建筑結構設計關系到建筑的使用功能、建筑的質量、建筑的外觀結構等多方面的問題，因此，在建筑工程設計中，結構設計必須要符合相關的設計標準和要求，特別是框架結構的基礎設計，涉及到建筑的框架基礎的穩(wěn)定性，更需要設計人員重點關注，文章將就框架結構基礎設計進行探討，主要內容包括基礎的類型及其選型、基礎分析模型、條形基礎設計等主要的部分。
　　框架結構基礎設計是建筑框架結構的重要組成部分，在建筑設計中有著重要的地位。為了保證設計的科學合理，保證設計的先進性，相關的設計人員需要對基礎的類型有清晰的了解，然后在根據(jù)實際的需要進行正確的選型，此外，還需要對基礎進行適當?shù)姆治�，對其中的條形基礎設計等具體內容進行細化分析和選擇。
　　1.基礎的類型及其選型
　　首先，在設計時需要了解基礎的主要作用�；�礎的作用就是要把上部結構的荷載可靠地傳遞給地基。這就意味這基礎一方面要滿足承載力要求，另一方面要有足夠的剛度，保證其能夠順利的調節(jié)可能出現(xiàn)的地基不均勻沉降的情況。一般而言，基礎都是采用鋼筋混凝土。在多層房屋的框架基礎設計中，條形基礎、十字形基礎、獨立基礎、片筏基礎、箱形基礎和樁基礎是常用的形式。前5種基礎稱為淺基礎，而樁基礎屬于深基礎。如果建筑的層數(shù)不多、而且荷載不大，場地土地質條件較好時，多層框架結構也可采用柱下獨立基礎。但是，如果柱距、荷載較大，或者說當?shù)鼗�承載力不高時，單個基礎的底面積就會非常大，此時可以考慮把單個基礎在一個方向連成條形，做成柱下條形基礎。
　　與獨立基礎相比，條形基礎可以適當調節(jié)地基可能產生的不均勻沉降，能夠有效的減輕不均勻沉降對上部結構造成的危害，這樣一方面保證了一定的底板面積，另一方面就增加了基礎的剛度，以及調節(jié)地基不均勻沉降的能力，柱下條形基礎常做成肋梁式的。一般來說，在布置時條形基礎的向與承重框架方向是一樣的，也就是說對于橫向框架承重方案，就把條形基礎布置在橫向方向，而在縱向布置構造連系梁；如果是縱向框架承重方案，就需在縱向布置條形基礎，而在橫向則布置構造連系梁。一般來說，縱橫向框架承重方案，需要在兩個方向布置條形基礎，也就稱為十字形基礎。
　　當上部荷載不斷增加的時候，所要求的底板面積也就會相應的增大，而到一定程度時，底板會連成一片，此時我們就稱為片筏基礎。片筏基礎有兩種形式，即平板式和梁板式。平板式片筏基礎，施工便捷，不過需要用大量的混凝土；梁板式片筏基礎的主要優(yōu)點在于，能夠通過布置肋梁來有效的增加基礎的剛度，所以能夠減小板的厚度，但是其也有其缺點，比如說施工較為復雜。
　　如果房屋設有地下室，那在設計中可以考慮把地下室底板、側板和頂板連成整體，同時根據(jù)需要設置一定數(shù)量的隔板，以便能夠形成箱形基礎。使用箱形基礎的主要優(yōu)勢就在于其剛度大，調節(jié)地基不均勻沉降的能力很強。一般而言，箱形基礎主要用于高層建筑。當然，必須要說明的是，為了能夠形成整體工作，必須要設置箱形基礎的隔墻。因為，要是沒有隔墻，那地下室的底板就只能按一般片筏基礎設計；頂板按一般樓蓋設計；側板則按承受土壓力的板設計。
　　當選用片筏基礎后地基的承載力和變形仍達不到要求時，就需要考慮采用樁基礎把上部荷載傳至較深的持力層。高層建筑的主要基礎形式是樁基礎，有時也會結合地下室，常常采用樁一箱復合基礎的形式。在正常情況下，淺基礎的工程造價比深基礎低，但假如持力層較深，那為了減少挖土量，使用樁基礎或是更為經(jīng)濟。
　　在實際的設計中，基礎類型的選擇，需要進行綜合的考慮，包括考慮場地土的工程地質情況、上部結構對地基不均勻沉降的敏感程度、上部糾陶荷載的大小以及現(xiàn)場施工條件等因素。如果是大型工程，那在設計時就需要進行必要的技術經(jīng)濟比較，在進行綜合考慮后在選定。
　　2.基礎分析模型
