探究坡地建筑結構設計
時間:2022-10-02 09:21:16
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摘要:由于受到地形的影響,在一些高地和丘陵比較多的區域對地形建造建筑物,存在很多的限制和影響,其中的穩定性和安全性至關重要。因此,本文針對坡地建筑結構設計做出了進一步探究,對坡地建筑結構設計需要遵循的原則、坡地建筑結構設計、坡地建筑結構設計應用實例給出了詳細的分析。
關鍵詞:坡地建筑;結構設計;研究
坡地建筑,簡單來說便是在地勢比較高,表面有很大起伏的地勢當中建造建筑物,這樣的地形對建造設計的各項工作都會帶來限制和影響,但也提供了更多的想象和創意空間。與地形和地貌進行結合的建筑,不但可以對建筑當中的各項功能需求進行滿足,還能與外部環境進行結合,非常符合生態建筑和綠色環保建筑的特征。從結構的角度進行分析,在坡地當中建造建筑物,會存在一定的安全隱患,需要支付的資金會更多一些。因此,本文針對坡地建筑結構設計做出了如下分析。
1坡地建筑結構設計需要遵循的原則
1.1遵循當地的地形特征
在對坡地建筑物基礎結構進行設計的過程中,要先明確地形對建筑物可能會產生的不利影響,分析出之后可能會帶來的威脅,以便能夠設計出來的建筑物能夠更加合理,為之后的各項施工工作打好基礎。
1.2充分考慮容積率
在對坡地建筑物進行設計的前期階段,要對容積率進行處理,以便將建筑的可靠性以及舒適程度進行提升,這也是保障建筑質量的前提基礎。在對方案進行設計的過程中,一定要與坡度結構進行結合,保障結構設計的合理性。以便強調在之后的坡度建筑當中,能夠為設計人員提供更好的服務。但是,如果容積率沒有控制好,會將之后的建筑物時效性進行降低。
1.3遵循安全性的原則
任何建筑施工都要將安全性作為首要原則,而在坡地當中建筑工程更要遵守安全性原則。對坡地安全性原則造成影響的關鍵原因便是基礎結構的穩定性較差。所以在實際設計的過程中,針對地形地貌條件要實際勘察,細致分析,運用好基礎機構當中的穩定理念,將建筑物的抗震性能進行強調,以便將建筑物的穩定進行提升。
2坡地建筑結構設計
2.1擋土墻設計
在坡地建筑工程當中,對于擋土墻的設計,一定要應用經濟、合理以及安全的原則,將地形的實際情況作為設計的出發點,使建筑能夠與地形進行充分的融合,因地制宜對建筑進行構建,以便將建筑物的社會效益進行提升。一般情況下,對于擋土墻的設計,可應用的方式包括:①分離主體和擋土墻,之后結合主體結構,對擋土墻景實施布置,并使擋土墻滿足其中的剛度需求,這樣在壓力的作用下,墻體不會產生任何的傾斜和滑移現象;②將擋土墻和主體一同進行設計,結合1m的板帶寬度的單向板,對擋土墻進行設計。
2.2上部分的結構設計
在對坡建筑進行設計的過程中,會出現架空層比較高的情況,這樣會對柔軟底層進行破壞。如果使用長短柱將坡地架空,短柱會出現剪切破壞的情況。因此,結合《建筑抗震設計規范》當中一系列規定。在對坡地建筑工程進行設計時,為了進一步提升工程的穩定性,要注意在將擋土墻和主體進行整體設計的過程中,相關的計算過程一定要對側向土壓力產生的影響進行充分的考慮。
2.3基礎設計
在對坡地建筑進行基礎設計的過程中,如果有持力層比較淺,地質分布比較勻均,基礎承載的負荷比較小的地形,可應用性價比高,施工便利的淺基礎。針對較深的持力層,分布不規范并且承載負荷比較大的地形,可使用樁基礎的形式,應用鉆孔樁以及挖孔樁的形式,以便將基礎承載的能力進行提高。如果有埋藏比較深的基巖,基礎承擔的荷載比較大的情況,人工實施挖掘的難度會非常大。一般情況下,使用沖孔灌注樁的形式便可對基礎承載力的要求進行滿足。
3坡地建筑結構設計應用實例分析
3.1工程概況
某坡地建筑工程,其安全等級為二級,抗震防烈度為Ⅶ度。此外,設計的基本加速度值是0.05g。處于對建筑的安全性以及重要性考慮,抗震性類別為重點設防類。擬建的地勢高低起伏比較大,標高高差為22m。
3.2基礎方案設計
由于工程的位置在坡地上,在施工的過程中會產生很多的限制。所以,在正式施工的過程中,有些機械設備是不能使用的。該建筑工程為一層和二層建筑,盡管樓層只差一層,但是之間的跨度比較大,所以柱網為25m。在實施天然基礎的過程中,開挖土方以及填方量會比較大,在全面并且綜合考慮安全性、變形情況以及穩定控制之后,在對天然基礎進行選擇時,要將基礎面積進行增加,并將開挖的深度加深,把土方挖填量進行擴大。但是,在施工的過程中,一定要注意,開挖天然基礎的過程中,會使之前的狀土遭到破壞,產生一些不良地質災害,特別是穩定性問題。在洪水季節,地下水極易進入到基礎下,產生軟弱帶。在對施工技術以及現場的實際情況進行充分的考慮之后,使用了人工挖孔樁的技術。人工挖孔樁基礎,可使用底部強風化砂巖層當作持力層,需要距離場地地坪大約8m左右,樁端端主力特征值為1700kPa,其厚度大約為4.2m,屬于比較理想的樁持力層。人工挖孔樁可在底部實施擴孔,在對相應的承載力要求進行滿足時,可在原場地當中直接進行施工,不需要對場地實施大開挖,有益于提升建筑的穩定性。但是,人工挖孔樁與天然基礎進行比較,造價會更高一些,并且其中施工的施工工藝會比較復雜。
3.3結構方案
在正式施工的過程中,使用了鋼框架-中心支撐結構體系。鋼框架主要應用的為焊接箱型鋼柱,其截面是500×500,架梁為焊接的H型鋼梁,截面為300×800,支撐使用的為焊接H型鋼,其截面為300×300。鋼結構柱腳應用的為埋入式剛接柱腳,地面以下使用的為外包鋼筋混凝土,將其埋入到基礎承臺當中,鋼框架梁和鋼框架柱會使用剛接、鋼框架梁以及鋼次梁之間進行鉸接的形式、并使用MIDAS-GEN復合計算,明確鋼結構的壁厚。
4結束語
總之,我國的國土面積當中,很大一部分都是山地,并且我國的很多城鎮周邊都是山,在坡地之上建造建筑物已經非常普遍。盡管坡地當中的建筑非常多,但內部的設計結構與常規的建筑設計有著很大的區別,在對結構進行設計的過程中,要先明確地形對建筑物可能會產生的不利影響,分析出之后可能會帶來的威脅,以便能夠設計出來的建筑物能夠更加合理,并充分結合地貌以及施工條件等,在保障穩定性以及安全性的基礎上,實現各項建筑功能。
參考文獻
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作者:胡琪磷 單位:海南華磊建筑設計咨詢有限公司貴州分公司
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