房屋结构建筑设计
房屋结构建筑设计范文第1篇
关键词：房屋建筑，结构抗震，承载力
Abstract: this paper mainly in view of the current housing construction in the structural design of some common yet often neglected problems are analyzed, and gives some reasonable design Suggestions and structural requirements.
Keywords: housing construction, structure seismic, bearing capacity
中图分类号： TU318文献标识码：A 文章编号：
引言
随着国民经济的不断发展，人民生活质量不断提高，我国建筑业也得到了快速发展，取得了巨大的成就，但同时也存在一些问题。建筑工程设计工作中，因为设计周期大大缩短，设计人员参差不齐，常常发生设计方面概念和方法上的差错，这些差错的产生，有的是由于设计人员对一般工程尤其是多层建筑的设计没有引起足够重视，盲目参照或套用其他的设计图纸的结果；有的则是由于设计者对设计规范和设计方法缺乏理解；还有的是由于设计者的力学概念模糊，不能建立正确的计算模式，对结构电算结果缺乏判断正确与否的经验。
1 基础埋深问题
根据国家规范基础应该要有一定的埋置深度。一般情况下，埋深可以从室外地坪一直算到基础底面，对于独立的高层建筑而言，基础埋深比较容易确定，但当今多数高层建筑与地下车库都是相互连接的，当地下车库基础采用筏板基础或设有防水底板的独立基础（防水底板不宜太薄）时，高层建筑的基础埋深可从室外地坪算起，此时高层建筑地下室顶板及地下车库顶板应按嵌固层要求设计，地下车库应有足够的侧向刚度作为高层建筑的侧限。假如不满足以上条件的时候，高层建筑的基础埋深应该要从地下车库地面算起。
高层建筑通常设地下室来满足埋深要求，主要有以下几点优势：
1.1提高地基承载力。当高层建筑采用天然地基时，地基承载力可进行修正。随着基础埋深的增加，修正后的地基承载力随之增大，从而可满足高层建筑对地基承载力的要求。
1.2满足基础埋深的要求，有利于高层建筑上部结构的整体稳定。高层建筑地下室外墙一般采用钢筋混凝土墙，地下室顶板厚不宜小于160mm；作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，楼板厚度不宜小于180。地下室具有较大的层间刚度，同时地下室外墙周边土也提供了很大的侧向刚度和约束。因此设地下室除了满足建筑功能使用的要求外，有利于协调结构整体变形，调整地基不均匀沉降。
高层建筑有关基础埋深的具体要求可参考《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第12章“地下室和基础设计。
2 楼板设计常见问题
楼板将楼面、屋面的荷载传给其周围的墙和梁上，再通过梁传递到柱上，由墙柱传递给基础。而楼板结构的设计经常不被重视。楼板受到的荷载复杂且千差万别，往往由于配筋不够造成楼板开裂给用户带来很多不便和烦恼。如果对楼板设计不完善的话，很容易出现设计质量的漏洞，有可能还会存在严重的质量隐患。通常楼板设计中常见如下几个问题：
有的设计人员在进行楼板设计时为了计算方便或者因为对楼板的受力状态认识不够，就简单地把双向板作用按照单向板进行计算。这样楼板的实际受力状态与计算假定状态不符，导致楼板的一个方向受力过大，而另一方向受力不足，致使楼板出现裂缝。
双向板有效高度取值偏大。双向板的钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d（d为短向钢筋的直径）。有的设计者为图省事或对板受力认识不足，而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，致使结构构件存在的质量隐患，甚至可能出现开裂现象。
楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常因使用需要在楼板上布置一些非承重隔墙，故楼板设计中，通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行楼板的配筋计算。有些设计人员图省事，错误地将隔墙的总荷载除以该板块的总面积进行配筋。这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足，而此板块其它部分配筋过大，这样隔墙处楼板会出现裂缝。正确做法应按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.6.2条有关公式进行局部受压承载力计算。
