山地建筑结构设计要点分析 郑正锋

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:郑正锋
[导读] 摘要:在山地建筑中,需要面对复杂的地质环境,结构设计工作难度较高。
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        摘要:在山地建筑中,需要面对复杂的地质环境,结构设计工作难度较高。在实际设计工作中,需要合理把控基础埋深设计、结构倾覆验算等方面内容,从而实现高质量的结构设计方案。同时,面对山地建筑结构设计工作中普遍存在的问题,需要予以明确,并对相应各项设计把控要点进行合理把握。
        关键词:山地;建筑结构;设计要点
        引言
        在山地建筑中,将受力特点作为依据,可以分为四种结构形式,分别为掉层、吊脚、附崖、筑台。在掉层结构中,在同一单元结构中包含了两个或者以上不同平面的嵌固端,上方连接地面,可以将坡地的地势利用起来,将层高作为根据进行楼层的布局,这种结构体系是较为常见的。为了实现科学、合理的建筑结构设计,需要提出明确的山地建筑结构设计要点。
        1山地建筑结构设计常见问题
        在设计山地建筑结构过程中,需要对地震作用和风荷作用等进行重点把控,在实际设计建筑场地和结构方案过程中,如果没有对结构的科学性予以考虑,结构设计方案质量也难以得到保证。另外,在结构设计中,如果对一些规范指标进行随意套用,可能会导致一些安全隐患存在于结构中。在实际建筑结构设计中,需要关注以下几方面因素。首先,对地震作用予以关注,在设计山地建筑结构时需要考虑建筑结构的抗震性能进行设计,将岩土勘察报告作为依据,相应调整震动参数,针对地震设计,严格遵循抗震相关规范要求进行把控。其次,对抗风设计予以关注,在设计山地建筑结构过程中,十分容易忽略风荷载的修正工作,在一些高层建筑中最为明显。在技术人员计算重要受力结构过程中,需要对风荷载标准值准确计算出来,并进行相应验算流程。再者,对约束不对称问题处理工作予以关注,在山地建筑施工中,十分容易受到施工场地条件的影响,双向均匀对称往往是难以实现的,在施工建设中普遍存在某一方向缺少土体的现象,针对这一问题需要采取营造局部平地环境的措施予以解决。
        2山地建筑结构设计要点把控
        2.1实际案例
        在开展某项山地建筑项目建设过程中,山地条件具有57米的地势高差,在建筑施工场地,主要具有龟背形山地的地形条件,具有较为理想的河水景观。在实际设计建筑结构过程中,需要对地形方面的影响因素予以妥善解决,并采取必要的措施保护山体不受破坏,同时对景观视线进行优化设计。
        2.2整体布局
        在正式设计建筑结构前,针对的高容积率、低密度设计等问题需要进行科学处理,合理组织、设计建筑外部景观效果。在对建筑结构实施布局过程中,需要对施工场地地形条件予以考虑,充分适应原有地势,布局工作采用北高南低的形式。在场地北面可以是对高层洋房进行布局建筑;在场地中央地段,可以对退台洋房进行布局建筑;在河岸边的位置,由于需要对景观视线要求予以满足,在建设洋房建筑过程中,需要尽量选择较低的建筑层数进行布局,保证广阔的视野,让每一户都可以观看到河岸。在这次建筑结构设计中选择了点式布局方式,布局方向为南北向,保证和北向的干路形成一定夹角,避免产生严重的噪音汇聚现象。
        2.3建筑接地形态
        在山地建筑结构设计工作中,主要分为地表形式、地下形式、架空形式等接地方式。在实际设计过程中需要对建筑场地的地形特点予以充分考虑,在此基础上设计建筑的接地形式。以上述提出的建筑结构设计案例为例,可以采用地表式阶梯布局形式进行建筑结构设计。选择跌落形式、错送形式的退台洋房设计,各种形式所具有的优点也存在区别,具有各自的适用范围,其中,在单元式建筑中就可以采用跌落式接地形式进行设计,布置方式选择阶梯状,跌落状态可以沿着倾斜道路的方向。应用这一接地形态,可以实现灵活的布置,并且具有较小的占地面积。而在一些单坡地形中,则可以选择使用错跌式接地形态,面向南方选进行退台设计,保证充足的光照条件可以在不同时段充足照射向每家每户。


