坡地地形中多层框架结构的设计对策

坡地地形中多层框架结构的设计对策 摘 要：坡地建筑是西南山区的一种独特建筑形式，坡地地建筑框架结构的设计与常规结构设计存在一定差异，为全面提高坡地建筑结构设计效果，本文就坡地地形中多层框架结构的设计原则及技术处理措施进行分析，提出科学化的坡地建筑结构设计对策，仅供相关人员参考。 关键词：坡地地形；多层框架结构；设计 坡地建筑是在坡地地形地貌上修建的建筑物，由于坡地地形层层退阶，使得坡地建筑底部嵌固端不处于同一平面，因此坡地地形中多层框架结构设计难度较大。若单纯以常规方式开展设计，势必会严重影响坡地地形中多层框架结构的设计效果，甚至给坡地建筑埋下严重的安全隐患。此种情况下，加大力度探讨坡地地形中多层框架结构的设计对策是非常重要的。 1 工程概况 本文以成都地区某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。该坡地建筑平面布置图如图1所示，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，典型剖面图见图2。 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 基础设计 坡地建筑多层框架结构基础设计的开展，应当讲地形、场地等因素纳入到结构设计考量的范围之内，确保多项要素满足坡地建筑地基、边坡以及建筑物整体稳定性的要求，从而提高坡地建筑多层框架结构设计的科学性、稳定性和可靠性。在该工程项目中，泥质粉砂岩层埋藏较浅，基于此，可以将A、B、C三区的基础设计为独立基础浅埋的形式，以强风化泥质粉砂岩层作为基础持力层，在掌握好基础埋深的同事，通过以下两种方式控制坡体之上岩体与建筑物的稳定性。 第一，按照1：1的比例控制基底标高，通过局部加大基础埋深的方式控制岩体临空面，从而保证岩层的连续性和稳定性。将基础拉梁妥善设置于楼层接地楼面独立基础之间，并现浇构造底板，确保其厚度满足基础设计的相关标准，从而提高结构主体稳定性。为保证地基基础沉降的均匀性，可以通过人工挖空墩式基础的方式对局部岩土交错部位进行处理，从而保证坡地地形多层框架结构基础设计的科学性。 第二，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 主体结构设计 3.1 整体概念设计 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，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 空间模型分析 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。结构周期模型a、b对比表如表1所示，楼层刚度分布模型a、b对比表如表2所示。 通过模型a和模型b的综合对比分析，由于竖向的不等高嵌固，主体扭转明显。采用模型b虽降低了总体扭转效应，但仍造成“吊脚”部位的接地顶层柱内力集中且放大明显，接地柱的截面和配筋均需加强，特别是接地顶层柱。 3.3 构造措施 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。 结束语 总而言之，坡地地形中多层框架结构的设计，应当合理选择场地，在平行于等高线的位置开展平面布置，基础设计要充分考虑地形、场地等因素的影响，保证建筑物整体稳定性和地基基础沉降的均匀性，优化坡地建筑的抗震构造，保证其抗震性满足坡地地形多层框架结构设计的相关标准，除此之外应当做好防水排水设计，从而全面提高坡地地形中多层框架结构设计的科学性和安全性，为坡地建筑工程质量控制提供可靠的设计支持。 参考文献 1李小兵，于宁，郭敏.坡地地形中多层框架结构的设计对策J.山西建筑，2014（25）：49-51. 2周少伟.多层混凝土框架结构设计中的关键问题及对策J.山西建筑，2016，42（5）：50-51. 3尹朋贤，石日明.浅谈多层建筑结构设计中框架结构的问题与对策J.装饰装修天地，2016（4）.第 5 页 共 5 页