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摘 要:在现代建筑建设工作中,工程设计人员需要在各种复杂的建设条件的影响下,建设出完整稳定的建筑结构系统,随着建设可用空间逐渐变得紧缺,建筑建设区域也被逐渐扩展,施工人员需要在更多具有复杂地形条件的区域建设建筑,在坡地地形建设坡地建筑是一项难度比较高的工作,坡地地面起伏不平,在起伏幅度相对比较大的区域建设建筑可以有效利用有效区域,在构建城市建筑时,施工者也要克服坡地带来的施工问题,充分應用自然资源,构建出结构合理的坡地建筑。
关键词:坡地地形;多层框架结构;坡地建筑;设计对策
在坡地区域范围中开展建筑施工活动时,施工者需要克服诸多施工问题,建设出具有稳定结构的坡地建筑,在我国的西南山区,坡地建筑建设需求比较多,施工者需对具体的山地区域进行考察,确定建筑施工要点,根据建筑施工条件来完善结构设计对策,面对坡地建筑,设计者可以考虑建设多层型的框架结构,确保建筑不会过多地受到来自于地层与地形的影响,常规的框架结构设计方法并不适合被应用到坡地建筑之中,设计者要针对特殊条件提出可靠的设计对策。
1 工程项目情况分析
不同区域的坡地建筑的施工要求也存在很多明显的差异,在建筑施工环节,把握施工建设条件也是非常关键的工作,本文选择西北山地区域的施工建设活动,就坡地建筑结构设计工作展开探讨,先对建筑项目的具体信息以及施工条件进行探讨。
本文以某地区培训中心客房建筑项目为例,探讨坡地地形中多层框架结构的设计对策。将该坡地建筑分为A、B、C三个区域,该建筑总面积为1.5万m2,地面标高介于452.35m-470.25m,山坡坡脚在15°-30°之间,相对高差自东南向西北约19m。A、B、C三个区域地上分别为5层、4层、3层,层高为4.0m。改坡地建筑抗震设防烈度为7度,场地类别为II类。该坡地建筑主体结构的竖向构件嵌固形式为连续不等高嵌固,三个区域之间嵌固高度存在一定差异。该工程坡地为丘陵地貌,山脚局部基岩出露,岩层倾角为2°-5°之间,岩质坡体稳定性较好。水位设防标高为442.65m,场地内未见不良地质作用,现状稳定,无断裂或滑坡等,适宜开展工程建设。
2 结构设计要点
2.1 整体设计要点
在坡地建筑施工环节中,施工者首先需充分把握基础设计要点,根据建筑建设信息,设计者需在建筑空间中构建出框架结构体系,在结构初期建设阶段,需将场地以及地形等难以改变的客观因素全面考量,这些因素主要会影响到建筑结构的稳定性、边坡部位以及地形等,建筑基础控制工作必须要优先处理,多层框架结构是建设成本相对比较低的建筑结构,基于综合考虑,这种结构是比较适合坡地建筑的结构体系,但是坡地地形同时也给结构施工活动带去了一定的影响,坡地地形一般具有层层退阶的特点,建筑底部的嵌固端一般也不会处于同一个平面上,框架体系的稳定性也会因此而受到影响,在结构设计阶段要考虑到这一层面的问题。
另外设计者还需考虑到岩层条件,本次建筑施工活动主要需要面对泥质粉砂型岩层,相比一般岩层,其埋藏深度相对比较浅,因此在设计坡地建筑时,施工者可以选择浅埋的方法来分别处理建筑的不同部位的基础体系,选定合适的基础的持力层,设计出可靠的基础埋设的深度。
2.2 维持建筑的稳定性
在对建筑物与坡体进行控制时,需要将以下两方面工作做好:
