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智能建筑结构设计分析

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    发表于 2019-8-15 10:07:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    摘要:基础设计是智能建筑设计中的重要内容,也是保证建筑整体结构安全、可靠的关键因素。当前,建筑高度在不断增高,上部荷载较大,增加了基础工程承载力,加上地基工程属于地下隐蔽工程,存在的安全隐患较多,一旦发生事故,将会造成严重的人员伤亡和经济损失。基于此,本文结合作者工作经验对智能建筑地基结构设计进行研究。
    关键词:智能建筑;地基结构;设要要点;注意事项
    近年来,在社会经济发展的带动下,我国建筑业也得到了较大的发展空间,同时,人们对建筑工程结构设计要求也越来越高,因此,要不断提高智能建筑工程结构设计水平,尤其是地基结构设计。在设计过程中要对建筑材料的性质和地基土的变化情况进行详细分析,合理选择智能建筑基础形式和建筑材料,杜绝安全隐患,从而保障建筑工程结构安全、稳定。为此,本文从地基结构设计的重要作用和设计要点入手,并进一步分析地基基础类型影响因素及注意事项,希望能够为相关设计人员提供参考。
    1智能建筑结构设计中地基设计的重要作用
    智能建筑地基结构承担整个建筑结构全部荷载,保证建筑工程的安全、稳定,此外,还能延长建筑工程的使用年限,使智能建筑充分发挥自身的经济使用性。合理的地基基础结构设计对智能建筑整体质量的提升具有重要意义,因此,要把握设计要点,科学合理进行设计。
    2智能建筑地基结构设计要点分析
    2.1桩基深度设计。在桩基础深度设计过程中,其持力层要选择坚硬的岩石,当桩端部插入到持力层中,要以桩基直径为标准严格控制其深度。如果持力层是风化软质岩或砂土,其插入深度要大于1.5倍桩直径;如果持力层是强风化硬质岩和碎石土,其插入深度要大于1倍桩直径,同时要插入深度要大于0.5m;如果持力层是未风化的硬质岩或灰岩时,可以根据工程的实际情况,缩小插入深度,但也要控制在0.2m以上;如果持力层是粘性土,其插入深度要大于2倍桩直径[1]。
    2.2桩基础设计。智能建筑工程地基结构设计中,如果为不满足承载力要求和变形要求的天然地基或人工加固地基,要采用桩基础。桩基础平面布置规则如下:①同一结构个体不能同时采用桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力承受的桩和桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承受,桩侧阻力相对桩端阻力而言较小,或可忽略不计的桩;②直径较大的桩应采用一个柱子一个桩的形式布置,筒体采用群桩时,在符合桩与桩之间最小距离前提下,尽量在筒体以内或不超出简体外缘一倍板厚范围之内布置;③伸缩缝或防震缝处布置可以采用将两个柱子设在一个承台上的布桩形式;④在剪力墙下布置桩,要综合考虑剪力墙两侧应力的影响,在剪力墙中性轴周围可以按照受力情况均匀布置;⑤在纵横墙交叉位置布置桩时,横墙较多的多层建筑在横墙两侧的纵墙上布桩,门洞口下面不宜布桩;⑥在布置过程中,各个桩基础顶部受力要均匀,上部结构荷载重心要和桩重心相重合。
    2.3后浇带设计。随着时间的推移,地基会发生不均匀沉降,因此,在设计过程中,要合理设计后浇带的宽度,通常控制在800~100mm之间,另外,后浇带要尽量设置在各层相同位置处。在后浇带设计中,混凝土等级要比原建筑结构高一等级,当基础施工完成后,应将后浇带梁板支撑好,待后浇带浇筑完成后,且混凝土强度等级达到拆模要求后,方可拆除。在建筑结构设计中,后浇带的设置能够有效解决混凝土施工期间出现因收缩造成的裂缝问题,在混凝土浇筑过程中,受温度因素的影响,结构应力集中效果较低,混凝土出现收缩现象,严重时造成裂缝。为了避免裂缝产生,在后浇带部位要断开浇筑混凝土。但是,在某些特殊情况下是不允许设置后浇带的,这时需要在结构设计时,明确后浇带断面形式,如果地下水位较高,可在基础后浇带的下方设置一层防水板。
