探析房屋建筑结构设计中的基础设计 (2)

探析房屋建筑结构设计中的基础设计
摘要：
随着时代的发展，我国建筑行业取得了跨越式的发展。

面对日益紧张的土地资源，房屋建筑施工企业变得更加注重房屋结构设计中的基础设计，这是由于基础设计是房屋建筑整体结构设计的主要内容。

本文首先就房屋建筑结构设计中的基础设计进行概述，然后提出了加强房屋建筑结构基础设计的主要措施，最后提出了关于房屋建筑结构设计中基础设计的几点建议，旨在与广大同仁交流，不断提高房屋建筑结构设计质量，助推我国房屋建筑行业走向可持续的发展之路。

关键词：房屋建筑；建筑结构设计；基础设计
一、概述
虽然近年来国家加大了房价的调控力度，与人们的房价期待值还存在较大的差距，而人们的购房意愿并没有因此而消退。

为确保广大人民群众真正安居乐业，就应加强房屋建筑结构设计力度，尤其是房屋建筑结构的基础设计。

在房屋建筑结构设计过程中，基础结构的设计与上部结构的设计作为主要的设计内容，通常采用概率极限状态法作为房屋建筑结构设计方法。

房屋建筑的上部结构主要是为了满足房屋结构自身重量，以及房屋使用者及其家居设备等荷载的竖向静力作用与地震力、风压力的水平荷载的动力作用下产生的作用力，因而在设计时主要从房屋建筑结构的刚度、强度以及稳定等方面进行，而房屋建筑的静载作用通常从上往下传递，地震作用又是经过基础传递到结构上部，为满足房屋上部结构和下部地基条件，通常把基础结构作为其结构形式。

房屋建筑结构设计是一项系统、复杂的工作，因而作为设计人员在结构设计时应在整体设计方面抓大放小，以刚柔相济的方式进行协调，通过设置多道防线，从而打通重要环节，对设计过程中出现的问题进行及时反馈和处理，注重设计人员专业设计水平的提升，尽可能确保房屋建筑在满足一般功能的同时满足客户的需要。

二、房屋建筑结构设计中的基础设计优化措施
（一）从结构计算和构造上进行合理优化
当房屋建筑多层结构刚度均匀时，才能应用底部剪力法；当房屋建筑结构底层框架附带混合结构且厚度较薄时，应注意考虑塑性变形带来的集中性影响。

这是由于底层的框架结构只含抗震墙，因而底层的框架混合结构剪力的分配不能根据一般的框架抗震墙进行计算，而选用“双保险”的方式进行计算，抗震墙承担所有剪力，框架根据刚度比例承当一定的剪力。

在进行刚度技术时，框架刚度不产生折减，抗震墙产生折减，通常折减至刚度的20%到30%，并考虑到由于地震作用而形成的倾覆力矩造成底层框架中的附加轴力。

不能用简单的单向板的计算方法来代替连续板的计算方法。

双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则，由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。

避免在荷载计算中发生错误：漏算、少算荷载或荷载的折减不当，建筑物的实际用料与计算结果不符。

（二）从抗震要求出发，确保结构设计的合理
多层砌体住宅一般采用横墙承重结构体系和纵横墙共同承重的结构体系。

纵横墙的布置应均匀对称，沿平面做到尽量对齐，沿竖向做到上下连续；房屋的尽头和转交的位置不宜设置楼梯间；不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。

对于钢筋混凝土多、高层结构的住宅，抗侧力结构应双向布置，这样做的目的是对于来自平行于抗侧力结构平面方向的地震力，能够更好的各自承担；框剪体系的抗侧力结构要形成空间共同工作状态，除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保
证抗震墙本身的刚度外，还需采取有效措施，确保楼、屋盖的整体性及其与抗震墙连接的可靠性。

