淺談混合結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

淺談混合結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隨著改革開放以來科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，以及人民生活質(zhì)量的顯著提高，最房屋建筑的要求也越來越高，我國的房屋結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)也顯得尤為重要，該技術(shù)為我國的各項(xiàng)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。就目前看來，在我國的城鎮(zhèn)房屋建設(shè)中，大量才用到模式是混合結(jié)構(gòu)房屋的建筑模式。本文就具體針對混合結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行具體闡述，從各個(gè)方面及其建筑特點(diǎn)對該問題進(jìn)行深入淺出地討論，以便于后續(xù)工程的應(yīng)用。標(biāo)簽：混合結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)所謂混合結(jié)構(gòu)房屋具體是指房屋承重的主要構(gòu)件是用鋼筋混凝土和磚木建造的。例如，一幢房屋的梁是用鋼筋混凝土制成，以磚墻為承重墻，或者這幢房屋的梁是由木材建造，柱是由鋼筋混凝土建造。在現(xiàn)代化城鎮(zhèn)建設(shè)進(jìn)城不斷加快的進(jìn)程中，我國城鎮(zhèn)的混合結(jié)構(gòu)房屋中也存在較多問題，其基礎(chǔ)形式單一，多采用墻下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一般也較為保守，這樣就會(huì)出現(xiàn)巨大的浪費(fèi)現(xiàn)象，其大多采用條形基礎(chǔ)，按照各自墻體承受的荷載分別來計(jì)算基礎(chǔ)寬度，再者，由于墻體的共同作用，可以根據(jù)基礎(chǔ)底面壓力的分布特點(diǎn)確定基礎(chǔ)地面尺寸，這樣就解決了基礎(chǔ)總面積不減少的問題，但是，由于僅僅只是調(diào)整了基礎(chǔ)寬度，仍然采用條形基礎(chǔ)，就會(huì)在一定程度上與基礎(chǔ)的實(shí)際受力狀況不相符，導(dǎo)致房屋出現(xiàn)很多難以解決的問題。下面就關(guān)于混合結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行簡單的分析討論。一、混合結(jié)構(gòu)房屋具體存在的問題在混合結(jié)構(gòu)房屋具體建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)工程材料的浪費(fèi)及工程造價(jià)的升高的問題，這些問題是比較普遍的，也是較為棘手的，因?yàn)樵谑褂脳l形基礎(chǔ)時(shí)，有時(shí)會(huì)造成縱橫墻的交接處的地基失敗的現(xiàn)象，這樣就會(huì)浪費(fèi)很多工程材料。在豎向荷載的作用下，因?yàn)榇嬖趬w的共同作用，荷載就會(huì)在縱、橫之間存在豎向應(yīng)力互相擴(kuò)散的傳遞作用，這樣就會(huì)在墻體相交處產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這種應(yīng)力簡單來說就是材料在發(fā)生形變時(shí)其內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力來抵抗外力的作用時(shí)分部內(nèi)力在一點(diǎn)的集度，而在很多情況下，應(yīng)力的集中分布現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，特別是在設(shè)置抗震構(gòu)造柱和圈梁時(shí)，每道墻內(nèi)豎向應(yīng)力沿墻長呈兩端大而中間小的不均勻分布現(xiàn)象。因此，應(yīng)該合理地應(yīng)用公式以及相對應(yīng)的方案，是房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的保證。二、混合結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)底面方案設(shè)計(jì)按照建筑地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，基礎(chǔ)底面的面積公式應(yīng)該為：A≥FK/（fa-Rmd）在上式中：F為相應(yīng)的載荷效應(yīng)，fa為修正后的地基承載力特征值，Rm為基礎(chǔ)及基礎(chǔ)以上回填土的平均重力密度，d為基礎(chǔ)埋置深度，A為基礎(chǔ)底面的面積。由上式可以看出基礎(chǔ)地面的尺寸與其所承受的荷載值是成正比例關(guān)系的，因?yàn)榭v、橫墻的共同作用，在遠(yuǎn)離節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力可以忽略不計(jì)，即可以認(rèn)為其實(shí)均勻分布的，而在縱、橫墻相交處節(jié)點(diǎn)附近產(chǎn)生明顯的應(yīng)力集中區(qū)，由此可以看出，基礎(chǔ)底面的合理修正范圍就是縱、橫墻相交處應(yīng)力集中影響區(qū)，而其他部分仍然采用條形基礎(chǔ)。有時(shí)為了便于計(jì)算，就會(huì)假定基礎(chǔ)底面的修正范圍為：B=Kb其中，B為縱、橫方向基礎(chǔ)的最大寬度，K為考慮縱、橫墻共同作用影響下的基礎(chǔ)底面尺寸修正系數(shù)，b為沿著縱、橫方向基礎(chǔ)的最小寬度，也就是條形基礎(chǔ)的寬度。按照上述的公式進(jìn)行混合結(jié)構(gòu)房屋底面的設(shè)計(jì)，會(huì)達(dá)到事半功倍的效果，更加方便了施工操作人員的工作進(jìn)行，為房屋建造一個(gè)良好的地面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，也為廣大人民的居住建造一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、混合結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)外形方案設(shè)計(jì)在房屋建筑過程中，其外形也是尤為重要的，從一個(gè)房屋的外形可以看出該房屋的大概構(gòu)造及具體設(shè)計(jì)，也可看出房屋主人的愛好修養(yǎng)及藝術(shù)情操，一個(gè)房屋額外形既漂亮而又結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，就會(huì)吸引更多的人去參觀模仿，也相應(yīng)地會(huì)獲得更多的贊美。當(dāng)房屋整體性較好、地基變形均勻、上部結(jié)構(gòu)剛度大、荷載分布均勻時(shí)，我們一般都會(huì)以條形基礎(chǔ)為主，對節(jié)點(diǎn)處的矩形結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。