    3智能建筑结构设计中地基基础类型的影响因素及注意事项
    3.1智能建筑地基基础类型的影响因素。3.1.1建筑材料性质的影响。由于建筑材料受热膨胀系数的影响较大,在智能建筑地基设计中,要将温度考虑在内。建筑中最常用的建筑材料是混凝土,同时其受环境的影响较大,混凝土这一建筑材料单位温度变化长度较大,随温度和气候的变化较为突出,温度较低的情况下,混凝土内部应力变化较大,导致混凝土表面出现裂缝;当遇到暴雨天气时,由于混凝土孔隙较多,吸水后容易出现膨胀现象。因此,在设计中,要综合考虑混凝土性能和特点,在设计中仔细计算环境、温度与气候变化对于建筑结构的影响,同时采取科学、合理的应对措施,防止混凝土裂缝和膨胀问题出现,例如根据工程情况,合理设置伸缩缝,切割大面积浇筑的混凝土,降低混凝土分布的连续性。
    3.1.2地基土变化的影响。在高层建筑结构设计中,要综合考虑风力对建筑物造成变形的影响,例如在四级风力作用下,部分高层建筑在100m及以上位置会感受到非常小的震动,因此,设计人员要综合考虑钢筋弹性系数,在保证建筑物形状的前提下,提高高层建筑物的稳定性。而地基承担着智能建筑物全部的荷载,作为建筑物受力的最底层,其受力情况还会受到地基土的影响,例如地基土刚性、软硬程度和分布情况。如果在基础设计中,地基为未完全风化的基岩,基础结构整体稳定性较好,建筑的上部结构也不会产生次应力。但是,大部分建筑地基土都具有一定的可塑性,且很难通过人工方式对其进行加固处理,必然影响基础弯曲所需要力的分布情况。虽然土壤的摩擦力会受到限制而保持在抗剪强度内,但是在土壤摩擦力系数会受到多种因素的影响,例如土壤内部水的密度。
    3.2智能建筑结构设计中地基基础设计注意事项。
    3.2.1建筑物地基基础结构类型设计。当建筑物为砌体结构时,要优先采用刚性条形基础,例如混凝土条形基础、灰土条形基础、毛石混凝土条形基础等,当基础宽度大于2.5m时,可以采用柔性基础;框架结构建筑,在上部荷载较大、没有地下储物空间、地基稳定性较差的情况下,需要采用十字交叉梁条形基础,以减少不均匀沉降现象发生,增强整体稳定性;而框架结构,没有地下储物空间、地基稳定性较好、上部荷载较小的情况下,可以选用独立柱基础,在抗震设防区可以按照相关规范要求设置与承台或独立柱子相连接的梁;框架钢筋混凝土墙板承重结构,在无地下储物空间、地基稳定性较好,同时荷载较为均匀时,可以采用框架柱、独立柱基础形式,在抗震设防区,要特殊对待;地基情况较好的钢筋混凝土墙板承重结构,可以采用交叉的条形基础,如果地基基础强度达不到设计强度要求,可以采用筏板基础[2]。
    3.2.2箱筏基础底板挑板设计。由于整个基础面积中突出位置面积所占的比重较小,因此,在建筑结构地基基础设计中,将箱筏基础底板和挑板设计成直角或斜角,同时,避免增加底板通常钢筋的长度,大大节约了建筑成本,提高了经济效益。此外,在箱筏基础底板设计时增加挑板,还可以降低基础底部的附加应力,降低沉降量,矫正沉降差和整体倾斜度。当基础结构位于天然地基和人工地基交界处时,增设的挑板就可以将人工地基上部分承载力转移到天然地基上,提高建筑结构的安全性,降低建筑工程成本,同时还能够减少安全隐患,例如,地下水位较高时,避免地下水影响地基基础稳定性。
    4结束语
    总之,在建筑工程结构设计中,地基基础设计对整个建筑物安全和稳定具有重要意义,同时也是影响建筑物整体质量的关键因素,因此,在地基基础结构设计中,把握设计要点,合理设计桩基埋深和后浇带设计,同时,综合考虑地基土变化情况、地基基础的材料和类型,从而保证智能建筑物整体质量。
    参考文献
    [1]安禹霏.分析建筑工程中的地基结构设计[J].建材与装饰,2017(15):78~79.
    [2]范登辉.建筑结构设计中的基础设计研究[J].工程技术研究,2017(09):224~225.
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