近年来由于施工图审查及最小配筋率限制，大大的提高了板的配筋率，楼板开裂得到了
有效的控制。
3 结构设计中要遵循的基本原则
房屋结构设计的主要目的是确保建筑物安全和尽量满足房屋使用的要求，所以设计人员在结构设计时要保证并遵循这三个基本原则：1结构合理，受力明确：包括平面规整，柱距合理。2抗震设防宜有多道防线：如框架结构适当增加剪力墙来抵抗水平力；3刚柔相济：即能受力又能卸力；也就是强柱弱梁结构体系，地震发生时，能起到卸力降低建筑物的受损程度。总之，一个合理的结构体系，能保持建筑物的平衡，使房屋处于原始的静态。而一个不合理的结构体系，当受到诸如地震，飓风破坏时，房屋的结构体系无法协调工作，内力不能畅通传递，构件和构件之间的静态平衡会被破坏，随之整个结构破坏。由此可见，设计人员应该努力提高自身的素养和设计水平，把建筑结构设计得既经济又合理，使建筑的所有构件合理有序的组合在一起，变成一个有机的整体。
4 房屋建筑结构设计的基本方法
4.1结构平面设计
在绘制结构平面布置图时，设计人员在设计前，应该对房屋地处进行考察，如果房屋地处抗震设防烈度6度或者6度以上时，设计人员在设计时应输入软件建模进行结构计算。
首先估计梁柱的合理截面，柱的截面由轴压比控制，笔者认为轴压比略低于规范规定的轴压比最好。柱是最重要的受力构件，应适当留有余地。主梁截面一般按跨度的1/8～1/10
确定。
4.2按实际情况准确输入荷载
在施工图审查中，经常发现少输入或者漏输入荷载的情况。荷载输入错误造成构件受力和实际不符，这是十分危险的，设计人应充分重视这个问题。
4.3带坡屋面的屋顶结构图
当房屋是坡屋面时，坡屋面的结构的处理方式有梁板式和折板式。梁板方式适合用于房屋平面不规则，房屋板跨度较大，屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面。而折板方式适合用于相反的条件。这两种方式的房屋板都是偏心受拉构件。房屋板在配筋时应该有部分或者全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。另外，房屋梁板折角处的钢筋的布置应该有相应的大样图。关于坡屋面板的平面画法，设计人员通常采用剖面示意图和大样详图的表示方法相结合，这种方法使施工人员更加准确理解图纸。正确的绘图和设计的关键是设计人员对设计知识的掌握程度和设计时的原则，所以结构设计者首先要具备一定的空间概念和正确理解建筑图纸及构造做法。有时屋面的起坡会使阁楼层的部分墙体比较高，所以设计人员要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。
4.4大样详图
在建筑详图的基础上，大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制，也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。
4.5楼梯设计
楼梯平时是建筑物的垂直通道，灾害发生时又是逃生通道。汶川地震中，由于楼梯设计不合理先于建筑物坍塌，造成了许多血的教训。梯板受力十分复杂，是一个同时受弯受扭受剪的构件。设计时除了选择楼板合理的厚度注意楼梯挠度的控制，以应改变以往的分离式配筋为双层配筋，加强支座连接锚固。梯梁的高度要注意梯间尽空的要求，位置也要尽量和上下楼层相统一。如果加梯梁后不满足梯间的尽高要求可以使用折板楼梯。
对框架结构，楼梯构件与主体结构整体现浇时，梯板起到斜撑作用，对结构刚度，承载力，结构整体规则性的影响比较大，应参与结构整体抗震计算。对于剪力墙结构，框架-剪力墙结构，楼梯构件项对于主体结构影响较小，可不参与整体计算。
4.6基础设计
房屋基础的混泥土强度选择必须符合相关规范符合及房屋的结构耐久性的要求。一般不应小于C20。另外，基础的配筋也要满足最小配筋率，在进行条基交接部位的钢筋设置时，设计人员应该画出详图或者是选用标准图，便于施工人员理解。需要注意的是，条基交叉处的基底面积不能反复的利用，并需要注意调整基础的宽度。当房屋局部墙体中有较大荷载时也需要调整基础的宽度。在设计基础图中的构造柱时，应当在基础平面图中标示清楚。
5 结语
工作中，建筑结构设计人员应该努力学习专业知识，熟悉国家规范及地方相关规范。明确自己的责任，提高对结构设计质量安全问题的认识，多向经验丰富的同行学习，积累结构设计的工作经验，精益求精，努力提高施工图的设计质量，使设计图纸更加干净整洁，清楚明了，安全，合理。
参考文献：
[1]徐国华. 建筑结构设计的基本方法及注意事项[J].科技咨询导报，2007（11）.
