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摘要:在地形特殊的地区,建筑物的结构形式也具有特殊性。吊脚楼适用于山地等特殊地区,其建筑和设计必须遵守相应的规则。在符合特定标准的基础上,高层建筑吊脚楼建造应当满足一定的流程,在钢筋混凝土结构设计、楼层计算、施工结果论证和施工进程方面,注意避免一些常见错误。高层建筑吊脚楼的建造目标是实现建筑物设计方式的体系化和简单化,并为同类建筑工程提供参照。
关键词:高层建筑吊脚楼;结构设计;方案
高层建筑吊脚楼,是一种独立的建筑形式,被广泛适用在山地地形的城市中。通过对建筑物进行一定的处理,能够有效解决山区地势差距较大、人群密集等问题,又可以降低开挖土石的数量。我们对某一高层建筑吊脚楼工程进行了调查,这一工程所在场地的地貌多样,建筑物靠近主要道路,处在某一倾斜的山体上,吊脚楼的整体都位于这一山坡上面。工程设计的标高与地面相距10米左右,与山坡脚下相距20米左右。这一高层建筑吊脚楼工程,难点在于构造设计和边坡整理方面。截至目前,关于高层建筑物吊脚楼构造的研究还没有开展起来。
1、吊脚楼建造概述
某一高层建筑物吊脚楼属于民用建筑物,总体建造面积超过2.5万平方米,楼高约100米,共分为33层。建筑工程的基准设计期限是50年,建筑物构造能够有效使用50年。吊脚楼对于地震的抵抗程度为6度,划分在第一组中,抵抗地震的加速度为0.05克,场地被划分为第二类,抵抗地震的预防构造为丙类。建筑物所在场地的粗糙程度为二类,建筑物的体型、风振、风压和高度系数都设置成规范的数据。建造在坡面上的吊脚楼,坡面顶部的地形修正系数为特定数值。建筑物标准层和坡面都按照规定方式进行设计。
2、地基建造方式
高层建筑物吊脚楼位于丘陵和山坡地区,吊脚楼顶部相对平坦,局部建筑物的倾斜角度超过了40度,坡度相对陡峭。场地岩土构造主要成分为素添层、粉质层、砂岩和泥岩层等。风化之后的泥岩质量达到三级或四级,对于压力的抵抗强度以及承载能力也符合标准。建筑物所处的场地内部没有滑坡和塌陷等威胁,吊脚楼地基的稳固性也比较好,基本上能适应建筑工程施工需要。总体上看,建筑物场地条件满足了要求,但是处在坡面上的建筑部分不能有效抵抗地震。
在具体进行工程设计时,发现施工现场覆盖的土层厚为两米,土层下面就是基岩。因此,我们利用风化程度一般的泥岩作为承受层,采用了宽度较大的挖孔灌注桩进行设置,桩体的顶部有拉梁,核心筒设置成筏板的基本构造。工程勘验报告上载明的地基承受能力比较差,按照特定标准来计算,发现桩体的横截面和嵌入岩石都很深,筏板的基准部位与桩体的基准部位连接成一个整体,这给施工活动增添了难度。因此,为了有效发挥出地基对于压力的承受能力以及侧限情况下的潜力,结合当地地貌和施工实际,我们设计了岩石承载负荷的实验,确定了风化泥岩承载能力和桩体侧面阻力的具体数值,将地基的承受能力有效提升近一半,增加了地基设置的科学性程度。
处在山坡斜面上的桩体岩石,嵌入的距离不应当小于3米,这是从岩石的破裂层面向外计算的。相邻两个桩体之间底部与水平方向的连接线应符合一定的角度,其中泥岩角度至少为45度,而砂岩角度至少为60度。为了确保岩石坡面的构造稳固,我们在最靠近山坡的桩体周围设计了隔离层,将嵌入部分上面与岩石本身隔离开来。
3、吊脚楼自身构造
