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摘要：建设行业的快速发展，有效的推动了我国房屋建设结构设计的发展，房屋建筑结构开始向复杂化方向发展。我国的建筑结构设计依旧存在着许多的问题，这些对于工程施工来说影响很大，这就对设计工作提出了较高的要求。本文就房屋建筑结构设计中的基础设计进行了简要的分析探讨，从而使房屋建筑结构设计更加完善。
关键词：房屋建筑；结构设计；基础设计
中图分类号：TU318文献标识码： A
一、建筑基础设计概述
在进行房屋建筑的基础设计时，需要考虑的因素较多，其基础的面积、承载力、内力及配筋等的确定，需要进行相应的计算才能取得准确的数据，所以在计算过程中需要结合工程地质勘察报告、上部结构类型、需要承受的工作荷载效应、施工技术水平及材料等多个方面的因素，只有进行周全的考虑，才能确保基础设计时各项计算的准确性，确保基础的安全和稳定。
目前在我国房屋建筑基础工程施工中，通常都会采用深桩基础来进行施工，利用桩基础进行施工，不仅施工较为简单，而且桩基础受力较为合理，可以使深部土层的承载能力充分的发挥出来。同时桩基础与现代施工技术和材料实现了完美的结合，这有效的提高了桩基础施工技术的水平，使其在基础工程中发挥着更好的性能。
在实际工程施工中，由于不同的结构物对施工要求会有所不同，同时施工过程中地质条件和施工方法也会有所不同，所以会利用不同的桩和桩基础来进行施工。目前在基础施工中通常会采用端承桩和摩擦桩，由于端承桩其桩底处于岩层和硬土层中，土层具有较好的非压缩性，这样就有效的避免了桩发生沉积，桩具有良好的承载力。而摩擦桩主要是依靠桩侧摩擦阻力来承担竖向荷载，而且桩底土层也会对竖向荷载具有一定的支承力，但由于底部支承的土层具有可压缩性，所以桩基的沉降量还是会较大的。
在房屋建筑基础施工时利用桩基础进行施工时，其受力方式有独自受力和桩土共同受力两种情况，其目的都是为了将上部结构的荷载传递给地基。在基础施工时，如果利用天然地基，则无法对建筑物不同部位下的土层厚度进行有效的控制，所以土层薄、厚及缺失情况都会存在，这样在建筑物上部结构荷载下不可避免的会导致沉降的发生，但利用桩基础作为基础工程承载时，其承载力则会传递给下层的硬土层或是岩石层，能够更好的实现对建筑物沉降量实现控制。
二、房屋建筑结构设计中的基础设计分析
（1）、基础类型的选择与设计
房屋建筑在进行结构设计时，需要第一位考虑的应该是安全因素。而安全最起点的因素就是基础类型的选择。地基基础是房屋建筑的根基，也是建筑中最重要的组成部分，是建筑安全的保障。如果建筑没有坚实的地基，即使再好再美的上部结构，再先进的建筑方法，也只能打造一个空架，影响建筑安全。
建筑的基础类型应根据地基的性质、载荷特性、结构类型及施工条件等综合因素加以考虑。有些房屋建筑由于埋置深度的要求，还需要设置地下室，而地基的合理选型，也会对地下室设计的实用性、经济性等产生影响。因此在房屋建筑的基础选型过程中，应制定多个方案以便选择最经济、安全的类型。
要实现桩减少沉降的作用，必须考虑解决桩土的变形协调问题。为此,在桩底铺设砂石垫层,使桩的前期竖向刚度变小，桩在荷载作用下可以产生广义的“压缩”变形，基础承台随之向下挤压地基土,达到桩土共同承载的目的。平板式筏形基础加减沉疏桩这一基础形式的工作状态可分为两个阶段。第一阶段为桩土共同作用阶段,上部荷载主要由地基土承担,充分发挥地基土的承载力。第二阶段地基土因压缩沉降后，桩将桩底砂石垫层压缩密实，后续沉降主要由桩承担。根据上部结构刚度和荷载布置情况，结合承台下地基土的承载力和刚度，尽可能在竖向荷载较大的位置上布减沉桩，使各区域地基沉降趋于均匀。同时，由于残积砾质黏性土被扰动后，会造成土体结构崩解，强度降低，压缩性提高，因此减沉桩选型和布置应从以下几点考虑:
①为摩擦型桩，达到极限时能有所刺入。
②对土体的扰动越小越好，为此桩数要少，桩长要短。
③在现有的场地中可以施工。从这三点出发，较可行的桩型只有人工挖孔桩。
（2）、加筋挡土墙设计方法
