浅谈混合结构房屋基础结构设计

浅谈混合结构房屋基础结构设计随着改革开放以来科学技术与经济建设的飞速发展，以及人民生活质量的显著提高，最房屋建筑的要求也越来越高，我国的房屋结构建筑技术也显得尤为重要，该技术为我国的各项发展奠定了坚实的基础。就目前看来，在我国的城镇房屋建设中，大量才用到模式是混合结构房屋的建筑模式。本文就具体针对混合结构房屋基础的设计问题进行具体阐述，从各个方面及其建筑特点对该问题进行深入浅出地讨论，以便于后续工程的应用。标签：混合结构；设计；基础所谓混合结构房屋具体是指房屋承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。例如，一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者这幢房屋的梁是由木材建造，柱是由钢筋混凝土建造。在现代化城镇建设进城不断加快的进程中，我国城镇的混合结构房屋中也存在较多问题，其基础形式单一，多采用墙下条形基础，基础设计一般也较为保守，这样就会出现巨大的浪费现象，其大多采用条形基础，按照各自墙体承受的荷载分别来计算基础宽度，再者，由于墙体的共同作用，可以根据基础底面压力的分布特点确定基础地面尺寸，这样就解决了基础总面积不减少的问题，但是，由于仅仅只是调整了基础宽度，仍然采用条形基础，就会在一定程度上与基础的实际受力状况不相符，导致房屋出现很多难以解决的问题。下面就关于混合结构房屋基础结构设计的问题进行简单的分析讨论。一、混合结构房屋具体存在的问题在混合结构房屋具体建设中，经常会出现工程材料的浪费及工程造价的升高的问题，这些问题是比较普遍的，也是较为棘手的，因为在使用条形基础时，有时会造成纵横墙的交接处的地基失败的现象，这样就会浪费很多工程材料。在竖向荷载的作用下，因为存在墙体的共同作用，荷载就会在纵、横之间存在竖向应力互相扩散的传递作用，这样就会在墙体相交处产生较大的应力集中现象，这种应力简单来说就是材料在发生形变时其内部产生了大小相等但方向相反的反作用力来抵抗外力的作用时分部内力在一点的集度，而在很多情况下，应力的集中分布现象尤为严重，特别是在设置抗震构造柱和圈梁时，每道墙内竖向应力沿墙长呈两端大而中间小的不均匀分布现象。因此，应该合理地应用公式以及相对应的方案，是房屋基础结构稳定的保证。二、混合结构房屋基础底面方案设计按照建筑地基基础的设计规范要求，基础底面的面积公式应该为：A≥FK/（fa-Rmd）在上式中：F为相应的载荷效应，fa为修正后的地基承载力特征值，Rm为基础及基础以上回填土的平均重力密度，d为基础埋置深度，A为基础底面的面积。由上式可以看出基础地面的尺寸与其所承受的荷载值是成正比例关系的，因为纵、横墙的共同作用，在远离节点处的应力可以忽略不计，即可以认为其实均匀分布的，而在纵、横墙相交处节点附近产生明显的应力集中区，由此可以看出，基础底面的合理修正范围就是纵、横墙相交处应力集中影响区，而其他部分仍然采用条形基础。有时为了便于计算，就会假定基础底面的修正范围为：B=Kb其中，B为纵、横方向基础的最大宽度，K为考虑纵、横墙共同作用影响下的基础底面尺寸修正系数，b为沿着纵、横方向基础的最小宽度，也就是条形基础的宽度。按照上述的公式進行混合结构房屋底面的设计，会达到事半功倍的效果，更加方便了施工操作人员的工作进行，为房屋建造一个良好的地面基础结构，也为广大人民的居住建造一个坚实的基础。