房屋结构建筑设计范文第2篇
楼板是房屋中的水平承重构件，支承在墙或柱上，不仅向墙或柱传递荷载，同时也是墙或柱在水平方向的支撑。因此，板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件的安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。
1.1 板承受线荷载时弯矩计算问题
在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙。有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。实际上，大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板顶出现裂缝。
1.2 现浇板的裂缝问题
工程裂缝产生的主要原因是混凝土的变形。如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等，此类因变形引起的裂缝几乎占到全部裂缝的80%以上。在变形作用下，结构抗力取决于混凝土的抗拉性能，当抗拉应力超过设计强度时，应验算裂缝间距，再根据裂缝间距验算裂缝宽度。
1）现浇板板厚宜控制在跨度的1/30，最小板厚不宜小于110mm（厨房、浴厕、阳台板最小厚度不小于90mm）。有交叉管线时板厚不宜小于120mm。
2）宜采用较小直径密度分布的方式进行布筋，为防止温度及收缩引起的应力影响，应适当提高配筋率，这样可提高混凝土体的极限拉伸应变及混凝土抵抗干缩变形的能力，防止因混凝土自身收缩出现大量的应力集中点，使局部出现塑性变形产生裂缝。
3）屋面层阳角处、东西单元房间和跨度≥3.9m时，应设置双层双向钢筋，阳角处钢筋间距不宜大于100mm，跨度≥3.9m的楼板钢筋间距不宜大于150mm。跨度
2 剪力墙结构设计问题
2.1 剪力墙合理数量的确定
影响剪力墙配置数量的主要因素有地震设防烈度，房屋高度，剪力墙布置形式、长短、位置、风载大小，场地类别等。剪力墙设置数量，要符合下列要求：剪力墙承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%；两个主轴方向地震力作用下，弹性层间位移角θe应小于1/800；自振周期合理范围t1=（0.08～0.12）n；n1建筑总层数；刚度特征值“λ”宜在1.0～6.0范围内；框架各楼层水力剪力应大于0.2vo及1.5θmax（两者小值）。
2.2 底层框架柱网的设置
底层应为全框架，至少应是框架形式，即在内柱纵、横轴线的内、外墙中均设柱或构造柱，且纵横两向均应形成框架形式。底部框架结构的柱网不宜过大，一般控制在7.5m左右，并且框架梁上悬墙数目不应超过一道。首先从使用功能上，底框结构大多为商住楼，该跨度对应上部可分割为两开间（4.2m+3.3m或4.5m+3.3m），（大于4.2m，已为大开间，其面积比受到规范限制），无论上部为住宅楼，还是办公楼，上述跨度对应的上部开间尺寸足以满足砌体结构所能实现的功能。而且可以控制框架梁上仅有一道悬墙。同时考虑底部框架梁横断面高度取值应控制在1/5～1/8梁跨，如果柱网过大，会使梁断面及配筋出现异常现象，而上部悬墙数目增多，更会加重这种现象。控制柱网尺寸，给出规定限值，限制框架梁上的悬墙数目，对底层框架―剪力墙结构来说非常重要。
2.3 剪力墙墙体配筋
以200厚墙体为例，一般要求水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。因此，建议加强区φ10@200，非加强区φ8@200双层双向即可，双排钢筋之间采用φ6@600x600拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。因为地下部分墙体配筋大多由水压力，土压力产生的侧压力控制，而由于简化计算经常由竖向筋控制，此种情况下为增大计算墙体有效高度，可将地下部分墙体的水平筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定：迎水面保护层应大于50mm，且在保护层内；按《混凝土结构设计规范》第9.2.4条规定应增设双向钢筋网片。在这种情况下，如果设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度仍按保护层50mm计算，就会产生误差。当采取了双向钢筋网片后，计算保护层厚度至少可按30mm来取值，这对节省墙体配筋效果相当明显。
3 框架计算简图的处理问题