加筋挡土墙的理论研究目前主要分为极限平衡法和数值模拟计算法。
1、极限平衡方法
极限平衡法是岩土体稳定分析的最常用方法，该法认定土体为理想的刚塑性体，首先根据可能发生的破坏形式，假定一可能的破坏面，取破坏面中土体为单独脱离体来分析计算，得到其达到静力平衡时所需的抗力，以此来分析计算可能滑动体的安全稳定性，在分析加筋挡土墙的过程中需要考虑加筋材料的拉力对土体稳定的作用。根据加筋土挡墙结构的破坏形式，加筋土挡墙结构常规计算主要分为两大部分：内部稳定性验算和外部稳定性验算。
①内部稳定性验算
内部稳定性验算主要包括筋带抗拔安全性验算、筋带拉应力计算和加筋长度计算。
②外部稳定性验算
外部稳定性验算主要包括抗倾覆、抗滑（包括抗平面滑动和抗深层滑动）、基础承载力和基础沉降等。
2、数值模拟计算法
数值模拟计算法主要有两种：有限元法和有限差分法。
①有限元法
有限元法是从变分原理和加权余数法演变而来，即不是直接从问题的微分方程和相应的定解条件出发，而是由解给定化为求解的问题，其基本想法是把求解域划分为一系列的单元组，这些单元不能相互重叠，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成用各变量或其导数的节点值与所选用的数值插值函数来表达，从而将连续的无限自由度问题转化为离散的有限自由度问题。
②有限差分法
有限差分法是直接求解基本方程和相应的定解条件，其基本想法是将连续定解区域划分为有限个差分网格，用有限网格节点代替连续的定解域，利用泰勒级数展开等方法，把控制方程和条件中的微商用网格节点上的离散函数值的差商代替进行离散，从而建立以网格节点上的值为未知数的代数方程组进行求解。
（3）、基坑支护设计方法
1、基坑支护结构的设计原则与方法
在进行基坑支护结构设计时，需要以安全可靠、经济合理及便于施工作为其设计的基础原则，并在此基础上选择适合的设计方法。在进行基坑支护结构设计时，需要依据极限状态表达式来进行，同时还要对支护结构的极限状态进行划分，通常以承载能力极限状态和正常使用极限状态为主。承揽能力极限状态其所对应的状况时支护结构已达到了最大限度的承载能力或是土体存在着失稳、变形严重从而导致支护结构或基坑周围环境受到破坏。而正常使用极限状态则是指支护结构发生变形已影响到结构施工的或是周边环境的正常使用功能。所以在进行基坑支护结构设计时，需要对其承载力极限状态进行计算，通过对土体稳定笥、结构承载力及锚杆、支撑的承载力和稳定性进行计算后，从而对极限状态进行掌握。另外对于支护结构变形有限定的基坑侧壁，则还需要验算基坑周边环境及支护结构变形的情况。
2、支护结构挡墙的选型
在基坑支护结构设计时，对于支护结构挡墙的选型会受到许多因素的影响，所以在选型时需要以满足施工要求为前提，尽可能的减少可能对周边环境所带来的影响，更利于施工及取得较好经济效益方面来进行考虑，在技术方面和经济方面进行相互对比后，选择最佳的挡墙选型。另外在进行挡墙选型时，还要充分的考虑到所选档墙与支撑选型、地下水位及挖土方案的配套性，确保选型的正确性和合理性。
3、支撑体系的选型
在深基坑施工中，当深度较大时，则需要利用支撑系统来加强悬臂档墙的强度的抗变形能力。支撑体系通常分为内支撑和外拉锚两种，对于较浅的基坑施工时采用内支撑，利用钢板桩挡墙将其固定在锚桩上，从而增加強度也有采用圆钢管和H型钢来增强挡墙的抗变形能力的，同时为了具有良好的预顶力，在利用钢结构支撑时可以采用液压千斤顶。也有采用钢筋混凝土支撑结构的。而在深度较大的基坑施工时，才会用到外拉锚。
4、支护结构的围护墙计算
①荷载与抗力计算
支护结构挡墙需要承载的荷载较多，不仅有土压力和水压力，而且还有来自于地面的水平荷载。要想对这些荷载进行精确计算具有较大的难度，而且这其中存在着较多的影响因素，特别是土压力的计算，不光与土质有关，还要考虑到挡墙的刚度、施工方法、基坑空间及气候条件等等，所以在计算时往往会利用荷载和抗力公式化来进行计算。
②支护结构计算
