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摘要：坡地建筑不仅可以满足人们基本居住性能外，还可以给业主带来视觉生活上的享受。近年来，在国内许多城市都刮起了一场坡地建筑风，坡地建筑以其特有的错落有致的变化，使楼盘具有一种动态的美感。然而，在高差较大地形复杂的坡地修建建筑物，底部嵌固端不在同一平面上。坡地建筑由于底层高差大，常会出现结构设计问题，因此，这就要求相关结构设计人员掌握坡地建筑结构的设计方法。
关键词：坡地建筑；结构设计；实例分析
1.坡地建筑结构概述
由于坡地建筑具有环境优美，并远离噪音及污染，空气质量比较好，亲近自然等多种优势，越来越受到人们的喜爱，因此，山地坡地建筑已经成为建筑的一个新亮点。坡地建筑可利用缓坡的地形优势，与自然景观交相呼应，给人们艺术美的享受。但是，相对于其它类型的建筑，常规设计不能满足坡地建筑的需要，坡地建筑结构设计重点是对山体边坡的处理与维护，例如坡地建筑中的挡土墙能有效保障山体的稳定性。
2.坡地建筑结构设计分析
2.1坡地建筑结构的基础设计
根据建筑地基基础设计规范，要求坡地建筑基础设计应满足以下几点：满足上部建筑的承载能力、满足上部建筑的沉降变形要求、满足建筑整体稳定性要求。基础上部结构传至基础的荷载较小时，天然浅基础是一种经济合理的基础形式，开挖深度小工程造价低。当持力层埋藏相对较深，上部结构传至基础的荷载较大，采用人工挖孔桩基础成孔简单成桩质量好造价低，提供足够的承载力和良好的经济性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了防止不均匀沉降，建筑抗震设计规范规定同一结构单元基础不宜设置在性质截然不同的地基上，但在山坡地区当基岩面起伏较大时，不可避免选择多种土层作为其持力层，造成不均匀沉降，严重的会导致建筑结构的破坏，可在基础与岩石接触区域采用褥垫层进行处理。
另外，对于坡地建筑的处理中的配套措施，也需要引起足够的重视，边坡的处理是比较系统的工程，因此岩土的边坡处理的配套措施也是多方面的，包括对岩土工程本身加固配套技术，结构的加固中所需的配套技术，水文及气候等很多方面的因素。坡地建筑的边坡处理的配套措施具体要求有：实行注浆技术，以改善坡地岩土的特性，从而提高坡地地基的强度，使其更加稳定；也可增设防水和排水等措施，从根本上消除或者减少水力侵蚀的作用；进行坡顶的削坡方法，从而减轻岩体的压力。
2.2坡地建筑的挡土墙设计
坡地建筑中设计好挡土墙的意义重大，是影响到上部结构设计的关键。挡土墙的设计及施工中都应遵循安全、经济、合理的原则，要求因地制宜以取得最好的社会效益。挡土墙设计应满足以下要求，第一挡土墙强度计算在静止土压力及水压力作用下，挡土墙计算模型按板带宽度上端简支下端固定的单向板进行计算；第二土压力按静止土压力取值，在挡土墙高度范围内框架柱截面高度取挡土墙厚的两倍；第三，在挡土墙背面底部及中部设置排水盲沟，沿挡土墙顺坡导入地下室外侧边沟，经过综合的分析比较确定挡土墙的最终方案。
2.3坡地建筑的上部结构设计
坡地建筑具有先天的不规则性，需增强其抗震性能，采用长短柱将坡地架空短柱易发生剪切破坏，河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时，除保证其在地震作用下的稳定性外，尚应估计不利地段对设计地震参数可能产生的放大作用。综合考虑不利因素在进行上部建筑结构设计时应采取以下措施，第一选择建筑场地时应尽量避开不稳定的边坡结构，第二抗震性能需采取严格的构造措施和施工质量给予保证，第三要设置防震缝减少地震作用温度变形不均匀沉降，第四要加强监测地基在建筑施工过程的不同阶段因加载的变化引起地基的变形，及时发现隐患采取必要的处理措施。
