浅谈建筑结构基础设计的一般方法

浅谈建筑结构基础设计的一般方法

发表时间：2014-10-08T14:47:37.687Z 来源：《工程管理前沿》2014年第9期供稿作者：顾小睿张建峰[导读] 建筑结构基础是整个建筑物的重要组成部分，它与整个建筑物的安全息息相关。

顾小睿中科院建筑设计研究院有限公司

张建峰中煤科工集团重庆设计研究院有限公司

摘要：近年来，我国经济社会飞速发展，建筑业也取得了日新月异的发展和进步，各种功能的建筑物被大量兴修，建筑物的体型结构也越来越复杂，高层建筑物越来越多。为了适应高层建筑结构的需要，有必要优化建筑结构基础的设计工作，采取相应的策略来提高设计水平。文章主要结合建筑业发展的实际情况，探讨分析了建筑结构基础设计问题，并提出了相应的优化建筑结构基础设计的策略，希望能够引起人们对这一问题的进一步关注，在实践应用中发挥指导作用。

关键词：建筑结构基础设计优化

一、引言

建筑结构基础是整个建筑物的重要组成部分，它与整个建筑物的安全息息相关。尤其是随着建筑物高度的不断增加，建筑结构基础的地位和作用更加凸显。建筑工程的主要目的是经济和安全，这两者不能缺少其中的任何一项。而要达到这二者的统一，在工程设计和建设中，必须采取相应策略，优化建筑物的结构基础，在保证建筑结构安全的前提下也获得经济效益。

二、建筑结构基础设计的基本要求

结构基础设计，具体来说，需要满足以下几个方面的要求。

1、安全性。建筑物与人们的生产和生活息息相关，安全性是建筑结构基础设计必须考虑的因素。如果只是片面的强调结构基础设计的优化，而忽视建筑结构的安全性，那么所做的一切努力都没有任何意义。因为，如果建筑物没有满足安全这一基本要求的话，必然给人们的生命财产安全带来巨大的损失。所以，建筑结构基础设计必须满足安全性的要求。

2、经济性。经济性是市场经济条件下对建筑结构基础设计提出的新的要求，它主要是指在建筑结构基础设计当中，尽量节省成本，优化资源配置，合理利用各种材料，以达到节省成本，提高建筑项目工程经济效益的目的。

3、环保性。环保性是人们对建筑结构基础设计提出的更高的要求，它要求选用环保材料，通过合理布局来实现可持续发展的理念，降低能源资源消耗，实现人与自然和谐相处。

三、建筑结构基础设计的一般方法

1、建筑基础方案选择。

在整个建筑结构设计中，基础的合理选型和布置是相当重要的部分。对于同一种场地地基，可以有多种基础形式可以选择，不同的基础形式，它的施工难度和工程造价是不一样的。因此，在基础选型的时候，要综合考虑多方面的因素，合理选择，寻求最优目标。

1) 以准确的岩土工程勘察资料为依据。包括场地工程地质条件、岩石物理力学性质、地基承载力、地下水位、场地土动力学参数等，这些资料是方案合理设计的基础，必须进行科学合理的分析。通过资料的分析，再综合考虑上部结构的形式，最终确定合理的建筑基础形式和布置。

2) 基础的形式和布置应考虑基础与上部结构的相互作用。通常情况下，建筑结构设计是将上部结构和基础分离开来，各作单独的考虑，对他们分别进行力学分析。而事实表明，这种方法存在着较大的局限性，计算所得到的基底应力和基础沉降量与实际测量值存在着很大的差别。所以，基础问题的解决不能只关注基础，还应该考虑基础与上部结构的相互作用。在结构设计的时候，应该注意到上部结构次应力、开裂等不良情况的发生，将上部结构和基础进行综合考虑，从二者的相互联系出发，选择合理的方案。

3) 基础形式的选择须对经济性和施工周期作综合考虑通常情况下，考虑到经济性，高层建筑设计人员习惯于采用梁筏式基础。近年来，平板式筏基得到较多的应用。平板基础虽然含钢量略大于梁筏基础，但施工工期更短，埋置深度较浅，综合经济性优于后者。

2、基础结构的计算。

伴随着计算机技术在基础结构计算中的运用，基础设计取得了快速的发展和进步，计算精确度得到提高，计算的可靠性也更高。然而，我们在充分发挥计算机计算优势的同时，应该明确知道，结构设计程序是被动的计算过程，在计算中可能会出现差错，所以还需要注意以下几个问题。

1) 提高对电算结果自主判断的能力。有时候，设计图纸的错误是工程师过分依赖计算机所致，因而，工程师或者设计人员应改变这种情况，在设计时，对相关数据和计算结果进行反复的核对和审查，避免计算错误而影响结构设计。尤其是对基础设计的荷载数据、受力简图更要加强审核，确保不发生差错。

2) 合理采用计算模型。计算程序与现实有一定的差距，软件公司常对不同的结构构件提供了不同的软件模型。例如PKPM软件在基础计算时，提供了“按普通弹性地基梁计算”、 “按上部结构为刚性的弹性地基梁计算”、“按SATWE或TAT上部刚度进行地基梁计算”等多种不同的计算模型可供选用，工程师须根据上部结构刚度、竖向构件跨度、基础构件的跨高比等作出合理选择，不可一概而论。

3) 正确采用计算参数。在计算过程中，计算参数的不同将会导致计算结果的不同，但是，并不是所有的计算结果都在结构基础设计中适用，例如在地下室深度相同时，采用箱基和条基的埋置深度相差很远。所以，工程师和设计人员要根据不同的基础形式，填写正确的计算参数。

3、合理采用材料强度。在钢筋混凝土基础中，混凝土标号不必取得太高。混凝土强度过高，如高于C35，水泥用量也将相应增加，在混凝土凝固过程中的收量和水化热等不利影响也会增大。如果养护不够的大面积基础，很容易出现裂缝。由于基础构件是以受弯为主，要选用高强度的钢筋，以减少钢筋的用量。总之，要重视材料的恰当选择，提高材料的利用率，降低造价，取得好的效益。

4、对《规范》的正确理解和应用。《规范》是优化设计的基础和指南，在实际工作中必须严格执行相关的规定。一方面，对《规范》中的相关条文要进行深入的学习，深刻领会其中的内涵，并将此作为设计准则，根据具体的设计对象、设计环境、构件特点等，并根据设计的要求，进行科学合理的设计。另一方面，要高度重视《规范》中的构造措施。在实践中，一些工程师过分强调计算结果，却忽视设计环境，从而导致结构设计的安全性和经济性受到损害。