三、混合结构房屋基础外形方案设计在房屋建筑过程中，其外形也是尤为重要的，从一个房屋的外形可以看出该房屋的大概构造及具体设计，也可看出房屋主人的爱好修养及艺术情操，一个房屋额外形既漂亮而又结构严谨，就会吸引更多的人去参观模仿，也相应地会获得更多的赞美。当房屋整体性较好、地基变形均匀、上部结构刚度大、荷载分布均匀时，我们一般都会以条形基础为主，对节点处的矩形结构进行修正。一般设纵、横墙的承受线的荷载值分别为q1、q2、q3、q4，其中，要求q1≥q3，q2≥q4，这一点是外形方案的设计中很重要的一个内容，是必须引起高度重视的，这样才能准确无误地计算出修正范围内的基础底面面积，也可以保证节点处矩形修正的准确无误，而在基础节点处对称线的修正过程中，随着现代房屋设计整体性的减弱，便可以以条形基础为主，对纵、横墙的相交处一般呈“十”字型节点处，其要求与节点处句型结构的修正一样也是设纵、横墙的承受线的荷载值分别为q1、q2、q3、q4，其中q1≥q3，q2≥q4，在经过一系列公式的运用于计算，便可达到所要求的标准。不仅如此，在房屋基础结构的设计中，还要注意基础节点处不对称的线性修改，当地基条件较弱或者场地受限制时，就需要对纵、横墙相交的一般呈”十”字型的节点附近采取线性不对称修正。而对于四墙相交的节点，仅需考虑竖向应力向房屋内侧相邻墙体扩散传递，修正范围就是一个不对称的多边形的区域，并利用公式进行相应的计算，便可得出结果，然后利用得出的结果进行实际的操作以达到标准要求。四、混合结构房屋基础结构设计的效益分析混合结构房屋的基础外形方案与地基反力的分布特点相互适应，能够有效避免传统条形基础承载力的局部不足、或局部富裕的缺点，也可以明显缩短建设工期，降低工程造价，有效减少建筑材料消耗量和施工的工作量，使得地基的承载力得到充分的利用，投资少而且见效快，更是做到了节约土地，保护环境，应用前景十分广阔，拥有巨大的经济效益和社会效益。五、混合结构房屋基础结构设计的发展趋势1、设计人员缺乏近年来，混合房屋基础结构设计行业发展迅速，参与这一项目的设计师已经成为一个备受关注的职业，所以被媒体誉为“金色灰领职业”之一，所以在目前情况下，这个行业中的设计人员是十分缺乏的，面对这个高速发展的行业，人才供应出现较大的缺口，大多数从事这一行业的人员主要是从艺术设计、平面设计等其他非专业行业转行而来，他们并没有经过专业的系统的培训和教育，就会出现结构设计不合理等多方面的问题，而优秀的设计师却在各个项目中疲于奔命，会导致一些房屋的结构质量难以保证，基础结构不坚实，而且也缺乏创新，设计水平难以提高。2、结构设计从功能出发混合结构房屋的基础设计文本里经常会出现“从功能出发”的设计说明。但是事实上，一部分的从业人员都是从外形上看是否好看，并没有考虑结构是否合理，这样就会导致对房屋基础结构功能定位的随意性，进而到时其将来的使用性能较差，不能长时间连续使用。所以设计师们应该合理运用“数据量化分析”，真正做到从功能的全面性和结构的合理性出发来设计混合结构的房屋，这样才能营造和谐的居住环境。3、因地制宜因地制宜就是要求根据不同地方的具体情况，设计不同结构的混合结构房屋。比如说有些地方的地形、气候、湿度、环境等的不同，相应的房屋结构也要适应这些变化，而且在出现突发情况时，也要制定和采取适当的措施来预防这些突发事件。六、结语随着建筑行业的不断发展，混合结构房屋的基础结构设计需要不断地注入新的元素与新的力量。以条形基础为主，上部整体刚度及地基条件在逐渐减弱，根据应力集中程度的不同，需要对基础进行不同程度的修正，这样至少可以降低工程造价的百分之二十。而混合结构房屋基础结构的设计更是要考虑节能、环保、低碳的理念，其进步意义更是在于它承载了新