坡地地形中多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)策

張曉瑜

摘 要：在現(xiàn)代建筑建設(shè)工作中，工程設(shè)計(jì)人員需要在各種復(fù)雜的建設(shè)條件的影響下，建設(shè)出完整穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，隨著建設(shè)可用空間逐漸變得緊缺，建筑建設(shè)區(qū)域也被逐漸擴(kuò)展，施工人員需要在更多具有復(fù)雜地形條件的區(qū)域建設(shè)建筑，在坡地地形建設(shè)坡地建筑是一項(xiàng)難度比較高的工作，坡地地面起伏不平，在起伏幅度相對(duì)比較大的區(qū)域建設(shè)建筑可以有效利用有效區(qū)域，在構(gòu)建城市建筑時(shí)，施工者也要克服坡地帶來的施工問題，充分應(yīng)用自然資源，構(gòu)建出結(jié)構(gòu)合理的坡地建筑。

關(guān)鍵詞：坡地地形；多層框架結(jié)構(gòu)；坡地建筑；設(shè)計(jì)對(duì)策

在坡地區(qū)域范圍中開展建筑施工活動(dòng)時(shí)，施工者需要克服諸多施工問題，建設(shè)出具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的坡地建筑，在我國的西南山區(qū)，坡地建筑建設(shè)需求比較多，施工者需對(duì)具體的山地區(qū)域進(jìn)行考察，確定建筑施工要點(diǎn)，根據(jù)建筑施工條件來完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)策，面對(duì)坡地建筑，設(shè)計(jì)者可以考慮建設(shè)多層型的框架結(jié)構(gòu)，確保建筑不會(huì)過多地受到來自于地層與地形的影響，常規(guī)的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法并不適合被應(yīng)用到坡地建筑之中，設(shè)計(jì)者要針對(duì)特殊條件提出可靠的設(shè)計(jì)對(duì)策。

1 工程項(xiàng)目情況分析

不同區(qū)域的坡地建筑的施工要求也存在很多明顯的差異，在建筑施工環(huán)節(jié)，把握施工建設(shè)條件也是非常關(guān)鍵的工作，本文選擇西北山地區(qū)域的施工建設(shè)活動(dòng)，就坡地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作展開探討，先對(duì)建筑項(xiàng)目的具體信息以及施工條件進(jìn)行探討。

本文以某地區(qū)培訓(xùn)中心客房建筑項(xiàng)目為例，探討坡地地形中多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)策。將該坡地建筑分為A、B、C三個(gè)區(qū)域，該建筑總面積為1.5萬m2，地面標(biāo)高介于452.35m-470.25m，山坡坡腳在15°-30°之間，相對(duì)高差自東南向西北約19m。A、B、C三個(gè)區(qū)域地上分別為5層、4層、3層，層高為4.0m。改坡地建筑抗震設(shè)防烈度為7度，場(chǎng)地類別為II類。該坡地建筑主體結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件嵌固形式為連續(xù)不等高嵌固，三個(gè)區(qū)域之間嵌固高度存在一定差異。該工程坡地為丘陵地貌，山腳局部基巖出露，巖層傾角為2°-5°之間，巖質(zhì)坡體穩(wěn)定性較好。水位設(shè)防標(biāo)高為442.65m，場(chǎng)地內(nèi)未見不良地質(zhì)作用，現(xiàn)狀穩(wěn)定，無斷裂或滑坡等，適宜開展工程建設(shè)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 整體設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在坡地建筑施工環(huán)節(jié)中，施工者首先需充分把握基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，根據(jù)建筑建設(shè)信息，設(shè)計(jì)者需在建筑空間中構(gòu)建出框架結(jié)構(gòu)體系，在結(jié)構(gòu)初期建設(shè)階段，需將場(chǎng)地以及地形等難以改變的客觀因素全面考量，這些因素主要會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、邊坡部位以及地形等，建筑基礎(chǔ)控制工作必須要優(yōu)先處理，多層框架結(jié)構(gòu)是建設(shè)成本相對(duì)比較低的建筑結(jié)構(gòu)，基于綜合考慮，這種結(jié)構(gòu)是比較適合坡地建筑的結(jié)構(gòu)體系，但是坡地地形同時(shí)也給結(jié)構(gòu)施工活動(dòng)帶去了一定的影響，坡地地形一般具有層層退階的特點(diǎn)，建筑底部的嵌固端一般也不會(huì)處于同一個(gè)平面上，框架體系的穩(wěn)定性也會(huì)因此而受到影響，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段要考慮到這一層面的問題。

另外設(shè)計(jì)者還需考慮到巖層條件，本次建筑施工活動(dòng)主要需要面對(duì)泥質(zhì)粉砂型巖層，相比一般巖層，其埋藏深度相對(duì)比較淺，因此在設(shè)計(jì)坡地建筑時(shí)，施工者可以選擇淺埋的方法來分別處理建筑的不同部位的基礎(chǔ)體系，選定合適的基礎(chǔ)的持力層，設(shè)計(jì)出可靠的基礎(chǔ)埋設(shè)的深度。