一般設(shè)縱、橫墻的承受線的荷載值分別為q1、q2、q3、q4，其中，要求q1≥q3，q2≥q4，這一點(diǎn)是外形方案的設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)內(nèi)容，是必須引起高度重視的，這樣才能準(zhǔn)確無誤地計(jì)算出修正范圍內(nèi)的基礎(chǔ)底面面積，也可以保證節(jié)點(diǎn)處矩形修正的準(zhǔn)確無誤，而在基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)處對稱線的修正過程中，隨著現(xiàn)代房屋設(shè)計(jì)整體性的減弱，便可以以條形基礎(chǔ)為主，對縱、橫墻的相交處一般呈“十”字型節(jié)點(diǎn)處，其要求與節(jié)點(diǎn)處句型結(jié)構(gòu)的修正一樣也是設(shè)縱、橫墻的承受線的荷載值分別為q1、q2、q3、q4，其中q1≥q3，q2≥q4，在經(jīng)過一系列公式的運(yùn)用于計(jì)算，便可達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)。不僅如此，在房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，還要注意基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)處不對稱的線性修改，當(dāng)?shù)鼗鶙l件較弱或者場地受限制時(shí)，就需要對縱、橫墻相交的一般呈”十”字型的節(jié)點(diǎn)附近采取線性不對稱修正。而對于四墻相交的節(jié)點(diǎn)，僅需考慮豎向應(yīng)力向房屋內(nèi)側(cè)相鄰墻體擴(kuò)散傳遞，修正范圍就是一個(gè)不對稱的多邊形的區(qū)域，并利用公式進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，便可得出結(jié)果，然后利用得出的結(jié)果進(jìn)行實(shí)際的操作以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。四、混合結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效益分析混合結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ)外形方案與地基反力的分布特點(diǎn)相互適應(yīng)，能夠有效避免傳統(tǒng)條形基礎(chǔ)承載力的局部不足、或局部富裕的缺點(diǎn)，也可以明顯縮短建設(shè)工期，降低工程造價(jià)，有效減少建筑材料消耗量和施工的工作量，使得地基的承載力得到充分的利用，投資少而且見效快，更是做到了節(jié)約土地，保護(hù)環(huán)境，應(yīng)用前景十分廣闊，擁有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。五、混合結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢1、設(shè)計(jì)人員缺乏近年來，混合房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展迅速，參與這一項(xiàng)目的設(shè)計(jì)師已經(jīng)成為一個(gè)備受關(guān)注的職業(yè)，所以被媒體譽(yù)為“金色灰領(lǐng)職業(yè)”之一，所以在目前情況下，這個(gè)行業(yè)中的設(shè)計(jì)人員是十分缺乏的，面對這個(gè)高速發(fā)展的行業(yè)，人才供應(yīng)出現(xiàn)較大的缺口，大多數(shù)從事這一行業(yè)的人員主要是從藝術(shù)設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)等其他非專業(yè)行業(yè)轉(zhuǎn)行而來，他們并沒有經(jīng)過專業(yè)的系統(tǒng)的培訓(xùn)和教育，就會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等多方面的問題，而優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師卻在各個(gè)項(xiàng)目中疲于奔命，會(huì)導(dǎo)致一些房屋的結(jié)構(gòu)質(zhì)量難以保證，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不堅(jiān)實(shí)，而且也缺乏創(chuàng)新，設(shè)計(jì)水平難以提高。2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從功能出發(fā)混合結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)文本里經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“從功能出發(fā)”的設(shè)計(jì)說明。但是事實(shí)上，一部分的從業(yè)人員都是從外形上看是否好看，并沒有考慮結(jié)構(gòu)是否合理，這樣就會(huì)導(dǎo)致對房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)功能定位的隨意性，進(jìn)而到時(shí)其將來的使用性能較差，不能長時(shí)間連續(xù)使用。所以設(shè)計(jì)師們應(yīng)該合理運(yùn)用“數(shù)據(jù)量化分析”，真正做到從功能的全面性和結(jié)構(gòu)的合理性出發(fā)來設(shè)計(jì)混合結(jié)構(gòu)的房屋，這樣才能營造和諧的居住環(huán)境。3、因地制宜因地制宜就是要求根據(jù)不同地方的具體情況，設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)房屋。比如說有些地方的地形、氣候、濕度、環(huán)境等的不同，相應(yīng)的房屋結(jié)構(gòu)也要適應(yīng)這些變化，而且在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，也要制定和采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣眍A(yù)防這些突發(fā)事件。六、結(jié)語隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，混合結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要不斷地注入新的元素與新的力量。以條形基礎(chǔ)為主，上部整體剛度及地基條件在逐漸減弱，根據(jù)應(yīng)力集中程度的不同，需要對基礎(chǔ)進(jìn)行不同程度的修正，這樣至少可以降低工程造價(jià)的百分之二十。而混合結(jié)構(gòu)房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更是要考慮節(jié)能、環(huán)保、低碳的理念，其進(jìn)步意義更是在于它承載了新