结构计算中，计算简图选取的正确与否，直接影响到计算结果的准确性，其中比较典型的是基础梁的处理。一般情况下，基础梁设置在基础高度范围内，作为基础的一部分，此时结构的底层计算高度应取基础顶面至一层楼板顶面的高度。基础梁仅考虑承担上部墙体荷载，构造满足普通梁的要求即可。当按规范要求需设置基础拉梁时，其断面和配筋可按构造设计，截面高度取柱中心距的1/12～1/18，纵向受力钢筋取所连接的柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力来计算。以某学生宿舍楼为例，该项目为3层钢筋混凝土框架结构，丙类建筑，建筑场地为类；层高3.3m，基础埋深4.0m基础高度0.8m，室内外高差0.45m.根据《抗震规范》第6.1.2条，在8度地震区该工程框架结构的抗震等级为二级。工程设计经验表明，这样的框架结构宜按4层进行整体分析计算，即将基础拉梁层按层1输入，拉梁上如作用有荷载，应将荷载一并输入。这样，计算剪力的首层层高为h1=4-0.8-0.05=3.15m，2层高为3.35m，3、4层高为3.3m。根据《抗震规范》第6.2.3条，框架柱底层柱脚弯矩设计值应乘以增大系数1.25。当设拉梁层时，一般情况下，要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。考虑到地基土的约束作用，对这样的计算简图，在电算程序总信息输入中，可填写地下室层数为1，并复算一次，按两计算结果的包络图进行框架结构底层柱的配筋。
4 结构缝设置问题
对于超长建筑物，为减少温度变化对结构的不利影响，合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员用后浇带代替伸缩缝，其实这种做法存在一定的问题。因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响，不能解决温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构，除留设施工后浇带外，还应采取其它构造加强措施，如加强顶层屋面的保温隔热措施，对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋，或采用预应力混凝土结构等。根据各类结构缝的功能和特点，应尽量将其合并，做到一缝多能，并采用有效的构造措施，以保证其应有的功能。结构缝在做法上应力求简单，具有施工可行性并能保证质量，同时应考虑防水、抗渗、观感等效果，采取措施尽量减少设置缝所带来的不利影响。
房屋结构建筑设计范文第3篇
关键词：房屋建筑，结构设计，基础设计
中图分类号：TU2文献标识码： A
前言：随着我国经济的发展，建筑结构日益复杂，功能性也越来越强，建筑结构设计也要紧跟时代的步伐，不断进步。基础设计是建筑结构设计的重要环节，是提高房屋建筑结构整体稳定性的关键。在实际工作中，只有选择合理的基础设计形式，才能保证建筑质量，降低建筑成本，这也是建筑行业健康发展的需要。
房屋建筑结构设计过程中需要遵循的原则
建筑结构设计是一个全面和系统的工作，设计人员在对房屋建筑工程进行结构设计时需要遵循几个原则，首先设计人员在进行结构设计的过程中一定要从整个房屋建筑工程的整体着手，需要与业主进行良好的、有效的、及时的沟通，确保房屋建筑结构设计既符合客观方面的需要，也符合主观方面的需求；其次，设计人员在设计过程中要提前做好准备，现代的房屋建筑工程在进行基础设计的过程中，将重点都放到了房屋建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件（例如梁、板、墙柱等）方面，但是还是有一定的弊端，因为很多的房屋建筑结构设计中的基础设计并没有完全地结合实际情况，所以在施工过程中很容易遇到设计与实际情况不符的问题。
二、 房屋建筑常用的几种基础形式
1. 墙下条形基础
普遍应用的是混凝土刚性基础，它可以起到很好的抗压功能，不过抗弯、抗拉效果不是很好。一般用于地基承载力较好。压缩性较小的中小型民用建筑。它的优点是价格低，方便，可因地制宜的改造整体的刚度。此外，较好的墙下条形基础还有钢筋混凝土柔性基础，它能够很好地解决上部结构荷载较大，地基承载力又较低，且地基又不很均匀的问题，主要用于承载力较低。上部荷载较大。设有地下室且基础埋深较大的建筑。
2. 独立基础
独立基础在柱下基础中使用较多，基础的断面有方形和矩形，主要依据是不同的柱荷载偏心距。当有比较大的柱距时，独立基础相较于其他基础明显性价比更高。在多层建筑的上部结构作为框架体系的时候，如选择独立基础比较合适。此外，独立基础较普遍地应用在民用建筑的中柱，目前看来效果是不错的。
3. 柱下条形基础及十字交叉基础
当上部结构荷载较大、地基土的承载能力差的时候，一般的基础形式无法满足要求，往往会选用柱下条形基础的形式。它的刚度较大，能够调整沉降的均匀度，不过柱间距较大时这种设计则不可以采用，因此，采用这种设计要在柱间距不能过大的前提下。十字交叉基础比较适合地基的承载力比较小但柱荷载却比较大的时候，它能够较好地完成目标。不过虽然它的空间刚性较大但不能随意地使用。
4. 钢筋混凝土筏片基础
钢筋混凝土筏片基础分为筏板式和梁板式两种。适用于基础之间的空隙较小并且地基承载力较低基础的底面积出现重叠的情况。在有地下室的结构中，筏片基础作为地板结构应用较多。此外，根据荷载的大小可以选择合适的筏片基础。筏片基础的优点是整体的刚度较大，可调整整体沉降的均匀度。不过钢筋混凝土筏片基础也不是万能的，需要根据具体情况来实施。
5. 桩基础
承载力高、沉降量小是桩基础的优点。在地基变形和强度方面都无法满足要求时可采用桩基础的深基础。桩基础适应于以下情形：建筑物的上部结构荷载较大，而地基上部负载能力小，下部有可作为桩端持力层的坚实土层；天然地基上的浅基础沉降量过大，即使进行地基处理也不能满足建筑物要求；对较为重要的建筑物，虽然地基承载力尚好，但由于对控制沉降有较高要求，不允许有过大沉降，也可考虑采用；对土层不很厚，土质又较差，如做条形基础，土方量较大，可考虑采用钻孔，灌注短桩。