　　因為上部結構、基礎和地基其實是一個整體，在整個結構中是共同作用的，所以較為理想的方法就是把三者作為一個整體進行分析。然而工程中往往采用簡化分析模型，把上部結構與地基基礎分開分析，這主要為了減輕計算工作量。一般來說，任意一種分析模型都需要滿足上部結構與基礎、基礎與地基之間的力的平衡和變形協(xié)調條件�；�礎主要是受上部結構傳來的荷載以及地基反力的作用。通過上部結構內力分析可以得到前者；而后者需要運用到地基模型。
　　2.1地基模型
　　地基模型主要是對地基沉降與基底壓力之間關系的描述。地基的模型的種類很多，最簡單、使用最廣泛的地基模型是文克勒模型。這種模型是通過假定地基上某一點所受到的壓強與該點的地基沉降成正比，把其比例系數(shù)稱為基床系數(shù)。這種模型主要是認為，任意一點的沉降只是和該點受到的壓強有關，和其它點的壓強沒有關系，實質上其是忽略了地基土的剪應力。這就使得地基相當于是由一根根單獨的彈簧組成，所以這一模型也會被稱為彈簧地基模型。
　　因為這種模型忽略了剪應力的存在，所以如果根據(jù)該模型地基中的附加應力，是絕對不可能向四周擴散分布的，也就不會出現(xiàn)基地以外的地表發(fā)生沉降的情況，這顯然不太符合實際情況。然而因為這種模型簡單，所以現(xiàn)在仍被廣泛地使用。如果厚度不超過基礎寬度一半的薄壓縮層地基，那就可以選擇這種模型。
　　半空間地基模型另一種較為常用的地基模型。這種模型把地基假定為半無限空間勻質彈性體，地基上的任意一點的沉降都與整個基底反力的分布有關。盡管彈性半空間模型注意到了應力和變形的擴散，單身其計算所得的沉降量和地表的沉降范圍，往往會超過實測結果。通常我們會認為這是因為實際地基的壓縮層厚度都是有限的原因造成的。另外，就算是同種土層組成的地基，其力學指標也是隨深度變化的，并不會是勻質體。
　　壓縮層地基模型假定地基沉降等于壓縮層范圍內，各計算分層在完全側限條件下的壓縮量之和。這種模型可以很好的反映地基土擴散應力和變形能力，而且也充分的考慮了土層沿深度和平面上的變化以及非勻質性。不過，因為它只能計及土的壓縮變形，所以也是沒有辦法考慮地基反力的塑性重分布。所以，為了更進一步了解實際地基反力與沉降的關系，一些典型工程會通過進行現(xiàn)場實測，在實測數(shù)據(jù)的前提下，提出基底反力的經(jīng)驗計算公式。
　　3.條形基礎設計
　　在條形基礎設計中，首先要進行的是條形基礎的內力分析，這也是設計的核心內容。
　　3.1確定基底反力和基礎底面尺寸
　　根據(jù)文克勒地基模型，再加上剛性基礎假定，我們可以迅速的推出基底反力為線性分布。如果設條形基礎的長為L，寬為B，那按照基礎的平衡條件，可以得到基底反力的最大值和最小值為：
　　3.2靜力法
　　因為沿長度方向等截面的基礎梁，它的自重和覆土重，一般不會在梁內造成彎矩和剪力，所以在進行基礎內力分析時，基底反力采用通常是不包括基礎自重和覆土重的凈反力的。在基底凈反力和柱子傳來的豎向力、力矩作用下，基礎梁的任一截面的彎矩和剪力都可以通過理論力學中的截面法求出。通常會選取若干個截面進行計算，然后繪制彎矩圖、剪力。
　　3.3倒梁法
　　倒梁法主要是把基礎梁作為以柱子為鉸支座的連續(xù)梁，通過結構力學中力法、位移法或彎矩分配法可以準確的計算出來。但是，我們要注意的是用倒梁法計算所得的支座反力，往往不會等于上部柱子傳來的豎向荷載。也就是說在上部結構與基礎之間，不滿足力的平衡條件，計算的結果就需要進行調整。而在實用中，利用調整局部基底反力可以完全消除這種差異。首先可以把支座反力與軸力間的差值均勻分布在相應支座兩側各1／3跨度范圍內，當成基底反力的調整值，接著再進行一次連續(xù)梁分析。假如調整后柱子軸力與支座反力的差異還是很大，那就需要繼續(xù)調整，直至兩者基本吻合。
　　4.結語
　　總而言之，框架結構基礎設計需要專業(yè)的技術作為支撐，需要科學的設計原理作為指導。設計人員在設計建造的結構時，需要對框架結構的基礎設計進行深入的觀察和研究，根據(jù)原有的經(jīng)驗和現(xiàn)有的技術，結合工程建設的需要，設計出合理的施工方案。
　　參考文獻
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