首先需要开展建筑基底标高的控制工作,在此项控制施工任务进行时还要对施工比例进行把握,一般需要按照1:1的比例处理施工任务,在对岩体临空面进行控制时,设计者需从基础埋深的角度出发,逐渐加大埋深的深度,为了保持岩层的稳定性与连续性,需优化岩体临空面设计活动,可以选择在楼面独立基础体系与楼层接地面之间设置基础拉梁,在建设并应用构造底板时,要对现浇施工要求加以遵守,通过规范化的结构设计手段来达到最为基础的建筑施工标准。在结构设计期间,还要克服基础性沉降问题带来的影响,确保基础保持均匀化的沉降状态,在对岩土交错位置展开处理时,技术人员可以选用人工挖空基础的施工手段,给多层框架施工工作创造良好的基础条件。
设计者还需具有一定的风险意识,在结构设计环节做好风险防范工作,坡地建筑施工者主要需要面对的风险因素包括溶蚀风险与风化风险,具体应对建议如下:
就坡地建筑的实际情况来看,三个区域的南北两侧基岩极易面临空面坡体风化和溶蚀风险,一旦出现此种情况,势必会严重影响岩质坡体稳定性,甚至影响整个坡地地形多层框架结构的设计效果,因此在基础设计中应当对该坡地建筑边坡进行专项支护设计,合理设置截水沟或挡土墙,以保证防水排水设计的合理性和有效性。
3 设计建筑主体结构
3.1 结构体系设计建议
在坡地地形多层框架结构的主体结构设计中,整体概念设计主要通过建筑结构平面与竖向规则性控制、主体结构整体稳定性等方面来对坡地建筑结构整体抗震性能进行把握。研究表明,坡地建筑项目水平地震影响系数的优化,应当以地形条件和岩土构成为主要参考因素,该项目中主体结构设计采用多层框架结构,为保证施工便捷性与结构稳定性,通过“掉层”处理方式消除坡地对建筑物的不利影响结合地势坡形调整各楼层接地框架柱,形成“吊脚”框架柱。通过不等高嵌固实现应力集中,通过边坡支护专项设计与结构主体的有序分离,减少楼面质心与刚心的偏离,降低扭转效应,保证主体结构设计的可靠性。
3.2 结构构造设计对策
首先主体混凝土强度等级不低于C30,纵向受力钢筋采用三级螺纹高强钢筋;其次设计中对“掉层”和“吊脚”接地框架柱截面均做了调整,其截面均比上层框架柱截面每边加大100mm,其柱轴压比不大于0.8,柱纵筋直径不小于18mm,柱箍筋沿接地层全高加密间距为100mm;接地顶层柱、角柱除按计算要求外,柱纵筋直径不小于20mm,箍筋直径不小于10mm;同时规定接地框架柱相邻的楼板厚度不小于120mm,“吊脚”接地框架柱宜采用拉梁连接;楼梯柱(短柱)按角柱及抗震规范要求。
3.3 结构空间设计对策
在坡地建筑主体结构设计中,结构刚重比、周期比、强度比等指标的控制,能够在一定程度上反映出结构整体稳定性以及平面与竖向的规则性。为合理控制扭转效应,减少集中应力,可以适当调整接地顶层柱柱底嵌固方式,以保证坡地建筑多层框架结构设计的合理性。在主体结构地下连续不等高嵌固的影响下,存在明显的扭转效应,因此在坡地建筑结构设计中应当合理控制楼层位移。
4 结束语
在针对坡地建筑项目开展工程设计活动时,设计者需要以建筑结构设计需要为主,调整传统式的建筑结构设计手段,对于施工场地的客观条件进行了解,优化结构设计与平面布置工作,避免地形给建筑施工与日后应用带来过多的负面影响。本文针对坡地建筑的主要施工特点,解析了具体结构设计工作,同时也探讨了多层框框架结构系统建设工作的可行性,除了做好建筑各处结构设置工作之外,施工者还需要强化抗震处理工作,同时还要通过特殊的设计策略满足结构排水需求,确保兼顾坡地建筑的功能性与美观性。
参考文献
[1]李京泽.探讨坡地地形中多层框架结构设计[J].中国科技投资,2017(18).