        2.4不定基面的设计
        在山地地形中,建筑结构设计工作具有一定特殊性,设计人员需要对不定基面设计原理加以利用,对建筑出口进行科学布置,灵活设计建筑的户型。在上述案例所描述的地形条件中,可以设计退台洋房的结构形式,将不定基面原理作为依据,在建筑南面一层、二层设置建筑入口;在建筑背面三层及以上设置建筑入口,并配置电梯设施,便于进行爬山或者退台。通过对不定基面原理应用到建筑结构设计中,可以更为灵活的设计建筑户型,比如建筑入口组织、车库等等。
        2.5地下室
        在上述建筑设计案例中,具有较高的户型面积要求,在建筑建设地块中,布置了超过1650户,结合相关规范要求针对每栋单独建筑,必须配备配套设施,停车位需要配备15个以上,而在住宅区域内又没有足够的场地用于建设停车位,因此采用了地下停车库的设计。在实际设计建筑地下结构过程中,主要可以选择多级地下室、台地方案等。在针对建筑进行布局设计时,需要对台地地势特点进行分析,结合场地中北高南低的地势条件,形成自然的天际线。地下室可以设计为四层结构,对用户基本停车需求予以满足。
        3山地建筑结构设计要点总结
        3.1基础埋深
        将建筑类型、层高等作为参考依据,对建筑的基础埋深进行合理设计,遵循相关建筑结构设计规范条例,针对山地建筑,结构设计中必须超过6米上的基础埋深。设计人员在具体设计过程中需要充分考虑山地实际条件,对地下室、其他结构进行布置。针对建筑地下室结构,在设计埋深过程中,需要对建筑主体结构埋深、高度等因素予以考虑。在设计山地建筑地下室结构过程中,通常都会选择一侧开口设计形式。
        3.2边坡设支护方案
        针对山地建筑,在制定结构设计方案过程中,最重要的内容之一就是边坡支护方案,从而对建筑的稳固性予以有效保护。现阶段山地结构设计中主要采用了以下几种边坡支护设计方案。首先,放坡设计方案,在具体设计过程中,这一支护形式具有较低的成本,但是需要具备理想的地质条件,需要良好的土质和较少的地下含水量,避免对土质造成破坏,如果没有满足这些条件,就可能对建筑基础质量造成影响。采用这种支护方式进行设计,需要对地质特点予以考虑,科学分析施工技术的可行性,保证可以正常开展后续支护方案。其次,采用喷杆支护形式,在应用这一支护形式过程中,主要借助混凝土、锚杆之间的相互作用有效稳固处理的山体的边坡,具有较为理想的边坡处理效果。再者,就是重力式挡土墙支护形式的设计,通过应用这一支护形式,具有包括直立式、仰斜式等在内的多样化支护方法,在经济性方面具有良好的表现,并且施工流程较为简单。
        3.3建筑结构倾覆验算和设计
        首先,计算土体压力,为了对倾覆验算结果准确性性予以保证,需要科学把控土压力计算过程。其次,进行抗滑移验算,通过分析抗滑移力的组成部分,可以发现其中主要由侧壁摩擦力、基地摩擦力等部分组成,是多种力之间的相互作用。在计算过程中需要对计算公式进行准确使用,准确把握计算结果。再者,就是进行整体抗倾覆控制工作,在这一工作中主要是有效把控基础地面零应力区。
        结语
        在实际设计山地建筑结构过程中,需要科学把控风荷载作用、地震作用等方面的设计,同时对边坡支护设计予以重视,选择有效措施科学把握建筑结构设计质量。
        参考文献:
        [1]陈硕.浅谈山地建筑结构设计[J].建材与装饰,2015(45):117-118.
        [2]宋兵.山地建筑结构设计的相关问题探讨[J].四川建材,2017,43(09):97-98.
        [3]刘灿.分析山地建筑结构设计要点[J].居舍,2018(23):118.
        [4]李英民,姬淑艳,唐洋洋,姜宝龙,刘立平,韩军.山地建筑结构特殊问题与研究进展[J].建筑结构,2019,49(19):76-82.
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