三、 房屋建筑结构设计中的基础设计应注意的几个问题
1. 充分考虑各种因素对地基与基础设计的影响
在地基与基础设计当中，设计人员应该充分考虑各种因素对设计方案的影响，一方面，设计人员应该利用地质勘查中所收集的各种地质数据资料，了解当地的地质构造、地震灾害情况，并通过其他途径获得气候、环境等方面的资料，在这些资料的基础上进行结构设计，这样能够最大程度地减少不良因素的影响。另一方面，运用换土垫层方法处理软土地基的时候，应该在地质勘查的基础上，了解土层构造及软土层的厚度，在此基础上计算垫土厚度，使垫层的宽度与及厚度符合安全性和经济的双重要求；需要注意垫土的选择，一般选择硬度、强度较好的砂砾，保证垫土层的稳定性。
2. 充分考虑环境温度对建筑结构的影响
在建筑结构设计上，应该考虑环境温度对混凝土基础的影响。经常出现的混凝土基础裂缝有很大一部分是由于受到外界气温的影响而产生的，比如气温骤降、保温层失效、暴雨侵袭等，都可能造成环境温度下降，使混凝土表面与环境产生温差，由于温差骤然形成，温度应力时间短，极易造成表面裂缝。因此要严格按照设计标准设置伸缩缝，不能为了设计上的简便和施工的便利用后浇带代替伸缩缝，这设计的过程中要详细计算环境温度对建筑结构的实际影响，在此基础上确定伸缩缝的宽度，保证能够达到环境温度影响的范围内。要选择合适的伸缩缝设施安装方案和合适的填充材料，这些需要在设计方案中体现出来。同时加强对于顶层屋面的保温隔热措施，对于受温度影响较大的部位来配置直径小一点的温度筋。
四、 对房屋建筑结构基础设计的建议
1.注重结构平面图设计
绘制结构平面图属于房屋建筑工程施工前期的准备工作，设计人员在绘制房屋建筑工程的结构平面图时，需要从整体出发，从大局出发，需要把国家利益和人民群众的生命财产安全放到首位，在设计过程中需要充分的考虑房屋建筑工程的防火等级、抗震等级、防水等级以及保温等级，其中，抗震等级最为重要，同时，设计人员在设计过程中还需要充分的考虑到房屋建筑工程的整体及局部的受压性。
2.做好屋顶结构图设计
一般而言，房屋建筑工程的屋面都为坡形，当建筑板之间的空隙过大，就采用梁板式的楼板；如果建筑板之间的空隙不大，就采用折板式的楼板，确保屋面结构图的设计与房屋建筑工程的整体设计能够相融合。
3.加强大样详图设计
设计人员在绘制房屋建筑工程的大样详图时，需要确保图纸的细致性和全面性，设计人员在绘制过程中，需要从提高房屋建筑工程的整体的受力性的角度出发，同时，力争在最大程度上保证房屋建筑工程外形、结构以及尺寸的一致性。
4.强化楼梯样图设计
设计人员在对房屋建筑工程的楼梯结构进行设计的过程中，主要需要考虑的就是楼梯板的挠度问题，需要保证上下层之间楼梯梁位置的一致性和精准性，同时，设计人员还要注意首段的楼梯板的基础沉降问题，如果在房屋建筑工程需要的情况下，可以在一定程度上对楼梯梁进行统一的、规范的设置。
5.做实基础设计
设计人员在对房屋建筑工程的基础进行设计的过程中，需要结合房屋建筑工程的实际情况进行设计，做到具体问题、具体分析，保证基础设计的科学性和合理性，在对混凝土的选用方面，还需要注意考虑到结构的适用性和耐久性，以荷载为参考依据对基础的宽度进行及时的、适当的调整，为房屋建筑工程整体的结构的合理性提供保障。
五、 结语
由于建筑结构的基础设计在建筑结构设计中的起着举足轻重的作用，我们在理论研究和实际工作中更应该优先考虑，着重解决。在实际工作中，只有选择合理的基础设计形式，做好每一个细节的设计，尽可能地提高房屋建筑的功能，才能保证建筑质量，降低建筑成本。随着我国经济的进一步发展，现今的建筑结构基础设计远远不能满足时代的要求，还需要广大实践者和理论家进行不断探索，从根本上确保设计质量，进而确保房屋建筑工程质量。
参考文献
房屋结构建筑设计范文第4篇
关键词：房屋建筑结构： 基础设计： 常见的问题
中图分类号：TU8文献标识码： A
引言
随着我国建筑业的蓬勃发展，高层建筑越来越多，对于基础部分的安全性、稳定性的要求越来越高，基础设计是房屋建筑结构设计中的关键，近几年我国地震灾害频发，给国家和人民造成严重伤害，由此，如何提高房屋建筑基础部分的整体性性能是当前房屋建设中重点研究问题，基础设计的重要性还表现在基础工程在建筑工程总造价中占有较大的比重只有选择合理的基础形式及计算方法，才能够保证建筑结构安全并且降低工程造价。
一、房屋建筑结构设计的的重要性以及遵循的设计原则
建筑房屋结构主要指两方面：一是房屋的建筑结构。二是房屋的户型结构，而房屋建筑结构的根本点是为了保证工程建筑物结构的安全性、稳定性，在其发挥正常的使用功能的同时保证它的使用寿命。设计人员在结构设计的时候应本着整体的概念，事先要与业主进行良好的沟通，即不违背现代的建筑安全、审美的要求，又能满足个体的生活需求，把两者进行有机的结合真正达到美观、舒适。其次，设计人员在进行基础设计的过程中，除把建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件（例如梁、板、柱、楼梯等）作为重点外，还应通过各种渠道收集地质和气象数据资料，了解当地的地质构造、地震灾害和气候环境情况，在这些资料的基础上进行基础设计，这样能够最大程度地减少不良因素的影响。高层建筑基础选型是整个结构设计中的一个重要组成部分, 直接关系到工程造价、施工难度和工期, 因此应认真研究场地岩土性质和上部结构特点, 通过综合技术经济比较确定.高层建筑的基础选型应因地制宜, 除基础应满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限值外, 整体结构应符合规范对强度、刚度和延性的要求, 选用桩基或筏基都不是绝对的, 而安全可靠、经济合理才是基础选型的标准。
