土木工程建设中建筑结构基础设计

【摘 要】改革开发以来,随着我国建筑工程技术的不断发展,我国的建筑结构设计中的基础设计获得了很大的进步,在土木工程建设中,基础设计在整个土木工程建筑结构设计中占有十分重要的地位.地基基础对于整个工程的结构质量有重要的影响,而对于不同的地质结构对地基的设计也不相同,文章从建筑基础设计选型的重要性出发,对我国房屋建筑结构设计中的基础设计中存在的问题进行了分析,并有针对性的提出了相对的改进建议.

【关 键 词】土木工程；结构基础；设计

一、建筑基础设计选型的重要性

1.基础如果设计方法不对或者选型不当,将严重影响建筑物的安全性.不恰当的基础设计,可能因承载力不足引起建筑物的不均匀沉降,导致建筑物开裂或倾斜,引起难以修复的工程质量问题.

2.选择合理的基础形式是降低工程造价的一个有效措施.基础工程在建筑工程造价中占有很大的比重,通常情况下可以达到25%左右,在结构复杂或者地质情况复杂时,所占比重还会有所增加.因此,选择合理的基础形式能够有效降低工程造价.

3.合理选择基础形式对缩短施工工期具有重要意义.据统计,基础工程的施工工期可以占到土建工程工期的30%左右,因此正确选择合理的基础形式对节省施工工期有很大的意义.

二、土木工程建筑结构基础设计中存在的一些问题

在整个土木工程的建设施工中,对于其基础的设计可以说是具有非常重要的地位.虽然近几年来,随着改革开放的程度不断加深,为我国的建筑业带来了很多的新工艺、新技术,但是在建筑结构基础设计中还是难以避免的存在着一些问题,归纳起来,这些问题主要体现在这几个方面.

1.建筑基础方案的优选

首先要以准确的岩土工程勘察资料为依据.如场地工程地质条件、岩土物理力学性质、地基承载力、地下水位、场地土动力学参数等,这是基础方案安全合理的基础要素.通过对岩土工程勘察资料的分析,再综合上部结构的结构形式,能够确定合理的建筑基础的形式和布置.

2.深基础及桩的设计

如果建筑场地的浅土层不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求,而又不适合地基处理措施时,就要考虑下部坚实土层或岩层作持力层的深基础方案.深基础主要有桩基础、墩基础、深井和地下连续墙.其中桩基础以其较大的承载力或抵御复杂载荷的特性,几乎适用于各种工程条件,是深基础中应用最广泛的类型.

3.承重柱的截面高度设计

近几年,世界上发生了多次震度大、破坏力极强的大型地震灾害,给全人类造成了无比惨痛的伤害和经济损失,同时也使人们对抗震、减灾有了非常清醒的认识和重视.然而,体现在我国的工程设计中,还是有很多的设计人员对这一问题的考虑不够.在我国,有很多依照标准规定为抗震设防烈度为六度的地区,在这样的地区中,有的设计人员防震的警惕性高度的放松,产生了防震设计不必认真的错误思想,往往表现在外的就是在进行承重柱的设计时,将其截面的面积,设计的过于细小,以为这样的设计可以在进行受力分析时更加的容易.然而,这是非常错误的想法,这样作的结果,就会由于承重柱的面积过小,而导致在有外力的作用下,因为梁、柱之间的弯矩约束作用,使结构产生断裂的现象,并产生塑性铰.这样,就会使建筑物的耐久性很大程度的减少,导致在今后的使用中始终有安全隐患的出现,如果这期间有较为严重的地震灾害发生的时候,就会因建筑物的抗震能力的低下,而受到破坏甚至产生倒塌现象,给社会和人民造成经济损失和生命的威胁.

4.砖混结构中构造柱与承重柱

有时,在砖混的房屋建筑结构的施工中,有一些参与设计的工作者,由于知识、经验等等的束缚,作不到清楚构造柱与承重柱之间的差异,而使其在设计工作中把两者的概念混淆,不能正确的区分,分别的对待.从而,产生设计上的错误,在很大程度上的降低了建筑结构的安全性、耐久性和可靠性.一般说来,在砖混结构建筑的设计中,对于构造柱的设计目的,是为了大幅度的增加建筑物墙体的抗剪能力.并且,使其在与梁的配合作用下,就能很好的实现避免建筑物墙体裂缝的产生.使建筑物具有了很高的稳定性.然而在实际的设计工作中,因为设计人员认识的错误,而把构造柱当作承重柱,使各结构不能实现其应有的作用.以至对建筑物本身的质量产生非常不利的影响.在构造柱的设计中,通常都不会对其设计基础,这样构造柱的承重能力就会很小,达到到对于承重柱的标准要求.在承受较大的荷载时,会导致基础发生沉降破坏,最后在支撑位置就出现裂缝.如果两者混同使用,就会对建筑物墙体约束作用大幅减少,如果受到大的震动,因为构造柱的强度不足以应对地震的破坏力,就会必然成为一个最易受到破坏的环节而使构造物损坏.

5.悬挑梁设计

在进行悬挑梁设计时候,经常会出现下列问题,设计的人员经常只是注重对其强度及倾覆来验算,却不在意关于挠度的验算.由于悬挑梁梁高小,容易使截面受到更大的压应力.如果处于正常的条件下,其受压区就会发生非线性的渐变,其挠度不是一成不变,是会逐渐的增加,并变形.这样就会使梁上板开裂,开裂的程度因变形的逐渐增大而增加,就会影响建筑结构的使用.依据经验来看,如果这样的变形效应发展到最终阶段,其底部截面上部承受拉力的位置通常会发生竖向的开裂,并且程度较宽.受支座附近上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝.在其周围的剪弯力作用的牵动下,其竖直走向的裂隙会向下方伸长而成为斜向发展的开裂,这个时候,说明此梁已经快接近损伤的程度.当其为托墙挑梁时,梁挠度会使墙体在梁底部周围产生裂隙.裂隙就会沿梁支座向上延伸,高度达到一定的程度时,裂缝方向就开始向斜上的方向发展,并且越是向延伸,开裂的程度就会越大.挑梁截面如果很小,也会使建筑结构的抗震能力减小.悬挑梁对于竖向地震的力量感受非常敏感.梁的高度较小的时候,其截面相应的受压区高度就会较大,而梁的的延伸性就会减少,此时,就会在竖向地震力量的影响下损坏,导致其承载能力的丧失.

6.连续梁的设计

在连续梁的设计工作中,有很多设计人员经常会将其依照单梁来设计,这样的设计会导致潜在危险的存留,一般来说,这样的设计经常是在阳台边梁中出现.边梁的承重能力通常都是很小.容易被设计人员所轻视,在设计中为了使受力分析的进行容易,就会把连续梁当作支梁来进行设计,使梁在支座处上部的钢筋配置减少.从而使梁在支座的周围上部的受拉区位置发生竖直方向的开裂,使梁的上部拦板发生竖直走向的开裂.如果在使用中,环境的温度变化发生时,其伸缩性也发生变化,并受到挑梁约束,发生收缩.使其底座周围梁面裂隙加剧.降低了建筑物的安全性能.这种现象在工程施工经常发生,必须要有关人员提高注意.

三、结束语

总之,我国的经济建设发展的速度越来越快,土木工程的数量也在增加,由此对于工程的质量也就有了更高的要求.在土木工程施工中,地基基础对于建筑的结构安全有重要的影响.不同的建筑性质,不同的基土的性质,对于基底的设计方案都有不同的影响,所以需要根据实际情况制定完整合理的设计方案,确保地基基础的稳定性,为土木工程的质量打下坚实的基础.