浅析土木工程建设中建筑结构基础设计要点

2021-03-27 01:52屈祥
家园·建筑与设计 2021年21期
关键词:基础设计建筑结构土木工程

屈祥

摘要:作为整个建筑结构设计的核心和关键,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,同时土木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。

关键词:土木工程;建筑结构;基础设计;要点

1影响基础设计的因素

1.1上部结构的安全性

上部结构和基础是组成土木工程的主要内容。设计人员只有协调好上部结构和基础,才能将两者的共同作用充分发挥出来,才能提升土木工程的应用效果。建筑的整体安全性会受到上部结构安全性的影响,上部结构的安全性又取决于基础结构和各个部分受力构件强度的影响。可见,基础和上部结构相辅相成。设计人员在进行基础设计前,需要按照规范要求对上部结构的刚度进行客观衡量。不同形式的上部结构适用于不同的地基形式,所以,设计师在设计过程中需要充分了解上部结构的刚度特点,然后根据刚度特点做好与之相适应的地基设计。

1.2地质条件是否符合要求

设计师在设计建筑物的基础结构前,需要充分了解施工现场和周围的环境情况,亲自调查研究施工现场,做好前期勘察资料的深入分析。在实地调查后,可以通过勘测的方式来了解拟建场地的具体情况,包括当地的地形地势、地质条件、交通情况、排污情况等。即使是相同的建筑物,在不同的环境中,不同的地基施工方案也会影响设计和施工的难度。在通常情况下,工作人员要尽量选择简单有效的地基处理方式,充分发挥天然地基的良好优势。工作人员不但要考虑施工质量,还要考虑工程的经济性。不过,具体的土木工程工程结构设计中常常会遇到和设计需求不相符的情况,此时需要加强优化处理地基结构设计,切实提高基础的稳定性。

2土木工程建设中建筑结构基础设计要点

2.1做好基础选型分析

合理选型是保证土木工程基础结构设计方案合理的前提,因此,工作人员要根据工程的具体要求合理地确定基础類型。当前,独立基础结构的经济性和抗震性都表现良好,在地基变形情况适应方面有着良好的效果。不过,有的地基缺乏足够的均匀性,难以满足地基承载力的需求,如果盲目选用独立基础,可能会造成严重的后果。土木工程最常见的是钢筋混凝土筏板结构。这种结构可以同时作为地下室结构筏板和地下室底板结构,承载性能较强,施工操作流程也较为方便。在设计基础过程中,设计人员应严格控制各项参数,如基础高度、最小配筋率等。同时,基础施工往往涉及较大体积的结构工程,需要应用大体积混凝土技术。如果施工中没有严格控制工艺流程,可能引发裂缝等问题。为此,施工人员应做好后浇带的合理设置,有效应对温度裂缝问题,通常按照800mm~1000mm的宽度设置温度裂缝。

此外,有的高层建筑基础处于天然基础上,应按照相应标准控制其埋设深度,提高其抗倾覆性和抗滑性能。高层建筑对于缓解我国城市用地紧张的问题有着良好的效果,无形中促使我国的建筑层高逐渐提升。此时,合理应用基础结构设计可以保证建筑基础的安全性,还能有效改善软土地基的性能。很多城市土木工程的选址距离旧建筑较近,如果新建筑物比原有建筑物的基础埋深更深,则会影响已有建筑物结构的稳定性,如果没有采取合理的保护措施,甚至会引发既有建筑变形、坍塌等严重的后果。为了有效避免此类问题,设计人员应在设计过程中做好新旧建筑物安全距离的严格设置,参考相应指标确定安全距离,做好多方面因素的考量。建筑物沉降量、原有建筑物刚度等都是影响建筑与相邻距离确定的主要因素,其中新建筑物的沉降量主要决定于地基土压缩性能、建筑物荷载等。

2.2做好上部结构设计

建筑物上部结构刚度、质量分布情况和整体结构的安全性息息相关,这也是基础结构设计中需要重点考量的因素。所以,为了有效提高建筑基础结构的设计效果,设计人员需要合理设计建筑物的上部结构。屋面部分是建筑物上部结构的重要组成内容,当前斜坡结构是很多建筑物常用的屋面结构形式,其包括梁板式、折板式等偏心受拉构件。在选择具体结构类型时,设计人员需要依据建筑的具体结构进行合理的选择设计,从而提高建筑整体结构设计的可靠性。

2.3加强性能计算

(1)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。(2)稳定性计算。当前,很多土木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。

2.4基础施工材料的合理选择

基础配筋、混凝土等材料是组成建筑基础结构非常关键的部分,直接影响建筑基础结构的安全性、稳定性。因此,要合理选定混凝土、基础配筋等材料,将其施工标准的规范性提高,从而提高建筑结构的耐久性,确保其符合规范标准要求。同时,设计师要注意在选取基础配筋时保证其能够匹配最小配筋,根据标准图纸合理设置基础配筋,并且合理调整基础宽度,精准定位基础图构造柱,合理设置构造柱,确保基础结构的稳定可靠。

3结束语

建筑结构基础支撑着整个土木工程项目体系。设计人员在设计前需要对地质勘查和基础选型进行细致分析,合理计算设计方案中的各项参数,做好图纸的优化设计和绘制,从而提高建筑结构基础的设计质量,切实保证土木工程项目的整体设计质量并提高建筑项目的建设效果。

参考文献

[1] 张庆元, 高欣, 苏会晓. 土木工程建设中建筑结构基础设计要点分析[J].  2021.

[2] 赵宇. 浅谈土木工程建设中建筑结构基础设计要点[J]. 名城绘, 2020(4):1.

[3] 官沛. 土木工程建设中建筑结构基础设计要点[J]. 大科技, 2020, 000(007):295.

猜你喜欢
基础设计建筑结构土木工程
研究斜坡地形输电线路基础设计
探究建筑结构设计中的基础设计
浅谈建筑结构抗震鉴定及加固理论与实践
建筑结构的加固与鉴定
基于专业评估的土木工程专业毕业设计教学改革与实践
架空输电线路铁塔结构与基础设计研究