[2]王增伟.关于坡地形式的高层建筑消防设计存在的问题与对策[J].城市建筑,2014(23),230-230.
[3]姚兴波,鲁思思.建筑结构设计中多层框架结构设计浅析[J].建筑工程技术与设计,2017(7).
关键词:坡地地形;多层框架结构;坡地建筑;设计对策
在坡地区域范围中开展建筑施工活动时,施工者需要克服诸多施工问题,建设出具有稳定结构的坡地建筑,在我国的西南山区,坡地建筑建设需求比较多,施工者需对具体的山地区域进行考察,确定建筑施工要点,根据建筑施工条件来完善结构设计对策,面对坡地建筑,设计者可以考虑建设多层型的框架结构,确保建筑不会过多地受到来自于地层与地形的影响,常规的框架结构设计方法并不适合被应用到坡地建筑之中,设计者要针对特殊条件提出可靠的设计对策。
1 工程项目情况分析
不同区域的坡地建筑的施工要求也存在很多明显的差异,在建筑施工环节,把握施工建设条件也是非常关键的工作,本文选择西北山地区域的施工建设活动,就坡地建筑结构设计工作展开探讨,先对建筑项目的具体信息以及施工条件进行探讨。
本文以某地区培训中心客房建筑项目为例,探讨坡地地形中多层框架结构的设计对策。将该坡地建筑分为A、B、C三个区域,该建筑总面积为1.5万m2,地面标高介于452.35m-470.25m,山坡坡脚在15°-30°之间,相对高差自东南向西北约19m。A、B、C三个区域地上分别为5层、4层、3层,层高为4.0m。改坡地建筑抗震设防烈度为7度,场地类别为II类。该坡地建筑主体结构的竖向构件嵌固形式为连续不等高嵌固,三个区域之间嵌固高度存在一定差异。该工程坡地为丘陵地貌,山脚局部基岩出露,岩层倾角为2°-5°之间,岩质坡体稳定性较好。水位设防标高为442.65m,场地内未见不良地质作用,现状稳定,无断裂或滑坡等,适宜开展工程建设。
2 结构设计要点
2.1 整体设计要点
在坡地建筑施工环节中,施工者首先需充分把握基础设计要点,根据建筑建设信息,设计者需在建筑空间中构建出框架结构体系,在结构初期建设阶段,需将场地以及地形等难以改变的客观因素全面考量,这些因素主要会影响到建筑结构的稳定性、边坡部位以及地形等,建筑基础控制工作必须要优先处理,多层框架结构是建设成本相对比较低的建筑结构,基于综合考虑,这种结构是比较适合坡地建筑的结构体系,但是坡地地形同时也给结构施工活动带去了一定的影响,坡地地形一般具有层层退阶的特点,建筑底部的嵌固端一般也不会处于同一个平面上,框架体系的稳定性也会因此而受到影响,在结构设计阶段要考虑到这一层面的问题。
另外设计者还需考虑到岩层条件,本次建筑施工活动主要需要面对泥质粉砂型岩层,相比一般岩层,其埋藏深度相对比较浅,因此在设计坡地建筑时,施工者可以选择浅埋的方法来分别处理建筑的不同部位的基础体系,选定合适的基础的持力层,设计出可靠的基础埋设的深度。
2.2 维持建筑的稳定性
在对建筑物与坡体进行控制时,需要将以下两方面工作做好:
首先需要开展建筑基底标高的控制工作,在此项控制施工任务进行时还要对施工比例进行把握,一般需要按照1:1的比例处理施工任务,在对岩体临空面进行控制时,设计者需从基础埋深的角度出发,逐渐加大埋深的深度,为了保持岩层的稳定性与连续性,需优化岩体临空面设计活动,可以选择在楼面独立基础体系与楼层接地面之间设置基础拉梁,在建设并应用构造底板时,要对现浇施工要求加以遵守,通过规范化的结构设计手段来达到最为基础的建筑施工标准。在结构设计期间,还要克服基础性沉降问题带来的影响,确保基础保持均匀化的沉降状态,在对岩土交错位置展开处理时,技术人员可以选用人工挖空基础的施工手段,给多层框架施工工作创造良好的基础条件。
