浅谈结构设计与基坑支护设计的区别与联系

孙志虎

摘要：结构设计只有通过现有的建筑施工技术条件，才能让建筑设计能满足建筑工程的安全性、适用性和耐久性，从而确保建筑工程质量。结构设计包括上层建筑结构设计和基础设计。基坑支护是基础设计的一部分，基坑支护与地基的地形地貌、水文条件、周边环境等息息相关，基坑的稳定性直接影响到主体结构施工时操作人员的生命财产安全。本文阐述了结构设计与基坑支护设计内容和类型，分析了两者之间的联系与区别，在设计过程中，应注意区别对待。

关键词：结构设计；基坑支护设计；区别与联系

引言

建筑结构设计中，分析建筑结构在正常受力情况和极限受力情况，确保建筑结构能达到预期使用年限。基坑支护是基坑开挖过程中必不可少的一部分，基坑支护能避免基坑施工对周围建筑的影响，保证坑内作业人员的安全。基坑支护直接关系到基础工程的稳定性，而基础工程是上层建筑结构的基础，两者具有一定的联系，但是又相互区别，在设计过程中，要根据实际情况，做好建筑结构设计和基坑支护设计，提高建筑工程设计质量。

1结构设计特点

结构设计一般按照分项安全系数法的极限概率理论设计，分为承载力极限状态和正常使用极限状态进行设计，承载力极限包括抗剪切力破坏极限、抗倾覆破坏极限状态、抗滑动破坏极限状态以及抗剪切力极限等满足建筑结构设计相关要求；正常使用极限状态指的是变形极限状态。结构设计内容包括上部结构设计和基础工程设计。上部结构设计主要内容有根据建筑工程确定结构体系和主要结构材料、平面布置图、建筑材料类型和强度等级。基础设计则是通过工程地质勘察、上层建筑结构类型、施工技术水平等确定基础形式、地基基础底面积、基础内力计算和配筋计算。为了确保建筑工程的安全性，建筑结构设计必须遵循以下原则：第一，计算简图和计算结果。结构计算是在计算简图的基础上进行的，计算简图如果出现问题，则会影响到建筑结构安全。由于当前建筑结构受力计算软件有很多种，每一种软件的标准和程序不同，所以受力结果会出现一定的误差，从而影响到建筑结构的质量。因此，结构设计师要结合工程实际情况，选择合适的计算软件。第二，建筑结构设计必须遵循“强柱弱梁、强剪弱弯”的设计原则。第三，根据不同结构单元、地质条件、建筑结构构件截面等，选择合适的建筑结构，选择最优的建筑结构设计方案，从而确保建筑结构安全。

2基坑支护设计特点

基坑支护设计可以按照单一安全系数法或分项安全系数法的极限概率理论设计。单一安全系数法是一种沿用比较久的设计方法，即用抗力和作用相比，大于一定的安全系数即可。一般计算结构本身强度时，采用分项安全系数法；计算土体相关稳定性时，采用单一安全系数法。由于岩土参数是随机变量，变异性强，不同的测试方法会得到不同的测试值。差异往往相当大，相互间无确定的关系。故在进行岩土工程设计时，不仅要掌握岩土参数及其概率分布，而且要了解测试的方法及测试条件与工程原型条件之间的差别，依此采用不同的设计理论。

3结构设计与基坑支护设计的联系

从设计目的来说，两者具有一致性。无论是结构设计和基坑支护设计最终目的都是为了在满足建筑质量的前提下，确保建筑工程的安全性、经济性和适用性，确保建筑在地震或者强风作用下，其结构依然有比较好的稳定性，建筑能够达到设计使用年限。设计过程中，还要充分考虑到工程的经济性，最大限度确保投资方的经济收益。从设计内容来说，结构设计包含了基坑支护设计，基坑支护设计是结构设计的一部分。基坑支护设计时，也要考虑到建筑结构整体的受力情况，从而确定支护形式。

4结构设计与基坑支护设计的区别

建筑结构设计与基坑支护设计两者关系密切、相辅相成，但是两者又有一定的区别。具体体现在两者的设计理念上。结构设计理念主要是处理结构的安全性、经济性、耐久性以及适用性等方面，从而解决结构产生的各种作用力和抗力之间的关系。结构设计理论依据主要有概念设计、结构力学、理论力学等。结构力学主要根据结构受力和传力规律，对结构进行优化。基坑支护设计理论依据有极限平衡原理、等值梁法、弹性支点法、类比设计法。极限平衡原理是最常用的方法，这种方法指假定作用在挡土结构前后墙上的土压力达到被动土压力和主动土压力时，在计算的时候不需要挡土结构变形的情况，将力学简化；等值梁法这种目前建筑工程中使用最广泛的计算挡土结构内力的方法，使用这种方法首先确定反弯点的位置；弹性支点法主要用于计算支护结构趋向弹性地基梁的数值，但是这种方法计算比较复杂，实际应用的并不是很多；类比设计法不需要精准的计算，而是岩土设计师根据实际经验作为设计的参考，对支护设计做出初始判断，然后用理论计算作为拟合。结构设计要坚持简单性、均匀性、整体性、延性、刚性等原则，在设计的时候，要考虑到建筑结构的水平荷载、垂直荷载、风荷载、雪荷载、轴向变形、侧向位移等因素，并结合工程的实际情况，确保建筑结构的稳定性、安全性和经济性。基坑支护是一个临时性的工程，工程结束以后，即可进行拆除，所以基坑支护结构具有很大的风险性；其次基坑支护结构具有很强的区域性，不同地质条件下，基坑工程具有很大的差异性，所以基坑支护结构设计过程中，要因地制宜，根据本地的实际情况进行。基坑支护设计关联性比较强，基坑支护设计与土方开挖、地下管线以及周围建筑物息息相关，在设计的时候要考虑到这些因素。基坑工程综合性比较强，做基坑支护设计过程中需要结合岩土工程、结构工程、力学理论、计算软件等技术综合起来考虑。

5结束语

随着建筑逐渐向高层建筑方向发展，建筑结构越来越复杂，地基基础工程深度越来越大，这给建筑结构设计和基坑支护设计带来一定的难度。在设计过程中，要充分认识到两者之间的关系，同时也要将两者有效的区分开来，从而提高建筑建筑工程设计质量和设计水平，促进我国建筑行业的快速发展。

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