三、设计实例
某多层建筑基础结构设计中，根据地勘报告内容并综合考虑施工便利与工程经济，最终选择采用柱下阶梯型独立基础，基础材料选定为C25混凝土和HRB335(20MnSi)钢筋，其大样图如下：
平面:
剖面:
在设计过程中首先根据经验对该基础试选用如下尺寸：
B1 = 1000 mm, A1 = 1000 mm
H1 = 300 mm, H2 = 300 mm
B = 400 mm, A = 400 mm
B3 = 1200 mm, A3 = 1200 mm
并结合上部结构计算出来的作用在基础顶部的基本组合荷载：
F = 454.20 kN
M x = -7.30 kN·m
M y = -18.80 kN·m
V x = 1.00 kN
V y = 30.10 kN
折减系数K s = 1.25
从而计算出：
作用在基础底部的弯矩设计值：
绕X轴弯矩: M0x = M x－V y·(H1＋H2) = -7.30－30.10×0.60 = -25.36 kN·m
绕Y轴弯矩: M0y = M y＋V x·(H1＋H2) = -18.80＋1.00×0.60 = -18.20 kN·m
作用在基础底部的弯矩标准值：
绕X轴弯矩: M0xk = M0x/K s = -25.36/1.25 = -20.29 kN·m
绕Y轴弯矩: M0yk = M0y/K s = -18.20/1.25 = -14.56 kN·m
底面积：S = (A1＋A2)(B1＋B2) = 2.00×2.00 = 4.00 m2
绕X轴抵抗矩：Wx = (1/6)(B1+B2)(A1+A2)2 = (1/6)×2.00×2.002 = 1.33 m3
绕Y轴抵抗矩：Wy = (1/6)(A1+A2)(B1+B2)2 = (1/6)×2.00×2.002 = 1.33 m3然后计算地基承载力：
f a = f ak＋ηb·γ·(b－3)＋ηd·γm·(d－0.5)
式中：f ak = 150.00 kPa
ηb = 0.00，ηd = 1.00
γ = 18.00 kN/m3γm = 18.00 kN/m3
b = 2.00 m，d = 1.50 m
如果b ＜3m，按b = 3m, 如果b > 6m，按b = 6m
如果d ＜0.5m，按d = 0.5m
f a = f ak＋ηb·γ·(b－3)＋ηd·γm·(d－0.5)
= 150.00＋0.00×18.00×(3.00－3.00)＋1.00×18.00×(1.50－0.50)
= 168.00 kPa
修正后的地基承载力特征值f a = 168.00 kPa
并进行轴心荷载作用下地基承载力验算：
p k = (F k＋G k)/A
F k = F/K s = 454.20/1.25 = 363.36 kN
G k = 20S·d = 20×4.00×1.50 = 120.00 kN
p k = (F k＋G k)/S = (363.36＋120.00)/4.00 = 120.84 kPa ≤f a，满足要求。

以及偏心荷载作用下地基承载力验算：
当e≤b/6时，p kmax = (F k＋G k)/A＋M k/W
p kmin = (F k＋G k)/A－M k/W
当e＞b/6时，p kmax = 2(F k＋G k)/3la
X、Y方向同时受弯。

偏心距e xk = M0yk/(F k＋G k) = 14.56/(363.36＋120.00) = 0.03 m
e = e xk = 0.03 m ≤(B1＋B2)/6 = 2.00/6 = 0.33 m
p kmaxX = (F k＋G k)/S＋M0yk/W y
= (363.36＋120.00)/4.00＋14.56/1.33 = 131.76 kPa
偏心距e yk = M0xk/(F k＋G k) = 20.29/(363.36＋120.00) = 0.04 m
e = e yk = 0.04 m ≤(A1＋A2)/6 = 2.00/6 = 0.33 m
p kmaxY = (F k＋G k)/S＋M0xk/W x
= (363.36＋120.00)/4.00＋20.29/1.33 = 136.06 kPa
p kmax= p kmaxX＋p kmaxY－(F k＋G k)/S = 131.76＋136.06－120.84 = 146.98 kPa
≤1.2×f a = 1.2×168.00 = 201.60 kPa，满足要求。

参考文献：
[1]张玉娣,刘强一.浅析房屋建筑结构设计中的基础设计[J].黑龙江科技信息,2011,(01)
[2]张琴芝.建筑结构设计中常见问题探讨[J].广东科技,2009,(12)
[3]文晓辉.楼房结构设计及应注意事项探讨[J].广东科技,2009,(12)
[4]梁俊成,赵晖.多层框架房屋结构设计中几个常见问题[J].科技资
讯,2009,(07)。