黑龙江省建筑设计研究院 150008
摘要：坡地地形在我国有着非常广泛的分布，而多层框架结构在当今的建筑施工中越来越多，在这样的情况下也就使得我国出现了越来越多的形式奇特的建筑形式，在施工的过程中也需要对施工现场的地质和水文情况进行详细的了解和掌握，只有这样才能更加充分的保证框架结构设计的合理性和科学性。
关键词：坡地建筑；框架结构；设计基础；主体结构设计
坡地建筑通常就是指在高度差相对比较大的地貌上建设的建筑物，因为坡地建筑在建设的过程必须要顺应坡地地形跌特征，这样也就使得其底部的嵌固端必须要在不同的水平面上，而比较常见的接地方法有两种，一种是吊脚法，一种是掉层法，如果站在结构的角度上来说，一个是架空，一个是退阶。吊脚的处理方式在应用的过程中不需要完成大面积的开挖施工，这样就可以使得原有的地形得到充分的保护，同时也降低了建设的成本。而掉层处理方式可以将对高边坡进行有效的处理，使其可以变成一个小块的平地，这样也为施工提供了诸多的方便，但是这种方法需要进行一定的开挖施工。
1、工程概况
平面布置A，B，C三区，总建筑面积约1．5万m，地面标高介于452．30m一470．20m，山坡坡脚约在15度一30度，相对高差自东南向西北约18m。A区地上5层，B区地上4层，C区地上3层，层高均为3．9m。场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为7度（0．10g），地震分组为第三组，抗震设防类别为丙类。平面图中数段长条形的建筑依山就势，由坡脚向坡顶延伸，由剖面图中可以看出主体结构的竖向构件连续不等高嵌固，且嵌固高度的差异较大。其平面图图1。
2、地层岩性和水文地质简况
该场地为丘陵地貌（三级阶地），主要地层从上至下依次为第四系全新统人工填土层、耕土，第四系中下更新统冰水堆积层及白垩系上统灌口组泥质粉砂岩，山脚局部基岩直接出露。岩层倾角为2。～5。，较平缓，岩质坡体稳定。场区内未见不良地质作用，地质灾害不发育，场地现状稳定，无断裂、滑坡等影响工程稳定性的不良地质作用，适宜该工程建设。场地地下水为赋存于上部土层的上层滞水和赋存于泥质粉砂岩中的基岩裂隙水。水位设防标高为442．60m。根据泥质粉砂岩层的风化程度将其分为强风化泥质粉砂岩层和中风化泥质粉砂岩层。
3、基础设计
坡地建筑结构在基础设计施工的过程中需要考虑的因素有很多，在施工的时候主要要对地形和场地的影响予以高度的重视，相关的人员对地质条件进行了详细的研究之后，得出坡地建筑结构的基础设计一定要符合地基和边坡以及建筑物整体的稳定性要求，从分析当中可以充分的看出泥质的砂浆岩层埋藏的深度并不是很大，所以这一地质作为持力层是非常好的。所以对A，B，C区的基础设计都应该主要采用独立基础浅埋的基础设计形式，基础的持力层应该是强风化泥质砂浆岩层，基层埋深应该在1.5米左右，设计的过程中应该采用一些有效的措施保持建筑物自身的稳定性。
首先是基底的标高应该按照1：1的比例进行逐台退阶，在对局部可以适当的增加基础预埋的深度，这样就可以使得基底的应力范围内没有岩体临空面，确保岩层自身的延续性、整体性和稳定性。各个楼层接地楼面独立的基础之间应该设置一个性能良好的基础拉梁，同时还要采用现浇的方式对厚度为120毫米的构造底板进行有效的处理，每一个楼层之间都应该能够起到加强主体结构稳定性的作用。对局部的岩土交错的地方经常采用的是人工开挖的方式，这样就可以有效的解决地基基础出现的不均匀沉降现象。
其次是为了嘉安少三个区域南北两面基岩临空面所形成的坡体风化和腐蚀状况，使得岩体本身的稳定性更高，对该项目中的边坡进行了专门性的支护设计，在施工的过程中采用的是锚杆式挡土墙，坡顶挡土墙外侧要设置一个截水沟，同时还要在施工的过程中保证地面防水和排水设计工作。
4、主体结构设计
4.1整体概念的设计
在设计的过程中实际上就是对结构整体的抗震性能进行整体的把握，通常采用的就是对建筑结构平面和纵向的规则性进行有效的控制，同时还要重视主体结构的稳定性。
根据地震后的调查情况显示，坡地建筑地震动放大的作用是非常显著的，所以在工程的建设中，水平地震的影响系数应该按照地形情况和岩土具体其构成进行适当的改变和调整，在实际的工作中A，B，C区的沿地线和等高线保持平行的关系，主体结构所设置的抗震裂缝拆分之后形成了三个基本的平面。纵向的构件会因为层层退阶的影响，其最大的高度也仅仅达到了4层，所以结构方案设计的过程中通常都采用的是多层的框架结构，纵向上的第一层平面采用掉层的方法对其进行有效的处理，这样就可以使得局部平面的环境处于比较好的状态当中，不会对建筑物正常的建设阿赫施工构成不利的影响，同时边坡自身的稳定性也有所增强。迎坡面开挖线坡的坡度应该控制在30度左右，结合地地势的要求，各个楼层的接地框架应该保持在比较好平稳的状态当中，所以后排施工采用了吊脚框架柱，在整体协同作用下扭转效应非常的显著，应力比较容易集中在一个位置上，设计和措施上应该有其受到人们的重视。边坡防护设计中，应该在保证岩体边坡稳定性的同时，该结构和主体结构应该保持非常好的独立性，这样就可以避免双心偏离的情况，从而也使得扭转效应的负面影响降低到最低水平。
4．2空间模型分析
结构整体的稳定、平面和竖向规则性具体指标通过控制结构的刚重比、周期比、刚度比、强度比、层间位移比等指标来实现。按概念设计，本工程模型分别采用SATWE和PMSAP空间有限元程序进行计算分析。为控制结构整体协同下的扭转效应，减少“吊脚”柱集中应力，对“吊脚”部位的接地顶层柱柱底嵌固进行了调整，调整后的方案中“吊脚”部位的接地顶层柱柱底嵌固于结构3层底，“吊脚”部位的接地顶层柱柱底设地梁连接，柱底嵌固于结构2层顶。模型建立时通过PMCAD的楼层组装，逐层设支座，即将开始退台的柱底设为支座。
4．3构造措施
根据坡地建筑结构自身的特点，以及其主体结构的抗震性能计算分析，按其受力、变形特点，有针对性地对薄弱部位进行加强。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。
5、结语
在建筑结构选型和设计的过程中，应该充分的考虑到各方面因素对最后施工效果的影响，在选择建筑场地的时候一定要选择一些比较平缓，稳定性又比较强的坡，在平面的布置上应该和等高线保持平行的关系。同时还要充分的考虑到地形和场地的综合影响，只有这样，才能更加充分的保证设计的质量和水平，从而页更好的推动我国建筑施工行业的健康发展。
参考文献：
[1]刘立平，李英民，罗建，向黎.边坡变形作用下坡地建筑结构的力学行为探讨[J].土木工程学报.2013（S2）
[2]李英民，韩军，刘立平，郑妮娜，王丽萍，刘建伟.“5?12”汶川地震砌体结构房屋震害调查与分析[J].西安建筑科技大学学报（自然科学版）.2009（05）
作者简介：
张麟 230104198306271218。
论文作者:张麟
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/3/31
标签：坡地论文; 结构论文; 过程中论文; 基础论文; 主体论文; 稳定性论文; 地形论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;