二、基础设计（基础选型）的基本条件
1、了解场地地基状况（各层土层和岩层的厚度及埋深，承载能力等）――由工程地质勘察报告资料提供；
2、场地地下水状况（埋深，丰寡程度，水质等）――区分施工期间及房屋正常使用之后的不同情况；
3、上部结构墙柱轴力大小――由上部结构整体计算结果提供；
4、地下室层数及总埋深――涉及基础持力层深度，基坑支护结构设计和现场基础施工顺序；
5、施工条件――场地周边房屋、道路、市政管道的影响，城市对噪音和污染的限制。
三、基础设计的几种常见基础设计形式：
1、独立基础
统称为扩展基础。扩展基础的作用是把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力和变形的要求。根据柱荷载偏心距大小，基础断面可为方形或矩形，当柱矩较大时，常为独立基础。这样较为经济。为了增强基础整体性，也可采用拉梁适当拉结，以增强适应地基变形和抗振能力，多层建筑上部结构为框架体系时，如地基承载力较高，地基变形较小，荷载及柱网分布较均用，宜选独立基础，不宜过大，可通过计算确定。一般多层民用建筑中的内柱，多数可考虑采用独立基础，而不用条形基础，在满足承载力及变形要求下，经济效果是较好的。
2、筏板基础
筏板基础主要有平板式筏板基础和梁板式筏板基础.
当地基承载力较低，且地基土质不均匀，而上部结构荷载却很大，采用十字交叉基础，有的基础之间的空隙所剩无几，有的基础底面积重叠，已不能提供足够的基础底面积时，这时可采用筏板基础。对于有地下室的结构，它本身不要求防水或防潮，筏板基础，可直接当地下室的底板做。当荷载不太大时，常采用平板式筏板；当荷载较大时，可采用梁板式筏板。由于筏板基础的整体刚度较大，故能将各柱或墙体的不均匀沉降调整得较为均匀。高层建筑地下室通常作为地下停车库，建筑上不允许设置过多的内墙，筏板基础既能充分发挥地基承载力，调整不均匀沉降，又能满足停车库的空间使用要求，因而就成为较理想的基础型式。平板式筏板基础由于施工简单，在高层建筑中得到广泛的应用，若采用梁板式筏基时，基础梁截面大必然增加基础的埋置深度，当水位较高时还要增加降水的费用。次外，梁板式筏基的混凝土需分层角柱，梁支模又费工时，必然加大工期，综合经济效益比平板式筏基要差，因此，在满足承载力和沉降等相关要求时，宜优先采用平板式筏基。
。
3、桩基础
桩基础具有承载力高、沉降量小的特点。一般建筑物应尽量采用浅基础，若地基变形和强度方面都无法满足要求时，则可采用此种形式的深基础。下列情况可考虑采用桩基础：建筑物上部结构荷载较大，而地基上部软弱，下部有可作为桩端持力层的坚实土层时：天然地基上的浅基础沉降量过大，即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时；对较为重要的建筑物，虽然地基承载力尚好，但由于对控制沉降有较高要求，不允许有过大沉降，也可考虑采用；对土层不很厚，土质又较差，如做条形基础，土方量较大，可考虑采用钻孔，灌注短桩。
四、基础设计中需要注意的一些问题
1、地基承载力特征值:估算值要注意与地质报告比较，设计中注意地基承载力特征值一般都需要修正
2、地基基础设计等级为甲级、乙级的建筑物应按《建筑地基基础设计规范》 GB 50007-2011 . 3.0.2条进行地基变形设计。、
3、对建筑物的桩基应进行沉降验算（强条）：
1）地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基。
2）体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的建筑物桩基。
3）摩擦型桩基。
桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值，并应符合《建筑地基基础设计规范》（GB50007―2011）表5.3.4的规定。
4、地基承载力应为特征值。地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定：（《建筑地基基础设计规范》（GB50007―2011）第3.0.4条）
1）按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限其对应荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。
2）计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。
3）计算挡土墙土压力、基础或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0.