在设计时，对于深基坑，由于其地下连续墙和排桩应用的较多，而且所承受的荷载也十分复杂，不仅需要对通常情况下的荷载进行考虑，同时由于支护结构作为主体结构的一部分，还会受到来自于上部结构所传来的荷载及地震作用，对于温度变化和混凝土收缩和徐变所引起的变形及时空效应都要进行充分的考虑。
三、对房屋建筑结构基础设计的建议
房屋建筑基础设计是整体建筑的重要，所以在设计时需要从整体建筑来进行全面考虑，不仅需要充分的考虑好与上部结构的关系，同时还要做好各项假定，但在实际设计过程中，往往都是先进行基础的设计，而上部结构的设计相对来滞后一些，这就需要在进行基础设计时要尽可能的考虑好相关的影响因素，并采取必要的措施，尽量减少设计中可能带来的误差，使房屋结构基础设计的质量能够得以保障。
当前建筑结构基础设计主要是根据结构力学以及弹性力学来进行的，具有操作简单、可靠性高的优点，能够保证取得较好的设计效果，尤其是对于一些地质情况比较好的基础来说更能得到满意的效果。目前房屋建筑無论是数量还是高度都呈不断增加的趋势，由于垂直荷载作用的加大，也会导致沉降的增加，所以在对高层框架结构设计时需要对基础的柔性和刚度进行充分的考虑。
四、结束语
现阶段的房屋建筑结构多为房屋建筑，由于房屋建筑自身的垂直高度大，层数多，重量较大，所以承受的荷载力所导致的倾斜力矩也会成倍的呈增长的势头。因此，就需要基础具有较强的承载力，使房屋建筑在风荷载及地震荷载下能够具有更好的稳定性。所以在进行基础设计时，应综合考虑技术的可行性和造价、工期的合理性，提出合适的基础设计方法，对于我国的建筑业来说具有一定的促进作用。
参考文献:
[1]王健.房屋建筑结构设计中的常见问题及解决措施[J].中外企业家,2013,35:142+144.
[2]张玉娣，刘强一.浅析房屋建筑结构设计中的基础设计[J].黑龙江科技信息，2011(01).
[3]金越成,屠笑阳,张小平.高层建筑结构设计若干问题的探讨[J].中国高新技术企业，2012（18）：136-137.
[4]吴菲,吕革.高层建筑平板式筏板基础设计[J].中国新技术新产品,2012,13:209.
[5]李能能,董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理,2013,12:73-75.
关键词：房屋建筑；结构设计；基础设计
中图分类号：TU318文献标识码： A
一、建筑基础设计概述
在进行房屋建筑的基础设计时，需要考虑的因素较多，其基础的面积、承载力、内力及配筋等的确定，需要进行相应的计算才能取得准确的数据，所以在计算过程中需要结合工程地质勘察报告、上部结构类型、需要承受的工作荷载效应、施工技术水平及材料等多个方面的因素，只有进行周全的考虑，才能确保基础设计时各项计算的准确性，确保基础的安全和稳定。
目前在我国房屋建筑基础工程施工中，通常都会采用深桩基础来进行施工，利用桩基础进行施工，不仅施工较为简单，而且桩基础受力较为合理，可以使深部土层的承载能力充分的发挥出来。同时桩基础与现代施工技术和材料实现了完美的结合，这有效的提高了桩基础施工技术的水平，使其在基础工程中发挥着更好的性能。
在实际工程施工中，由于不同的结构物对施工要求会有所不同，同时施工过程中地质条件和施工方法也会有所不同，所以会利用不同的桩和桩基础来进行施工。目前在基础施工中通常会采用端承桩和摩擦桩，由于端承桩其桩底处于岩层和硬土层中，土层具有较好的非压缩性，这样就有效的避免了桩发生沉积，桩具有良好的承载力。而摩擦桩主要是依靠桩侧摩擦阻力来承担竖向荷载，而且桩底土层也会对竖向荷载具有一定的支承力，但由于底部支承的土层具有可压缩性，所以桩基的沉降量还是会较大的。
在房屋建筑基础施工时利用桩基础进行施工时，其受力方式有独自受力和桩土共同受力两种情况，其目的都是为了将上部结构的荷载传递给地基。在基础施工时，如果利用天然地基，则无法对建筑物不同部位下的土层厚度进行有效的控制，所以土层薄、厚及缺失情况都会存在，这样在建筑物上部结构荷载下不可避免的会导致沉降的发生，但利用桩基础作为基础工程承载时，其承载力则会传递给下层的硬土层或是岩石层，能够更好的实现对建筑物沉降量实现控制。