通常来讲,山区坡面的建筑物和斜坡的连接方式有多种,主要包括悬挑式、吊脚式、退台式等。依据光线的照射方向,可以分为顺坡、平坡和点式的连接。在调查的工程中,采用了点式的连接方式。
3.1 演算模型
这一工程建筑物有33层位于斜坡顶部以上,斜坡顶部以下是15米的吊脚楼,斜坡高达20米左右,地貌基础为风化的岩石。依据施工现场的具体情况推断,为了缩短吊脚支柱和剪力墙支柱的长度,我们设计了高度為3层的竖直方向拉梁,每层高约为5米。施工现场地形多样,依据实际施工进程,对吊脚楼的高度作出了一定的调整,尽量使其与拉梁同样高度,这样有助于受力的传递。
同时,在与斜坡非常接近的地方,都设计了横向或纵向的构造拉梁。高层建筑物两侧宽约5米的范围内,运用了锚索构造来支撑柱体,确保边坡的安全指数超过1.6,这样才能保证加载陡坡之后整体构造的稳定。在规定的地震抵抗范围内,来自吊脚楼和建筑物的受力作用可以迅速传送到地基内部。按照这样的设计理念,我们将建筑物整体结构进行简化,设计成坡面上33层,坡面下3层的演算模型,并将靠近斜坡的拉梁当做侧向的支撑构造。
3.2 楼体抗震能力
首先要分析楼体结构对于振动周期的作用。比较每组计算数值可知:楼体构造主要作用在第一个振动周期中,保持建筑物的整体高度不变,在斜坡下面设计侧面的支撑,降低一定数值的自振周期。楼体底面的刚性程度数值增大,主要原因是拉梁的构造小于上面的标准层,同时剪力墙的强度增大,侧面的支撑作用明显。
再次要分析楼体结构对楼层之间位移角度的作用。斜坡下面的位移要比标准层产生的位移小很多。由于吊脚构造以及楼层比较多,斜坡顶部第一层之间的位移发生突然改变,整个层面变得十分薄弱。这一层次和临近层次之间的角度位移也有显著的变化趋势,因此,建议在设计方案中加入抗震相关的技术措施。
3.3 构造抗震实施方案
当斜坡岩石比较陡峭时,支护结构的设置要十分科学,着眼于提升坡面的稳固程度。当斜坡主要由土层构成时,应当有效整合支护构造和建筑物主要构造,可以将土体的受力分析作为补充形式的计算。这样做能降低地震对吊脚楼的破坏性,有助于减轻坡面以下构造的地震影响力。
当选择了短墙肢和筒状结构共同组成高层建筑构造时,如果吊脚高达5米以上,那么就要对剪力墙的力矩进行合理控制。要设计一个专门的拉梁构造,以便增强建筑物底面的抗移动性能,并提高对于地震的抵抗能力。采用吊脚楼方式建造高层建筑,可以迅速传递水平方向的作用力,并形成多条作用力的传输途径。筒状构造的剪力墙最好使用筏式的地基,底部的应力不能为零,也不应当形成与吊脚类似的建筑构造。另外,吊脚结构中的竖直方向构件连接应当与斜坡的基础部位相连,构造的主要部分采用侧向的支持结构。
结语:
在山坡地带建造建筑物,要充分顾及到岩土斜坡的地貌状况,在构造方面多采用边坡支护架构,保证坡面的平整稳定。在具体设计这类吊脚楼时,要首先研究楼体对于地震等自然灾害的抵抗能力,选择合适的计算方式和模型来计算。要重点设计构造中的薄弱地带,利用增加墙体芯柱、侧向支撑等方式来平衡整个结构。在对吊脚楼进行建造时,要侧重研究构造基础和边坡之间的作用状况,考察相互受力程度。在符合建筑物主要构造部分稳定、不产生滑脱的前提条件下,有效掌控岩石的嵌入深度和坡面移动距离。另外,要强化施工过程的监测,确保吊脚楼质量达标。
参考文献:
[1]龚国琴,徐革.重庆某高层建筑吊脚楼结构设计 [J].重庆建筑,2009(05).
