智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析
時間:2022-02-08 03:40:19
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摘要:基礎(chǔ)設(shè)計是智能建筑設(shè)計中的重要內(nèi)容,也是保證建筑整體結(jié)構(gòu)安全、可靠的關(guān)鍵因素。當前,建筑高度在不斷增高,上部荷載較大,增加了基礎(chǔ)工程承載力,加上地基工程屬于地下隱蔽工程,存在的安全隱患較多,一旦發(fā)生事故,將會造成嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。基于此,本文結(jié)合作者工作經(jīng)驗對智能建筑地基結(jié)構(gòu)設(shè)計進行研究。
關(guān)鍵詞:智能建筑;地基結(jié)構(gòu);設(shè)要要點;注意事項
近年來,在社會經(jīng)濟發(fā)展的帶動下,我國建筑業(yè)也得到了較大的發(fā)展空間,同時,人們對建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計要求也越來越高,因此,要不斷提高智能建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計水平,尤其是地基結(jié)構(gòu)設(shè)計。在設(shè)計過程中要對建筑材料的性質(zhì)和地基土的變化情況進行詳細分析,合理選擇智能建筑基礎(chǔ)形式和建筑材料,杜絕安全隱患,從而保障建筑工程結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定。為此,本文從地基結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要作用和設(shè)計要點入手,并進一步分析地基基礎(chǔ)類型影響因素及注意事項,希望能夠為相關(guān)設(shè)計人員提供參考。
1智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中地基設(shè)計的重要作用
智能建筑地基結(jié)構(gòu)承擔整個建筑結(jié)構(gòu)全部荷載,保證建筑工程的安全、穩(wěn)定,此外,還能延長建筑工程的使用年限,使智能建筑充分發(fā)揮自身的經(jīng)濟使用性。合理的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計對智能建筑整體質(zhì)量的提升具有重要意義,因此,要把握設(shè)計要點,科學(xué)合理進行設(shè)計。
2智能建筑地基結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析
2.1樁基深度設(shè)計。在樁基礎(chǔ)深度設(shè)計過程中,其持力層要選擇堅硬的巖石,當樁端部插入到持力層中,要以樁基直徑為標準嚴格控制其深度。如果持力層是風(fēng)化軟質(zhì)巖或砂土,其插入深度要大于1.5倍樁直徑;如果持力層是強風(fēng)化硬質(zhì)巖和碎石土,其插入深度要大于1倍樁直徑,同時要插入深度要大于0.5m;如果持力層是未風(fēng)化的硬質(zhì)巖或灰?guī)r時,可以根據(jù)工程的實際情況,縮小插入深度,但也要控制在0.2m以上;如果持力層是粘性土,其插入深度要大于2倍樁直徑[1]。2.2樁基礎(chǔ)設(shè)計。智能建筑工程地基結(jié)構(gòu)設(shè)計中,如果為不滿足承載力要求和變形要求的天然地基或人工加固地基,要采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)平面布置規(guī)則如下:①同一結(jié)構(gòu)個體不能同時采用樁頂荷載全部或主要由樁側(cè)阻力承受的樁和樁頂荷載全部或主要由樁端阻力承受,樁側(cè)阻力相對樁端阻力而言較小,或可忽略不計的樁;②直徑較大的樁應(yīng)采用一個柱子一個樁的形式布置,筒體采用群樁時,在符合樁與樁之間最小距離前提下,盡量在筒體以內(nèi)或不超出簡體外緣一倍板厚范圍之內(nèi)布置;③伸縮縫或防震縫處布置可以采用將兩個柱子設(shè)在一個承臺上的布樁形式;④在剪力墻下布置樁,要綜合考慮剪力墻兩側(cè)應(yīng)力的影響,在剪力墻中性軸周圍可以按照受力情況均勻布置;⑤在縱橫墻交叉位置布置樁時,橫墻較多的多層建筑在橫墻兩側(cè)的縱墻上布樁,門洞口下面不宜布樁;⑥在布置過程中,各個樁基礎(chǔ)頂部受力要均勻,上部結(jié)構(gòu)荷載重心要和樁重心相重合。2.3后澆帶設(shè)計。隨著時間的推移,地基會發(fā)生不均勻沉降,因此,在設(shè)計過程中,要合理設(shè)計后澆帶的寬度,通常控制在800~100mm之間,另外,后澆帶要盡量設(shè)置在各層相同位置處。在后澆帶設(shè)計中,混凝土等級要比原建筑結(jié)構(gòu)高一等級,當基礎(chǔ)施工完成后,應(yīng)將后澆帶梁板支撐好,待后澆帶澆筑完成后,且混凝土強度等級達到拆模要求后,方可拆除。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,后澆帶的設(shè)置能夠有效解決混凝土施工期間出現(xiàn)因收縮造成的裂縫問題,在混凝土澆筑過程中,受溫度因素的影響,結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中效果較低,混凝土出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,嚴重時造成裂縫。為了避免裂縫產(chǎn)生,在后澆帶部位要斷開澆筑混凝土。但是,在某些特殊情況下是不允許設(shè)置后澆帶的,這時需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,明確后澆帶斷面形式,如果地下水位較高,可在基礎(chǔ)后澆帶的下方設(shè)置一層防水板。
3智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中地基基礎(chǔ)類型的影響因素及注意事項
