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探究坡地建筑结构设计

摘要:由于受到地形的影响,在一些高地和丘陵比较多的区域对地形建造建筑物,存在很多的限制和影响,其中的稳定性和安全性至关重要。因此,本文针对坡地建筑结构设计做出了进一步探究,对坡地建筑结构设计需要遵循的原则、坡地建筑结构设计、坡地建筑结构设计应用实例给出了详细的分析。

关键词:坡地建筑;结构设计;研究

坡地建筑,简单来说便是在地势比较高,表面有很大起伏的地势当中建造建筑物,这样的地形对建造设计的各项工作都会带来限制和影响,但也提供了更多的想象和创意空间。与地形和地貌进行结合的建筑,不但可以对建筑当中的各项功能需求进行满足,还能与外部环境进行结合,非常符合生态建筑和绿色环保建筑的特征。从结构的角度进行分析,在坡地当中建造建筑物,会存在一定的安全隐患,需要支付的资金会更多一些。因此,本文针对坡地建筑结构设计做出了如下分析。

1坡地建筑结构设计需要遵循的原则

1.1遵循当地的地形特征

在对坡地建筑物基础结构进行设计的过程中,要先明确地形对建筑物可能会产生的不利影响,分析出之后可能会带来的威胁,以便能够设计出来的建筑物能够更加合理,为之后的各项施工工作打好基础。

1.2充分考虑容积率

在对坡地建筑物进行设计的前期阶段,要对容积率进行处理,以便将建筑的可靠性以及舒适程度进行提升,这也是保障建筑质量的前提基础。在对方案进行设计的过程中,一定要与坡度结构进行结合,保障结构设计的合理性。以便强调在之后的坡度建筑当中,能够为设计人员提供更好的服务。但是,如果容积率没有控制好,会将之后的建筑物时效性进行降低。

1.3遵循安全性的原则

任何建筑施工都要将安全性作为首要原则,而在坡地当中建筑工程更要遵守安全性原则。对坡地安全性原则造成影响的关键原因便是基础结构的稳定性较差。所以在实际设计的过程中,针对地形地貌条件要实际勘察,细致分析,运用好基础机构当中的稳定理念,将建筑物的抗震性能进行强调,以便将建筑物的稳定进行提升。

2坡地建筑结构设计

2.1挡土墙设计

在坡地建筑工程当中,对于挡土墙的设计,一定要应用经济、合理以及安全的原则,将地形的实际情况作为设计的出发点,使建筑能够与地形进行充分的融合,因地制宜对建筑进行构建,以便将建筑物的社会效益进行提升。一般情况下,对于挡土墙的设计,可应用的方式包括:①分离主体和挡土墙,之后结合主体结构,对挡土墙景实施布置,并使挡土墙满足其中的刚度需求,这样在压力的作用下,墙体不会产生任何的倾斜和滑移现象;②将挡土墙和主体一同进行设计,结合1m的板带宽度的单向板,对挡土墙进行设计。

2.2上部分的结构设计

在对坡建筑进行设计的过程中,会出现架空层比较高的情况,这样会对柔软底层进行破坏。如果使用长短柱将坡地架空,短柱会出现剪切破坏的情况。因此,结合《建筑抗震设计规范》当中一系列规定。在对坡地建筑工程进行设计时,为了进一步提升工程的稳定性,要注意在将挡土墙和主体进行整体设计的过程中,相关的计算过程一定要对侧向土压力产生的影响进行充分的考虑。

2.3基础设计

在对坡地建筑进行基础设计的过程中,如果有持力层比较浅,地质分布比较匀均,基础承载的负荷比较小的地形,可应用性价比高,施工便利的浅基础。针对较深的持力层,分布不规范并且承载负荷比较大的地形,可使用桩基础的形式,应用钻孔桩以及挖孔桩的形式,以便将基础承载的能力进行提高。如果有埋藏比较深的基岩,基础承担的荷载比较大的情况,人工实施挖掘的难度会非常大。一般情况下,使用冲孔灌注桩的形式便可对基础承载力的要求进行满足。

3坡地建筑结构设计应用实例分析

3.1工程概况

某坡地建筑工程,其安全等级为二级,抗震防烈度为Ⅶ度。此外,设计的基本加速度值是0.05g。处于对建筑的安全性以及重要性考虑,抗震性类别为重点设防类。拟建的地势高低起伏比较大,标高高差为22m。

3.2基础方案设计

由于工程的位置在坡地上,在施工的过程中会产生很多的限制。所以,在正式施工的过程中,有些机械设备是不能使用的。该建筑工程为一层和二层建筑,尽管楼层只差一层,但是之间的跨度比较大,所以柱网为25m。在实施天然基础的过程中,开挖土方以及填方量会比较大,在全面并且综合考虑安全性、变形情况以及稳定控制之后,在对天然基础进行选择时,要将基础面积进行增加,并将开挖的深度加深,把土方挖填量进行扩大。但是,在施工的过程中,一定要注意,开挖天然基础的过程中,会使之前的状土遭到破坏,产生一些不良地质灾害,特别是稳定性问题。在洪水季节,地下水极易进入到基础下,产生软弱带。在对施工技术以及现场的实际情况进行充分的考虑之后,使用了人工挖孔桩的技术。人工挖孔桩基础,可使用底部强风化砂岩层当作持力层,需要距离场地地坪大约8m左右,桩端端主力特征值为1700kPa,其厚度大约为4.2m,属于比较理想的桩持力层。人工挖孔桩可在底部实施扩孔,在对相应的承载力要求进行满足时,可在原场地当中直接进行施工,不需要对场地实施大开挖,有益于提升建筑的稳定性。但是,人工挖孔桩与天然基础进行比较,造价会更高一些,并且其中施工的施工工艺会比较复杂。

3.3结构方案

在正式施工的过程中,使用了钢框架-中心支撑结构体系。钢框架主要应用的为焊接箱型钢柱,其截面是500×500,架梁为焊接的H型钢梁,截面为300×800,支撑使用的为焊接H型钢,其截面为300×300。钢结构柱脚应用的为埋入式刚接柱脚,地面以下使用的为外包钢筋混凝土,将其埋入到基础承台当中,钢框架梁和钢框架柱会使用刚接、钢框架梁以及钢次梁之间进行铰接的形式、并使用MIDAS-GEN复合计算,明确钢结构的壁厚。

4结束语

总之,我国的国土面积当中,很大一部分都是山地,并且我国的很多城镇周边都是山,在坡地之上建造建筑物已经非常普遍。尽管坡地当中的建筑非常多,但内部的设计结构与常规的建筑设计有着很大的区别,在对结构进行设计的过程中,要先明确地形对建筑物可能会产生的不利影响,分析出之后可能会带来的威胁,以便能够设计出来的建筑物能够更加合理,并充分结合地貌以及施工条件等,在保障稳定性以及安全性的基础上,实现各项建筑功能。

参考文献

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作者:胡琪磷 单位:海南华磊建筑设计咨询有限公司贵州分公司

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