4）在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应和相应的基地反力，应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数、
5.对建筑在施工期间及使用期间的变形观测要求，设计人普遍不够重视。变形观测工程范围根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007―2011）第10.2.9条（强条），下列建筑物应在施工期间及使用期间进行变形观测。a.地基基础设计等级为甲级的建筑物；b.复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑物；c.加层、扩建建筑物；d.受邻近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑物；e.需要积累建筑经验或进行设计反分析的工程。观测的方法和要求，要符合国家行业标准《建筑变形测量规程》JGJ8-2007的规定
6.地下室外墙与底板连接构造不合理；外墙钢筋的搭接不符合《混凝土结构设计规范》（GB50010―2010）根据纵向钢筋搭接接头面积百分率修正搭接长度的要求。，地下室外墙与底板连接构造可参考构造手册和相关的国标图集。具体情况应具体分析（比如底板较厚的情形）。
结束语
总之，在实际工作中，只有选择合理的基础设计形式，做好每一个细节的设计，尽可能地提高房屋建筑的功能，才能保证建筑质量，降低建筑成本。随着我国经济的进一步发展，现今的建筑结构基础设计远远不能满足时代的要求，还需要广大实践者和理论家进行不断探索，从根本上确保设计质量，进而确保房屋建筑工程质量。
参考文献
房屋结构建筑设计范文第5篇
关键词：房屋建筑；结构设计；基础设计
中图分类号： TU318文献标识码：A文章编号：
Abstract: based on the brief introduction of the basic and the upper structure design basic requirement, and analyzes the structure of the building housing the foundation design problems should be paid attention to, combined with the engineering practice, the building foundation structure design puts forward related Suggestions.
Keywords: housing construction; Structure design; Foundation design
1引言
随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，城市的发展也是日新月异，新建筑的建设如雨后春。房屋建筑功能不断完善，造型上新颖别致，众多因素导致工程设计也变得复杂起来。高房价和选择面的拓展使得百姓在购房时更是对房屋的外观、性能、质量等方面抱有较高的期待。房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展，将先进的术不断的应用于实际，在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料，应用于房屋建筑的结构设计中去，提高屋建筑的安全性、适用性，使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。
2房屋建筑常用的几种基础形式分析
2．1墙下条形基础。常用的砖、毛石、混凝土刚性基础，主要是承受抗压强度，也承受抗拉、抗剪强度，但抗拉、抗剪强度不高。基础内产生的拉应力、剪应力通过刚性角控制，使其不超过材料的允许值。它一般适用于建造5层以下民用建筑及轻型生产用房，如果地基承载力较高，且地基比较均匀，层数还可以适当增加。这种基础的特点是，造价低、施工快，通过地圈梁的加强，增强基础的整体刚度，能承受上部结构较大的荷载及适应一定的地基变形。常用的钢筋混凝土柔性基础也是墙下条形基础的较好形式。当上部结构荷载较大，地基承载力又较低，且地基又不很均匀，采用刚性基础往往会使基础断面过大，如果要保持浅基础，则基础露出地面，如果加深基础又要增加土方量基础造价。即使采用刚性基础，也难避免在基础产生较大的抗拉、抗剪应力时，出现基础裂缝、不均匀下沉，以致引起上部结构墙体裂缝。这时一般采用钢筋混凝土条形基础，它可以承受较大的弯矩和剪力，用基础断面大小和配筋量来满足受力要求。如果地基不均匀，还可加肋梁，以增强抗弯能力，调整不均匀沉降。一般6层以上民用建筑或轻型厂房可以采用这种基础。