3.某坡地建筑基础结构设计实例探析
3.1工程概况
本工程位于某坡地上，为商住楼，结构类型为框架-核心筒，总面积是 2.8万m2，一共 27层，底部两层为吊层，建筑的总体高度为 97.2m。本工程基准期的基本风压是0.30kN/m2（当建筑主体高度超过 60m 时，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用）；地面粗糙程度为B类，该建筑物的体形系数为1.4，但是由于该建筑工程位置在坡地，因此还需要对其坡顶的地形条件修正系数进行规范的考虑。该建筑方针设防烈度设为遇度，基本的地震及速度设计为0.05g，场地设计中将地震分组设为第一组。场地的类别为域类，其特征周期是0.35s，建筑的结构阻尼比为0.05，水平地震的影响系数的最大值为0.04。下面本节主要对该工程中的地基基础结构设计部分进行论述。
3.2基础结构选型
根据地质勘查报告，结合实际设计情况，该工程的基础选型如下：框架柱采用桩基础，而核心筒部分则采用平板式筏基。桩基础采用人工挖孔桩，其基础要完整嵌入中风化岩层。按照相关规定确定嵌岩桩单桩竖向极限承载力的标准值、设计值以及嵌入中等风化基岩的深度，对于相邻的有高差的桩基，应保证其刚性角小于等于45°。
3.3掉层部分结构设计
由于该建筑要有依山而建的效果，加上该坡地建筑的假定模型和现有的软件模拟结果不一致，所以本工程采用了特殊的设计处理方法，将模型和真实边界条件进行吻合，具体处理方法如下：
3.3.1该工程的岩石状况基本稳定，不经过开挖就可以直接达到稳定持力层的效果，因此需一直向下开挖不掉层的柱下桩孔，从而保证各个桩的桩底齐平。
3.3.2在进行桩的浇筑时，要保证桩顶在同一标高上，然后进行竖向构件插筋预留（不能回填位于桩孔中的柱子的填料，避免出现不等高嵌固的情况）。
3.3.3吊层部分的竖向构件要通过拉梁与坡上基础连接，然后通过非吊层的柱子和水平拉梁形成一个整体结构。
经过上述方法进行处理后，可按常规方法对坡地建筑结构计算模型进行建模计算。但是由于吊层与非吊层的竖向构件只有拉梁，没有板，使得楼板在开大洞是不能够连续，因此还需进行超限分析。通过超限分析，该工程便可按常规结构进行建筑设计，然后按照抗震的要求规范进行正常的抗震措施以及抗震构造措施，不需要在进行特殊的结构处理。经过混凝土的弹塑性静力推覆分析，在大震的作用下，保证桩孔中柱子的位移要小于柱顶到边桩的距离。这也就说明该工程中的地基基础结构设计相关方法具有一定的可行性。
结束语
综上所述，随着土地资源越来越紧缺，兴建坡地建筑是必然趋势，但由于坡地的地形地质情况十分复杂，除了要做好整体的建筑结构设计，还应重点重视基础部分的结构设计，针对实际情况选择科学合理的结构设计方案，才能确保坡地建筑的结构质量和安全，从而减少不必要的人力财力损失。因此，作为建筑工程结构设计人员，要加强自身的专业素质，在工程实践中积累工作经验，并按照工程所在的实际状况进行分析设计，以促进我国建筑行业的快速稳定的发展。
参考文献
[1]杜建良，赵滇生.坡地建筑地基基础设计的心得与体会[J].山西建筑.2011.
[2]林捷.坡地建筑的结构设计分析[J].福建建材.2011.
[3]曾伟，贺渝，黄江.一种坡地建筑结构的设计方法[J].重庆建筑.2013.
论文作者:陈远军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
标签：坡地论文; 建筑论文; 挡土墙论文; 结构设计论文; 结构论文; 基础论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;