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關(guān)于建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討
摘要：基礎(chǔ)應(yīng)埋入地下一定深度，進(jìn)入較好的地層。一般將基礎(chǔ)底面到室外設(shè)計(jì)地面的距離，稱為埋置深度，簡稱基礎(chǔ)埋深。通常把埋置深度不大，只需經(jīng)過挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起來的基礎(chǔ)，稱作淺基礎(chǔ)。若淺層土質(zhì)不良，須將基礎(chǔ)埋置于較深的良好土層中，并需借助特殊施工方法建造的基礎(chǔ)，稱為深基礎(chǔ)。此外，還有深淺結(jié)合的基礎(chǔ)，如樁 - 筏基礎(chǔ)、樁 - 箱基礎(chǔ)等。基礎(chǔ)工程為隱蔽工程，一旦失事，損失巨大，補(bǔ)救十分困難，因此，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在土木工程中占有十分重要的位置。
關(guān)鍵詞：建筑基礎(chǔ)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；探討
中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、建筑的本質(zhì)
人類建筑從生成之初，經(jīng)歷了多種形態(tài)的演變，才具有房屋的雛形。經(jīng)過幾千年的風(fēng)雨，房屋的建筑材料也漸漸由最初的草木、磚石到鋼筋水泥，以至如今生態(tài)技術(shù)的運(yùn)用�？梢哉f建筑的發(fā)展伴隨著整個(gè)人類發(fā)展的歷史，而人們對建筑的理解也漸漸從防風(fēng)雨、避寒暑發(fā)展到藝術(shù)和文化的載體，這是建筑設(shè)計(jì)中哲學(xué)觀的升華�，F(xiàn)代人對建筑的理解具體可歸納為以下四點(diǎn)：
（1）建筑是人類活動(dòng)的容器，因此建筑必須具備內(nèi)部空間，其形狀、尺度必須滿足該建筑的各種活動(dòng)。
�。�2）建筑是特定氣候的調(diào)節(jié)器，因此建筑的外面，即墻體和屋面必須在封閉空間和外部環(huán)境中間起到屏障作用，對光、熱、聲起到良好的控制。
（3）建筑師對資源進(jìn)行利用的，因此對相關(guān)的材料、人力、技術(shù)和土地等資源都要加以合理的利益，并且每種資源的升值情況，也會(huì)對使得建筑整體和所處地段整體增值。
二、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性
一個(gè)工程都要建立在一個(gè)地基之上，如果地基建設(shè)的不合理就會(huì)影響整個(gè)建筑的穩(wěn)定性，會(huì)建造一個(gè)失敗的工程。所以地基的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。但是，地基是人們所不能決定的一個(gè)自然因素。地基的土質(zhì)問題，地下水的問題，還有很多其他的因素都會(huì)影響到工程的施工。曾經(jīng)有資料顯示，地基的造價(jià)在整個(gè)建筑的造價(jià)中占有相當(dāng)大的比重，所以對于地基的問題一定要認(rèn)真的考慮和設(shè)計(jì)。如果地基不需要后期的土質(zhì)處理，造價(jià)還比較低，但是，如果還需要一系列的處理工作，造價(jià)就會(huì)大大提升。所以，在地基的設(shè)計(jì)選擇時(shí)一定要特別注意。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，也要多方面的考慮，來選擇最優(yōu)的方案，降低成本，贏得最大利益。
從籠統(tǒng)意義上說，房屋建筑結(jié)構(gòu)主要指兩個(gè)方面的內(nèi)容，一方面指的是房屋的建筑結(jié)構(gòu)，一方面指的是房屋的戶型結(jié)構(gòu)。而房屋建筑工程進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)主要是為了保證工程建筑物結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性，在能夠保證工程建筑物的使用功能的發(fā)揮的同時(shí)保證工程建筑物的使用壽命，提高工程建筑物的性價(jià)比.