2．2独立基础。刚性或柔性独立基础一般多用于柱下基础，根据柱荷载偏心距大小，基础断面可为方形或矩形。当柱距较大时，常为独立基础，这样较为经济。为增强基础整体性，也可采用拉梁适当拉结，以增强适应地基变形和抗震能力。多层建筑上部结构为框架体系时，如地基承载力较高，地基变形较小，荷载及柱网分布较均匀，宜选用独立基础，但在纵横两个方向宜拉梁适当拉接。拉梁断面选择要适当，不宜过大，可通过计算确定。一般民用建筑中的内柱，多数可考虑采用独立基础，而不用条形基础，在满足承载力及变形要求下，其经济效果是较好的。
2．3柱下条形基础及十字交叉基础。当柱荷载较大或地基较差时，采用独立基础不能满足承载力要求，扩大基础面积又受到场地限制时，可考虑采用条形基础。条形基础具有较大的刚度，对于调整不均匀沉降有良好的作用，但当柱距较大时，条基的刚度也差，调整不均匀沉降的能力也降低，所以选用柱下条形基础应控制在柱距不宜过大(6～7m)的条件下，能较好发挥作用。当地基承载力较低而柱荷载又较大时，或地基变形和柱荷载的分布在两个方向都不均匀时，一方面要求扩大基础底面积，以满足承载和地基变形的要求，同时又要求基础具有较大刚度，来调整不均匀沉降，这时可考虑设置十字交叉基础。十字交叉基础具有较大的空问刚度，是一种较好的基础形式，但它有自己的适用范围，不可任意滥用，只有当条形基础不能满足要求时，才采用十字交叉基础。
2．4钢筋混凝土筏片基础。当地基承载力较低，且地基土质不均匀，而上部结构荷载却很大，采用十字交叉基础，有的基础之间的空隙所剩无几，有的基础底面积重叠，已不能提供足够的基础底面积时，这时可采用筏片基础。对于有地下室的结构，它本身不要求防水或防潮，筏片基础恰好就是地下室的底板结构。当荷载不太大时，常采用平板式筏片；当荷载较大时，可采用梁板式筏片。由于筏片基础的整体刚度较大，故能将各柱或墙体的不均匀沉降调整得较为均匀。对于某些不均匀地基，且土质又较软，应先进行地基处理。提高地基承载力，减少地基的压缩性，再在处理过的地基上做筏片基础。这种地基与基础同时结合考虑，技术和经济效果均较理想。那种认为不管地基如何软弱和不均匀，只要做筏片基础就万无一失的想法是不全面的，实际工程中的教训还是有的，应引以为戒。
2．5桩基础。桩基础具有承载力高、沉降量小的特点。一般建筑物应尽量采用浅基础，若地基变形和强度方面都无法满足要求时，则可采用此种形式的深基础。下列情况可考虑采用桩基础：
2．5．1建筑物上部结构荷载较大，而地基上部软弱，下部有可作为桩端持力层的坚实土层时：
2．5．2天然地基上的浅基础沉降量过大，即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时；
2．5．3对较为重要的建筑物，虽然地基承载力尚好，但由于对控制沉降有较高要求，不允许有过大沉降，也可考虑采用；
2．5．4对土层不很厚，土质又较差，如做条形基础，土方量较大，可考虑采用钻孔，灌注短桩。
3对房屋建筑结构基础设计的评述及建议
目前可行的方法考虑地基、基础、上部结构的相互作用。然而这种考虑上部结构与地基基础共同作用的分析方法也不是完美无缺的。它同样需要采用种种假定，也不能避免各种地基模型的固有误差，并且上部结构的刚度形成存在滞后，因为上部结构的刚度在建造过程中是逐层形成的，在考虑上部结构边界刚度对基础的影响时，这一滞后过程能否被真实模拟也会对分析结果的准确性产生影响。对于一般的基础设计而言，采用的仍然是基于经典结构力学和弹性力学的常规设计方法。这种方法简便快捷，对于单层排架结构的一类的上部柔性结构以及地基较好的独立基础，能够得到较满意的结果。对于高层剪力墙结构下箱形基础置于一般上质天然地基这种情况，简化计算结果也能满足要求。但是，对于钢筋混凝土框架这类对地基沉降较敏感的结构，计算结果与实际不同，对于软弱地基上的条形基础，按这种方法计算与实际差别也较小。对于高层建筑框架结构，随着层数的增加，作用在基础上的柱荷载也将增大。在竖向荷载作用下，基础产生碟形沉降，由于上部结构具有一定刚度，边柱沉降小，与基础紧密接触而加载，内柱沉降大，受到拉伸而卸载。各楼层柱尤其是底层柱内力重分配的结果势必将引起上部结构和基础内力的变化，这一现象只有在共同作用分析中才能被适当考虑。在高层框架结构基础设计时，基础宜柔不宜刚，若地基土为高缩性，则基础宜当采用桩基时，可考虑采用变刚度布桩的方式，如改变基础中部桩径或桩径加密中部布桩以调整地基或桩基的竖向支承刚度，使差异沉降减到最小，从而减小基础或承台的内力。
结语
随着我国经济的迅猛发展，城市面貌口新月异，一栋栋高楼大厦拔地而起。随之各类房屋建筑功能的不断丰富，新颖的造型，致使工程设计越来越复杂。但目前的设计周期普遍佩短，也使房屋基础设计文件中普遍存在某些质量问题，应该引起我们的重视。基础设计的重要性表现在基础工程在建筑工程总造价中占有较大的比重，基础工程所耗费的钢材、水泥用量多，施工难度大。而当地质条件复杂时，其造价和工期所占的比重还会增加。因此基础设计和施工对房屋建筑本身至关重要，只有选择合理的基础形式及计算方法 能够保证建筑结构安全并且降低工程造价。
参考文献
【l】陈嘉俊．论多层框架房屋结构设计中的几个要点【M】．成都：四川建枋出版社，2007(2)．
【2】陆歆弘。蔡跃．房屋建筑力学与结构基础【M】．北京：中国建筑工业出版社。20080)．