[2]朱广磊.浅谈高层建筑转换层结构设计 [J].现代企业教育,2012(09).
[3]吴晋阳.高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性 [J].福建建筑,2010(10).
关键词:高层建筑吊脚楼;结构设计;方案
高层建筑吊脚楼,是一种独立的建筑形式,被广泛适用在山地地形的城市中。通过对建筑物进行一定的处理,能够有效解决山区地势差距较大、人群密集等问题,又可以降低开挖土石的数量。我们对某一高层建筑吊脚楼工程进行了调查,这一工程所在场地的地貌多样,建筑物靠近主要道路,处在某一倾斜的山体上,吊脚楼的整体都位于这一山坡上面。工程设计的标高与地面相距10米左右,与山坡脚下相距20米左右。这一高层建筑吊脚楼工程,难点在于构造设计和边坡整理方面。截至目前,关于高层建筑物吊脚楼构造的研究还没有开展起来。
1、吊脚楼建造概述
某一高层建筑物吊脚楼属于民用建筑物,总体建造面积超过2.5万平方米,楼高约100米,共分为33层。建筑工程的基准设计期限是50年,建筑物构造能够有效使用50年。吊脚楼对于地震的抵抗程度为6度,划分在第一组中,抵抗地震的加速度为0.05克,场地被划分为第二类,抵抗地震的预防构造为丙类。建筑物所在场地的粗糙程度为二类,建筑物的体型、风振、风压和高度系数都设置成规范的数据。建造在坡面上的吊脚楼,坡面顶部的地形修正系数为特定数值。建筑物标准层和坡面都按照规定方式进行设计。
2、地基建造方式
高层建筑物吊脚楼位于丘陵和山坡地区,吊脚楼顶部相对平坦,局部建筑物的倾斜角度超过了40度,坡度相对陡峭。场地岩土构造主要成分为素添层、粉质层、砂岩和泥岩层等。风化之后的泥岩质量达到三级或四级,对于压力的抵抗强度以及承载能力也符合标准。建筑物所处的场地内部没有滑坡和塌陷等威胁,吊脚楼地基的稳固性也比较好,基本上能适应建筑工程施工需要。总体上看,建筑物场地条件满足了要求,但是处在坡面上的建筑部分不能有效抵抗地震。
在具体进行工程设计时,发现施工现场覆盖的土层厚为两米,土层下面就是基岩。因此,我们利用风化程度一般的泥岩作为承受层,采用了宽度较大的挖孔灌注桩进行设置,桩体的顶部有拉梁,核心筒设置成筏板的基本构造。工程勘验报告上载明的地基承受能力比较差,按照特定标准来计算,发现桩体的横截面和嵌入岩石都很深,筏板的基准部位与桩体的基准部位连接成一个整体,这给施工活动增添了难度。因此,为了有效发挥出地基对于压力的承受能力以及侧限情况下的潜力,结合当地地貌和施工实际,我们设计了岩石承载负荷的实验,确定了风化泥岩承载能力和桩体侧面阻力的具体数值,将地基的承受能力有效提升近一半,增加了地基设置的科学性程度。
处在山坡斜面上的桩体岩石,嵌入的距离不应当小于3米,这是从岩石的破裂层面向外计算的。相邻两个桩体之间底部与水平方向的连接线应符合一定的角度,其中泥岩角度至少为45度,而砂岩角度至少为60度。为了确保岩石坡面的构造稳固,我们在最靠近山坡的桩体周围设计了隔离层,将嵌入部分上面与岩石本身隔离开来。
3、吊脚楼自身构造
通常来讲,山区坡面的建筑物和斜坡的连接方式有多种,主要包括悬挑式、吊脚式、退台式等。依据光线的照射方向,可以分为顺坡、平坡和点式的连接。在调查的工程中,采用了点式的连接方式。
3.1 演算模型