三、建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
建筑的上部結(jié)構(gòu)是在滿足結(jié)構(gòu)自身重力恒載、人、家具、設(shè)備等荷載的豎向靜力作用和風(fēng)壓力、地震力的水平荷載的動(dòng)力作用下，結(jié)構(gòu)應(yīng)有的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題。房屋靜載作用一般由上向下傳遞，地震作用則是通過基礎(chǔ)傳給上部結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)上部的機(jī)構(gòu)和下部的地基條件，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建筑物地下的部分對建筑整天具有十分重要的影響。房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)全面、系統(tǒng)性的工作，我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中要保證遵循四項(xiàng)基本的原則：整體上抓大放下、設(shè)置多道防線、剛?cè)嵯酀?jì)協(xié)調(diào)、打通重要關(guān)節(jié)。按照這樣的原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)的反饋和研究，不斷提高設(shè)計(jì)人員自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在滿足建筑物安全的同時(shí)，符合實(shí)際使用的要求。
1、地基條件對基礎(chǔ)受力狀況的影響基礎(chǔ)受力狀況（乃至上部結(jié)構(gòu)的受力狀況）還取決于地基土的壓縮性（即軟硬程度或剛度）及其分布的均勻性。當(dāng)?shù)鼗敛豢蓧嚎s時(shí)（例如基礎(chǔ)坐落在未風(fēng)化的基巖上），基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不僅不產(chǎn)生整體彎曲，局部彎曲亦很��；上部結(jié)構(gòu)也不會(huì)因不均勻沉降產(chǎn)生次應(yīng)力。實(shí)踐中最常遇到的情況卻是地基土有一定的可壓縮性，且分布不均，這樣，基礎(chǔ)彎矩分布就截然不同�；A(chǔ)與地基界面處往往顯示出摩擦特征。由于土的強(qiáng)度有限，形成的摩擦力也有限，不會(huì)超過土的抗剪強(qiáng)度�？紫端畨毫Φ淖兓赡芨淖儔嚎s過程中摩擦力的大小與分布。此外，外荷載的分布和性質(zhì)、基礎(chǔ)的相對柔度以及土的蠕變等涉及時(shí)間變化的效應(yīng)等都會(huì)影響到界面條件。因此，應(yīng)從完全光滑一直到完全粘著這兩種極端情況之間來慎重估計(jì)界面摩擦的影響。
2、上部結(jié)構(gòu)的剛度對基礎(chǔ)受力狀況的影響假設(shè)上部結(jié)構(gòu)為絕對剛性，當(dāng)?shù)鼗冃螘r(shí)，各豎向構(gòu)件只能均勻下沉；如忽略豎向構(gòu)件端部的抗轉(zhuǎn)動(dòng)能力，則豎向構(gòu)件支座可視為基礎(chǔ)梁的不動(dòng)鉸支座，亦即基礎(chǔ)梁猶如倒置的連續(xù)梁，不產(chǎn)生整體彎曲，卻以基底分布反力為外荷載，產(chǎn)生局部彎曲。反之，假設(shè)上部結(jié)構(gòu)為絕對柔性，對基礎(chǔ)的變形毫無約束作用，于是基礎(chǔ)梁在產(chǎn)生局部彎曲的同時(shí)，還經(jīng)受很大的整體彎曲。于是，兩種情況下基礎(chǔ)梁的內(nèi)力分布形式與大小產(chǎn)生很大的差別。實(shí)際結(jié)構(gòu)物常介于上述兩種情況，其整體剛度的考慮非常困難，只能依靠計(jì)算軟件分析。在地基、基礎(chǔ)和荷載條件不變的情況下，增加上部結(jié)構(gòu)的剛度會(huì)減少基礎(chǔ)的相對撓曲和內(nèi)力，但同時(shí)導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)自身內(nèi)力增加，即上部結(jié)構(gòu)對減少基礎(chǔ)內(nèi)力的貢獻(xiàn)是以在自身中產(chǎn)生不容忽視的次應(yīng)力為代價(jià)的。還應(yīng)注意的是上部結(jié)構(gòu)的剛度貢獻(xiàn)也是有限的。
四、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
�。�1）繪制結(jié)構(gòu)平面圖
在這個(gè)過程中要充分考慮抗震設(shè)防烈度，如果符合抗震措施的要求，則能夠省略建模的過程，否則，必須要有建模過程。此外，在這個(gè)過程中應(yīng)該充分考慮局部和整體受壓的情形。