2.2 維持建筑的穩(wěn)定性

在對(duì)建筑物與坡體進(jìn)行控制時(shí)，需要將以下兩方面工作做好：

首先需要開展建筑基底標(biāo)高的控制工作，在此項(xiàng)控制施工任務(wù)進(jìn)行時(shí)還要對(duì)施工比例進(jìn)行把握，一般需要按照1：1的比例處理施工任務(wù)，在對(duì)巖體臨空面進(jìn)行控制時(shí)，設(shè)計(jì)者需從基礎(chǔ)埋深的角度出發(fā)，逐漸加大埋深的深度，為了保持巖層的穩(wěn)定性與連續(xù)性，需優(yōu)化巖體臨空面設(shè)計(jì)活動(dòng)，可以選擇在樓面獨(dú)立基礎(chǔ)體系與樓層接地面之間設(shè)置基礎(chǔ)拉梁，在建設(shè)并應(yīng)用構(gòu)造底板時(shí)，要對(duì)現(xiàn)澆施工要求加以遵守，通過規(guī)范化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手段來達(dá)到最為基礎(chǔ)的建筑施工標(biāo)準(zhǔn)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，還要克服基礎(chǔ)性沉降問題帶來的影響，確保基礎(chǔ)保持均勻化的沉降狀態(tài)，在對(duì)巖土交錯(cuò)位置展開處理時(shí)，技術(shù)人員可以選用人工挖空基礎(chǔ)的施工手段，給多層框架施工工作創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。

設(shè)計(jì)者還需具有一定的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)做好風(fēng)險(xiǎn)防范工作，坡地建筑施工者主要需要面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)因素包括溶蝕風(fēng)險(xiǎn)與風(fēng)化風(fēng)險(xiǎn)，具體應(yīng)對(duì)建議如下：

就坡地建筑的實(shí)際情況來看，三個(gè)區(qū)域的南北兩側(cè)基巖極易面臨空面坡體風(fēng)化和溶蝕風(fēng)險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)此種情況，勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重影響巖質(zhì)坡體穩(wěn)定性，甚至影響整個(gè)坡地地形多層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果，因此在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)對(duì)該坡地建筑邊坡進(jìn)行專項(xiàng)支護(hù)設(shè)計(jì)，合理設(shè)置截水溝或擋土墻，以保證防水排水設(shè)計(jì)的合理性和有效性。

3 設(shè)計(jì)建筑主體結(jié)構(gòu)

3.1 結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)建議

在坡地地形多層框架結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，整體概念設(shè)計(jì)主要通過建筑結(jié)構(gòu)平面與豎向規(guī)則性控制、主體結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性等方面來對(duì)坡地建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能進(jìn)行把握。研究表明，坡地建筑項(xiàng)目水平地震影響系數(shù)的優(yōu)化，應(yīng)當(dāng)以地形條件和巖土構(gòu)成為主要參考因素，該項(xiàng)目中主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用多層框架結(jié)構(gòu)，為保證施工便捷性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，通過“掉層”處理方式消除坡地對(duì)建筑物的不利影響結(jié)合地勢(shì)坡形調(diào)整各樓層接地框架柱，形成“吊腳”框架柱。通過不等高嵌固實(shí)現(xiàn)應(yīng)力集中，通過邊坡支護(hù)專項(xiàng)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)主體的有序分離，減少樓面質(zhì)心與剛心的偏離，降低扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，保證主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。

3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)對(duì)策

首先主體混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，縱向受力鋼筋采用三級(jí)螺紋高強(qiáng)鋼筋；其次設(shè)計(jì)中對(duì)“掉層”和“吊腳”接地框架柱截面均做了調(diào)整，其截面均比上層框架柱截面每邊加大100mm，其柱軸壓比不大于0.8，柱縱筋直徑不小于18mm，柱箍筋沿接地層全高加密間距為100mm；接地頂層柱、角柱除按計(jì)算要求外，柱縱筋直徑不小于20mm，箍筋直徑不小于10mm；同時(shí)規(guī)定接地框架柱相鄰的樓板厚度不小于120mm，“吊腳”接地框架柱宜采用拉梁連接；樓梯柱（短柱）按角柱及抗震規(guī)范要求。

3.3 結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)對(duì)策

在坡地建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)剛重比、周期比、強(qiáng)度比等指標(biāo)的控制，能夠在一定程度上反映出結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性以及平面與豎向的規(guī)則性。為合理控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減少集中應(yīng)力，可以適當(dāng)調(diào)整接地頂層柱柱底嵌固方式，以保證坡地建筑多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。在主體結(jié)構(gòu)地下連續(xù)不等高嵌固的影響下，存在明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，因此在坡地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)合理控制樓層位移。

4 結(jié)束語

在針對(duì)坡地建筑項(xiàng)目開展工程設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)者需要以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要為主，調(diào)整傳統(tǒng)式的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手段，對(duì)于施工場(chǎng)地的客觀條件進(jìn)行了解，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與平面布置工作，避免地形給建筑施工與日后應(yīng)用帶來過多的負(fù)面影響。本文針對(duì)坡地建筑的主要施工特點(diǎn)，解析了具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，同時(shí)也探討了多層框框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)建設(shè)工作的可行性，除了做好建筑各處結(jié)構(gòu)設(shè)置工作之外，施工者還需要強(qiáng)化抗震處理工作，同時(shí)還要通過特殊的設(shè)計(jì)策略滿足結(jié)構(gòu)排水需求，確保兼顧坡地建筑的功能性與美觀性。

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