这一工程建筑物有33层位于斜坡顶部以上,斜坡顶部以下是15米的吊脚楼,斜坡高达20米左右,地貌基础为风化的岩石。依据施工现场的具体情况推断,为了缩短吊脚支柱和剪力墙支柱的长度,我们设计了高度為3层的竖直方向拉梁,每层高约为5米。施工现场地形多样,依据实际施工进程,对吊脚楼的高度作出了一定的调整,尽量使其与拉梁同样高度,这样有助于受力的传递。
同时,在与斜坡非常接近的地方,都设计了横向或纵向的构造拉梁。高层建筑物两侧宽约5米的范围内,运用了锚索构造来支撑柱体,确保边坡的安全指数超过1.6,这样才能保证加载陡坡之后整体构造的稳定。在规定的地震抵抗范围内,来自吊脚楼和建筑物的受力作用可以迅速传送到地基内部。按照这样的设计理念,我们将建筑物整体结构进行简化,设计成坡面上33层,坡面下3层的演算模型,并将靠近斜坡的拉梁当做侧向的支撑构造。
3.2 楼体抗震能力
首先要分析楼体结构对于振动周期的作用。比较每组计算数值可知:楼体构造主要作用在第一个振动周期中,保持建筑物的整体高度不变,在斜坡下面设计侧面的支撑,降低一定数值的自振周期。楼体底面的刚性程度数值增大,主要原因是拉梁的构造小于上面的标准层,同时剪力墙的强度增大,侧面的支撑作用明显。
再次要分析楼体结构对楼层之间位移角度的作用。斜坡下面的位移要比标准层产生的位移小很多。由于吊脚构造以及楼层比较多,斜坡顶部第一层之间的位移发生突然改变,整个层面变得十分薄弱。这一层次和临近层次之间的角度位移也有显著的变化趋势,因此,建议在设计方案中加入抗震相关的技术措施。
3.3 构造抗震实施方案
当斜坡岩石比较陡峭时,支护结构的设置要十分科学,着眼于提升坡面的稳固程度。当斜坡主要由土层构成时,应当有效整合支护构造和建筑物主要构造,可以将土体的受力分析作为补充形式的计算。这样做能降低地震对吊脚楼的破坏性,有助于减轻坡面以下构造的地震影响力。
当选择了短墙肢和筒状结构共同组成高层建筑构造时,如果吊脚高达5米以上,那么就要对剪力墙的力矩进行合理控制。要设计一个专门的拉梁构造,以便增强建筑物底面的抗移动性能,并提高对于地震的抵抗能力。采用吊脚楼方式建造高层建筑,可以迅速传递水平方向的作用力,并形成多条作用力的传输途径。筒状构造的剪力墙最好使用筏式的地基,底部的应力不能为零,也不应当形成与吊脚类似的建筑构造。另外,吊脚结构中的竖直方向构件连接应当与斜坡的基础部位相连,构造的主要部分采用侧向的支持结构。
结语:
在山坡地带建造建筑物,要充分顾及到岩土斜坡的地貌状况,在构造方面多采用边坡支护架构,保证坡面的平整稳定。在具体设计这类吊脚楼时,要首先研究楼体对于地震等自然灾害的抵抗能力,选择合适的计算方式和模型来计算。要重点设计构造中的薄弱地带,利用增加墙体芯柱、侧向支撑等方式来平衡整个结构。在对吊脚楼进行建造时,要侧重研究构造基础和边坡之间的作用状况,考察相互受力程度。在符合建筑物主要构造部分稳定、不产生滑脱的前提条件下,有效掌控岩石的嵌入深度和坡面移动距离。另外,要强化施工过程的监测,确保吊脚楼质量达标。
参考文献:
[1]龚国琴,徐革.重庆某高层建筑吊脚楼结构设计 [J].重庆建筑,2009(05).
[2]朱广磊.浅谈高层建筑转换层结构设计 [J].现代企业教育,2012(09).
[3]吴晋阳.高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性 [J].福建建筑,2010(10).