（2）屋面結(jié)構(gòu)圖
坡屋面有兩種處理方式，分別是梁板式及折板式。在平面規(guī)整度低，建筑版跨度大時(shí)使用梁板式，反之則使用折板式，在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對于房屋的構(gòu)造做到心中有譜。
�。�3）大樣詳圖
建筑詳圖要做到精準(zhǔn)，這樣才可以以之為基礎(chǔ)繪制大樣詳圖。大樣詳圖可以由以前的來改進(jìn)也可以從新繪制。繪制時(shí)，在保證建筑外形、尺寸的一致上盡最大可能做到使建筑結(jié)構(gòu)的受力更加合理。
（4）樓梯
樓梯的繪制要注意到樓梯板的撓度。要保證樓梯梁在位置上下層得統(tǒng)一，當(dāng)選擇撓板樓梯時(shí)要考慮其中的鋼筋。此外，在首段梯板中應(yīng)充分考慮到基礎(chǔ)的沉降，如果有必要，梯梁可以在一定程度上設(shè)置。
�。�5）基礎(chǔ)
在基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)上應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的，合理的基礎(chǔ)，在這個(gè)過程中的混凝土標(biāo)號(hào)的選擇上要考慮到結(jié)構(gòu)的耐久性。應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)圖來配合鋼筋設(shè)置，在局部墻體中要根據(jù)荷載來對基礎(chǔ)的寬度進(jìn)行調(diào)整，在基礎(chǔ)圖中，應(yīng)該明確的定為構(gòu)造柱。
�。�6）樓板計(jì)算
樓板計(jì)算對于設(shè)計(jì)非常重要，在計(jì)算各種參數(shù)時(shí)要確保正確的方法，此外，要充分考慮到環(huán)境對于各個(gè)參數(shù)的影響，比如材料的泊松比，并做到計(jì)算量不重、不漏、不錯(cuò)。
�。�7）內(nèi)力分析中，應(yīng)盡可能考慮基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)和地基土的共同作用。
五、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要遵循的原則
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)全面和系統(tǒng)的工作，設(shè)計(jì)人員在對房屋建筑工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循幾個(gè)原則，首先設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中一定要從整個(gè)房屋建筑工程的整體著手，需要與業(yè)主進(jìn)行良好的、有效的、及時(shí)的溝通，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既符合客觀方面的需要，也符合主觀方面的需求；其次，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要提前做好準(zhǔn)備，現(xiàn)代的房屋建筑工程在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中，將重點(diǎn)都放到了房屋建筑工程的地基、基礎(chǔ)、以及一些上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件（例如梁、板、墻柱等）方面，但是還是有一定的弊端，因?yàn)楹芏嗟姆课萁ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并沒有完全地結(jié)合實(shí)際情況，所以在施工過程中很容易遇到設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不符的問題。
結(jié)語：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師好比是設(shè)計(jì)一個(gè)人的骨骼，側(cè)重于建筑物的結(jié)構(gòu)安全性能，比如梁、板、柱的材料強(qiáng)度和截面尺寸等，以確保建筑物的抗震等級(jí)、承載能力等。作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，要理解規(guī)范及規(guī)程的定義，結(jié)合其專業(yè)從基本構(gòu)件算起，工作中要仔細(xì)認(rèn)真、勤于思考，善于總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)。
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