二、房屋建筑结构设计中的基础设计分析
（1）、基础类型的选择与设计
房屋建筑在进行结构设计时，需要第一位考虑的应该是安全因素。而安全最起点的因素就是基础类型的选择。地基基础是房屋建筑的根基，也是建筑中最重要的组成部分，是建筑安全的保障。如果建筑没有坚实的地基，即使再好再美的上部结构，再先进的建筑方法，也只能打造一个空架，影响建筑安全。
建筑的基础类型应根据地基的性质、载荷特性、结构类型及施工条件等综合因素加以考虑。有些房屋建筑由于埋置深度的要求，还需要设置地下室，而地基的合理选型，也会对地下室设计的实用性、经济性等产生影响。因此在房屋建筑的基础选型过程中，应制定多个方案以便选择最经济、安全的类型。
要实现桩减少沉降的作用，必须考虑解决桩土的变形协调问题。为此,在桩底铺设砂石垫层,使桩的前期竖向刚度变小，桩在荷载作用下可以产生广义的“压缩”变形，基础承台随之向下挤压地基土,达到桩土共同承载的目的。平板式筏形基础加减沉疏桩这一基础形式的工作状态可分为两个阶段。第一阶段为桩土共同作用阶段,上部荷载主要由地基土承担,充分发挥地基土的承载力。第二阶段地基土因压缩沉降后，桩将桩底砂石垫层压缩密实，后续沉降主要由桩承担。根据上部结构刚度和荷载布置情况，结合承台下地基土的承载力和刚度，尽可能在竖向荷载较大的位置上布减沉桩，使各区域地基沉降趋于均匀。同时，由于残积砾质黏性土被扰动后，会造成土体结构崩解，强度降低，压缩性提高，因此减沉桩选型和布置应从以下几点考虑:
①为摩擦型桩，达到极限时能有所刺入。
②对土体的扰动越小越好，为此桩数要少，桩长要短。
③在现有的场地中可以施工。从这三点出发，较可行的桩型只有人工挖孔桩。
（2）、加筋挡土墙设计方法
加筋挡土墙的理论研究目前主要分为极限平衡法和数值模拟计算法。
1、极限平衡方法
极限平衡法是岩土体稳定分析的最常用方法，该法认定土体为理想的刚塑性体，首先根据可能发生的破坏形式，假定一可能的破坏面，取破坏面中土体为单独脱离体来分析计算，得到其达到静力平衡时所需的抗力，以此来分析计算可能滑动体的安全稳定性，在分析加筋挡土墙的过程中需要考虑加筋材料的拉力对土体稳定的作用。根据加筋土挡墙结构的破坏形式，加筋土挡墙结构常规计算主要分为两大部分：内部稳定性验算和外部稳定性验算。
①内部稳定性验算
内部稳定性验算主要包括筋带抗拔安全性验算、筋带拉应力计算和加筋长度计算。
②外部稳定性验算
外部稳定性验算主要包括抗倾覆、抗滑（包括抗平面滑动和抗深层滑动）、基础承载力和基础沉降等。
2、数值模拟计算法
数值模拟计算法主要有两种：有限元法和有限差分法。
①有限元法
有限元法是从变分原理和加权余数法演变而来，即不是直接从问题的微分方程和相应的定解条件出发，而是由解给定化为求解的问题，其基本想法是把求解域划分为一系列的单元组，这些单元不能相互重叠，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成用各变量或其导数的节点值与所选用的数值插值函数来表达，从而将连续的无限自由度问题转化为离散的有限自由度问题。
②有限差分法
有限差分法是直接求解基本方程和相应的定解条件，其基本想法是将连续定解区域划分为有限个差分网格，用有限网格节点代替连续的定解域，利用泰勒级数展开等方法，把控制方程和条件中的微商用网格节点上的离散函数值的差商代替进行离散，从而建立以网格节点上的值为未知数的代数方程组进行求解。
（3）、基坑支护设计方法
1、基坑支护结构的设计原则与方法
在进行基坑支护结构设计时，需要以安全可靠、经济合理及便于施工作为其设计的基础原则，并在此基础上选择适合的设计方法。在进行基坑支护结构设计时，需要依据极限状态表达式来进行，同时还要对支护结构的极限状态进行划分，通常以承载能力极限状态和正常使用极限状态为主。承揽能力极限状态其所对应的状况时支护结构已达到了最大限度的承载能力或是土体存在着失稳、变形严重从而导致支护结构或基坑周围环境受到破坏。而正常使用极限状态则是指支护结构发生变形已影响到结构施工的或是周边环境的正常使用功能。所以在进行基坑支护结构设计时，需要对其承载力极限状态进行计算，通过对土体稳定笥、结构承载力及锚杆、支撑的承载力和稳定性进行计算后，从而对极限状态进行掌握。另外对于支护结构变形有限定的基坑侧壁，则还需要验算基坑周边环境及支护结构变形的情况。
