工程基础选型
首先,如果建筑楼体的荷载较小、柱网分布均匀、上部为框架结构并且不修建地下室的话,建筑工程基础可以采用柱下独立基础。并且,在其抗震设防区的纵横方向可以设置连系梁。连系梁的设置需要参照建筑楼体垂直荷载的百分之十所引起的应力进行分析计算。
其次,如果建筑基础的上部结构是剪力墙或者框架结构,但荷载较大时,可以使用桩基或者十字交叉的钢筋砼条形基础,以进一步增加建筑基础的整体性,并且可以降低建筑物不均匀沉降现象发生的可能性。如果该种基础类型依然无法保证施工安全以及建筑工程的质量,并且同时又无法使用其他类型的建筑基础时,那么筏基形式的基础是一个不错的选择。
另外,如果建筑基础的上部是剪力墙或者框架结构,并且需要修建地下室,具有一定程度上的防水要求以及对不均匀沉降的限制比较严格,那么建筑基础可以采用箱基。如果上部依然是剪力墙或者框架结构,但是地基条件比较好的话,建筑基础便可以选用可以采用筏基或者是十字交叉钢筋砼条形基础。
最后,如果施工场地的地基条件较差的话,上文提到的几种建筑基础可能均无法满足工程的设计参数,便也无法保证工程的安全质量。这时可以采用桩基或者其他的建筑基础,但是这些类型的建筑基础需要注重成本控制和施工质量。
2.4重视性能计算
(一)承载力计算。当前,很多建筑采用主楼和裙房基础一体化设计方案。对此,设计师需要按照基础两侧超载细致地计算基础底面上的荷载,按照基础宽度两倍的方式计算超载宽度,尽量提高计算的准确性。如果工程所在区域为岩石地基(这种地基有着较为稳定的结构形式,承载力也较高),那么设计人员可以先利用荷载试验确定其具体承载力,然后根据承载力做好基础设计方案的优化。
(二)稳定性计算。当前,很多建筑工程项目存在抗浮稳定性不足的情况。对此设计师可以根据工程项目要求和实际情况合理设置构件或采取增压等措施解决这些问题。如果是局部的抗浮情况未能满足标准要求,那么设计人员可以加强优化结构刚度来解决这一问题。比如,设计师可以选用抗拔桩基础结构形式,在抗拔桩位移增加时抗拔力也会增加。为了避免基础结构位移过大,设计人员应严格控制抗拔力值。大部分建筑物可以通过单桩竖向抗拔荷载试验来确定抗拔桩的承载力特征值。如果建筑物对变形控制要求较高,那么设计人员可以通过变形计算来确定抗拔桩的承载力特性值。
2.5提高相关工作人员的综合能力和专业素质
在基础设计和工程地质调查的过程中,为不断提高地基设计和工程地质勘察的质量和效益,要不断提高相关人员的专业水平和综合能力:一是通过定期培训,提高相关人员的资质和资质,不断更新知识.二是优化就业条件,引进更高层次的专业人才,让所有员工都能持证上岗,最后提高员工的整体技能,特别是加强沟通,确保基础世界与工程地质勘察参与者之间的有效沟通,保证民用建筑工程基础设计工作顺利、高效进行。
3结语
综上所述,作为整个民用建筑结构设计的核心和关键,地基基础设计质量直接决定了建筑结构的安全性。如果没有合理地进行地基处理,建筑地基结构的稳固性和可靠性会大大降低,同时建筑工程的整体质量也将受到影响。如果基础稳定性和承载力不足,一旦受到地震等较大外力作用的影响,建筑结构就会发生不均匀沉降、变形、坍塌等质量安全问题。为此,工作人员要加强对影响民用建筑基础设计因素的深入分析,积极优化基础设计方案,提高基础稳定性,从而提升建筑项目的可靠性和安全性。
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