3.1智能建筑地基基礎(chǔ)類型的影響因素。3.1.1建筑材料性質(zhì)的影響。由于建筑材料受熱膨脹系數(shù)的影響較大,在智能建筑地基設(shè)計中,要將溫度考慮在內(nèi)。建筑中最常用的建筑材料是混凝土,同時其受環(huán)境的影響較大,混凝土這一建筑材料單位溫度變化長度較大,隨溫度和氣候的變化較為突出,溫度較低的情況下,混凝土內(nèi)部應(yīng)力變化較大,導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫;當遇到暴雨天氣時,由于混凝土孔隙較多,吸水后容易出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象。因此,在設(shè)計中,要綜合考慮混凝土性能和特點,在設(shè)計中仔細計算環(huán)境、溫度與氣候變化對于建筑結(jié)構(gòu)的影響,同時采取科學(xué)、合理的應(yīng)對措施,防止混凝土裂縫和膨脹問題出現(xiàn),例如根據(jù)工程情況,合理設(shè)置伸縮縫,切割大面積澆筑的混凝土,降低混凝土分布的連續(xù)性。3.1.2地基土變化的影響。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,要綜合考慮風(fēng)力對建筑物造成變形的影響,例如在四級風(fēng)力作用下,部分高層建筑在100m及以上位置會感受到非常小的震動,因此,設(shè)計人員要綜合考慮鋼筋彈性系數(shù),在保證建筑物形狀的前提下,提高高層建筑物的穩(wěn)定性。而地基承擔著智能建筑物全部的荷載,作為建筑物受力的最底層,其受力情況還會受到地基土的影響,例如地基土剛性、軟硬程度和分布情況。如果在基礎(chǔ)設(shè)計中,地基為未完全風(fēng)化的基巖,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性較好,建筑的上部結(jié)構(gòu)也不會產(chǎn)生次應(yīng)力。但是,大部分建筑地基土都具有一定的可塑性,且很難通過人工方式對其進行加固處理,必然影響基礎(chǔ)彎曲所需要力的分布情況。雖然土壤的摩擦力會受到限制而保持在抗剪強度內(nèi),但是在土壤摩擦力系數(shù)會受到多種因素的影響,例如土壤內(nèi)部水的密度。3.2智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中地基基礎(chǔ)設(shè)計注意事項。3.2.1建筑物地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型設(shè)計。當建筑物為砌體結(jié)構(gòu)時,要優(yōu)先采用剛性條形基礎(chǔ),例如混凝土條形基礎(chǔ)、灰土條形基礎(chǔ)、毛石混凝土條形基礎(chǔ)等,當基礎(chǔ)寬度大于2.5m時,可以采用柔性基礎(chǔ);框架結(jié)構(gòu)建筑,在上部荷載較大、沒有地下儲物空間、地基穩(wěn)定性較差的情況下,需要采用十字交叉梁條形基礎(chǔ),以減少不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生,增強整體穩(wěn)定性;而框架結(jié)構(gòu),沒有地下儲物空間、地基穩(wěn)定性較好、上部荷載較小的情況下,可以選用獨立柱基礎(chǔ),在抗震設(shè)防區(qū)可以按照相關(guān)規(guī)范要求設(shè)置與承臺或獨立柱子相連接的梁;框架鋼筋混凝土墻板承重結(jié)構(gòu),在無地下儲物空間、地基穩(wěn)定性較好,同時荷載較為均勻時,可以采用框架柱、獨立柱基礎(chǔ)形式,在抗震設(shè)防區(qū),要特殊對待;地基情況較好的鋼筋混凝土墻板承重結(jié)構(gòu),可以采用交叉的條形基礎(chǔ),如果地基基礎(chǔ)強度達不到設(shè)計強度要求,可以采用筏板基礎(chǔ)[2]。3.2.2箱筏基礎(chǔ)底板挑板設(shè)計。由于整個基礎(chǔ)面積中突出位置面積所占的比重較小,因此,在建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計中,將箱筏基礎(chǔ)底板和挑板設(shè)計成直角或斜角,同時,避免增加底板通常鋼筋的長度,大大節(jié)約了建筑成本,提高了經(jīng)濟效益。此外,在箱筏基礎(chǔ)底板設(shè)計時增加挑板,還可以降低基礎(chǔ)底部的附加應(yīng)力,降低沉降量,矯正沉降差和整體傾斜度。當基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)位于天然地基和人工地基交界處時,增設(shè)的挑板就可以將人工地基上部分承載力轉(zhuǎn)移到天然地基上,提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性,降低建筑工程成本,同時還能夠減少安全隱患,例如,地下水位較高時,避免地下水影響地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性。
4結(jié)束語
總之,在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中,地基基礎(chǔ)設(shè)計對整個建筑物安全和穩(wěn)定具有重要意義,同時也是影響建筑物整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素,因此,在地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計中,把握設(shè)計要點,合理設(shè)計樁基埋深和后澆帶設(shè)計,同時,綜合考慮地基土變化情況、地基基礎(chǔ)的材料和類型,從而保證智能建筑物整體質(zhì)量。
參考文獻
[1]安禹霏.分析建筑工程中的地基結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].建材與裝飾,2017(15):78~79.
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作者:李凱 單位:上海比優(yōu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有限公司