2、支护结构挡墙的选型
在基坑支护结构设计时，对于支护结构挡墙的选型会受到许多因素的影响，所以在选型时需要以满足施工要求为前提，尽可能的减少可能对周边环境所带来的影响，更利于施工及取得较好经济效益方面来进行考虑，在技术方面和经济方面进行相互对比后，选择最佳的挡墙选型。另外在进行挡墙选型时，还要充分的考虑到所选档墙与支撑选型、地下水位及挖土方案的配套性，确保选型的正确性和合理性。
3、支撑体系的选型
在深基坑施工中，当深度较大时，则需要利用支撑系统来加强悬臂档墙的强度的抗变形能力。支撑体系通常分为内支撑和外拉锚两种，对于较浅的基坑施工时采用内支撑，利用钢板桩挡墙将其固定在锚桩上，从而增加強度也有采用圆钢管和H型钢来增强挡墙的抗变形能力的，同时为了具有良好的预顶力，在利用钢结构支撑时可以采用液压千斤顶。也有采用钢筋混凝土支撑结构的。而在深度较大的基坑施工时，才会用到外拉锚。
4、支护结构的围护墙计算
①荷载与抗力计算
支护结构挡墙需要承载的荷载较多，不仅有土压力和水压力，而且还有来自于地面的水平荷载。要想对这些荷载进行精确计算具有较大的难度，而且这其中存在着较多的影响因素，特别是土压力的计算，不光与土质有关，还要考虑到挡墙的刚度、施工方法、基坑空间及气候条件等等，所以在计算时往往会利用荷载和抗力公式化来进行计算。
②支护结构计算
在设计时，对于深基坑，由于其地下连续墙和排桩应用的较多，而且所承受的荷载也十分复杂，不仅需要对通常情况下的荷载进行考虑，同时由于支护结构作为主体结构的一部分，还会受到来自于上部结构所传来的荷载及地震作用，对于温度变化和混凝土收缩和徐变所引起的变形及时空效应都要进行充分的考虑。
三、对房屋建筑结构基础设计的建议
房屋建筑基础设计是整体建筑的重要，所以在设计时需要从整体建筑来进行全面考虑，不仅需要充分的考虑好与上部结构的关系，同时还要做好各项假定，但在实际设计过程中，往往都是先进行基础的设计，而上部结构的设计相对来滞后一些，这就需要在进行基础设计时要尽可能的考虑好相关的影响因素，并采取必要的措施，尽量减少设计中可能带来的误差，使房屋结构基础设计的质量能够得以保障。
当前建筑结构基础设计主要是根据结构力学以及弹性力学来进行的，具有操作简单、可靠性高的优点，能够保证取得较好的设计效果，尤其是对于一些地质情况比较好的基础来说更能得到满意的效果。目前房屋建筑無论是数量还是高度都呈不断增加的趋势，由于垂直荷载作用的加大，也会导致沉降的增加，所以在对高层框架结构设计时需要对基础的柔性和刚度进行充分的考虑。
四、结束语
现阶段的房屋建筑结构多为房屋建筑，由于房屋建筑自身的垂直高度大，层数多，重量较大，所以承受的荷载力所导致的倾斜力矩也会成倍的呈增长的势头。因此，就需要基础具有较强的承载力，使房屋建筑在风荷载及地震荷载下能够具有更好的稳定性。所以在进行基础设计时，应综合考虑技术的可行性和造价、工期的合理性，提出合适的基础设计方法，对于我国的建筑业来说具有一定的促进作用。
参考文献:
[1]王健.房屋建筑结构设计中的常见问题及解决措施[J].中外企业家,2013,35:142+144.
[2]张玉娣，刘强一.浅析房屋建筑结构设计中的基础设计[J].黑龙江科技信息，2011(01).
[3]金越成,屠笑阳,张小平.高层建筑结构设计若干问题的探讨[J].中国高新技术企业，2012（18）：136-137.
[4]吴菲,吕革.高层建筑平板式筏板基础设计[J].中国新技术新产品,2012,13:209.
[5]李能能,董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理,2013,12:73-75.