设计者还需具有一定的风险意识,在结构设计环节做好风险防范工作,坡地建筑施工者主要需要面对的风险因素包括溶蚀风险与风化风险,具体应对建议如下:
就坡地建筑的实际情况来看,三个区域的南北两侧基岩极易面临空面坡体风化和溶蚀风险,一旦出现此种情况,势必会严重影响岩质坡体稳定性,甚至影响整个坡地地形多层框架结构的设计效果,因此在基础设计中应当对该坡地建筑边坡进行专项支护设计,合理设置截水沟或挡土墙,以保证防水排水设计的合理性和有效性。
3 设计建筑主体结构
3.1 结构体系设计建议
在坡地地形多层框架结构的主体结构设计中,整体概念设计主要通过建筑结构平面与竖向规则性控制、主体结构整体稳定性等方面来对坡地建筑结构整体抗震性能进行把握。研究表明,坡地建筑项目水平地震影响系数的优化,应当以地形条件和岩土构成为主要参考因素,该项目中主体结构设计采用多层框架结构,为保证施工便捷性与结构稳定性,通过“掉层”处理方式消除坡地对建筑物的不利影响结合地势坡形调整各楼层接地框架柱,形成“吊脚”框架柱。通过不等高嵌固实现应力集中,通过边坡支护专项设计与结构主体的有序分离,减少楼面质心与刚心的偏离,降低扭转效应,保证主体结构设计的可靠性。
3.2 结构构造设计对策
首先主体混凝土强度等级不低于C30,纵向受力钢筋采用三级螺纹高强钢筋;其次设计中对“掉层”和“吊脚”接地框架柱截面均做了调整,其截面均比上层框架柱截面每边加大100mm,其柱轴压比不大于0.8,柱纵筋直径不小于18mm,柱箍筋沿接地层全高加密间距为100mm;接地顶层柱、角柱除按计算要求外,柱纵筋直径不小于20mm,箍筋直径不小于10mm;同时规定接地框架柱相邻的楼板厚度不小于120mm,“吊脚”接地框架柱宜采用拉梁连接;楼梯柱(短柱)按角柱及抗震规范要求。
3.3 结构空间设计对策
在坡地建筑主体结构设计中,结构刚重比、周期比、强度比等指标的控制,能够在一定程度上反映出结构整体稳定性以及平面与竖向的规则性。为合理控制扭转效应,减少集中应力,可以适当调整接地顶层柱柱底嵌固方式,以保证坡地建筑多层框架结构设计的合理性。在主体结构地下连续不等高嵌固的影响下,存在明显的扭转效应,因此在坡地建筑结构设计中应当合理控制楼层位移。
4 结束语
在针对坡地建筑项目开展工程设计活动时,设计者需要以建筑结构设计需要为主,调整传统式的建筑结构设计手段,对于施工场地的客观条件进行了解,优化结构设计与平面布置工作,避免地形给建筑施工与日后应用带来过多的负面影响。本文针对坡地建筑的主要施工特点,解析了具体结构设计工作,同时也探讨了多层框框架结构系统建设工作的可行性,除了做好建筑各处结构设置工作之外,施工者还需要强化抗震处理工作,同时还要通过特殊的设计策略满足结构排水需求,确保兼顾坡地建筑的功能性与美观性。
参考文献
[1]李京泽.探讨坡地地形中多层框架结构设计[J].中国科技投资,2017(18).
[2]王增伟.关于坡地形式的高层建筑消防设计存在的问题与对策[J].城市建筑,2014(23),230-230.
[3]姚兴波,鲁思思.建筑结构设计中多层框架结构设计浅析[J].建筑工程技术与设计,2017(7).