摘要：文章針對(duì)山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了具體的處理措施，希望為相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員提供參考，促進(jìn)我國(guó)山地建筑行業(yè)的發(fā)展，提升我國(guó)的建筑工程建設(shè)水平。
關(guān)鍵詞：山地建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；處理措施
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)取得了十分顯著的進(jìn)步，城市建設(shè)步伐的不斷加快，使土地資源被快速消耗，導(dǎo)致我國(guó)面臨著十分嚴(yán)峻的土地資源短缺問(wèn)題。一些大中型城市正在不斷擴(kuò)容，而居民對(duì)居住環(huán)境也提出了更高的要求，近年來(lái)，許多山地建筑不斷涌現(xiàn)。然而目前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面所提出的規(guī)范主要是針對(duì)平地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在山地建筑結(jié)構(gòu)方面缺少相關(guān)的理論指導(dǎo)和具體的建設(shè)指標(biāo)。山地建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)往往有許多的重難點(diǎn)環(huán)節(jié)，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程十分復(fù)雜，往往需要處理許多特殊的抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題。而相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)山地建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)一些漏項(xiàng)或參數(shù)取值錯(cuò)誤等問(wèn)題，這些都使山地建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)受到了嚴(yán)重的影響。
1山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題
山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一定的特殊性，先天優(yōu)勢(shì)不足。目前建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范以及相關(guān)指標(biāo)均以平地建筑作為基準(zhǔn)進(jìn)行考慮，這導(dǎo)致目前所實(shí)行的一些規(guī)范和指標(biāo)以及相關(guān)規(guī)定對(duì)山地建筑結(jié)構(gòu)并不適用。常見(jiàn)山地建筑示意圖如圖1所示，通常來(lái)說(shuō)，建筑場(chǎng)地設(shè)計(jì)和方案設(shè)計(jì)方面對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性考慮較少，而相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，也不考慮指標(biāo)的適應(yīng)性，往往會(huì)直接套用，這會(huì)給山地建筑結(jié)構(gòu)的后期施工帶來(lái)一些不利影響，也容易埋下安全隱患。例如，如果相關(guān)設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)山地結(jié)構(gòu)不利地段進(jìn)行考慮的話，將會(huì)導(dǎo)致在具體施工過(guò)程中相關(guān)的地震作用有所增大。設(shè)計(jì)人員如果沒(méi)有對(duì)建筑物實(shí)際約束條件進(jìn)行充分考慮，將可能導(dǎo)致最終的結(jié)算結(jié)果出現(xiàn)失真�；蛘呦嚓P(guān)設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)邊坡處理進(jìn)行充分的考慮，將會(huì)使建筑物的扭轉(zhuǎn)出現(xiàn)增大。而如果在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒(méi)有合理設(shè)置相關(guān)支擋結(jié)構(gòu)，也將會(huì)對(duì)建筑物的實(shí)際使用安全性產(chǎn)生影響[1]。
2山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的處理措施
2.1山地建筑地震設(shè)計(jì)。在對(duì)山地建筑結(jié)構(gòu)的抗震功能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不能像對(duì)平地建筑一樣進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，或者直接對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行套用。目前所實(shí)行的抗震規(guī)范中的相關(guān)水平影響系數(shù)最大值只針對(duì)平地建筑而言，因此如果設(shè)計(jì)人員直接進(jìn)行簡(jiǎn)單套用，將會(huì)產(chǎn)生不利影響。在對(duì)山坡建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要具體結(jié)合巖土工程勘察報(bào)告，從而對(duì)建筑抗震地段的類(lèi)別進(jìn)行明確。如果其位于一些不利地段，則需要有效調(diào)整地震動(dòng)參數(shù)。而在目前所實(shí)行的抗震規(guī)范相關(guān)條文中明確指出，當(dāng)需要在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘以及非巖石和強(qiáng)風(fēng)化巖石的陡坡、河岸、邊坡邊緣等不利地段進(jìn)行建筑建造時(shí)，一方面需要充分保障在受到地震作用后能保持穩(wěn)定，另一方面應(yīng)該估計(jì)不利地段對(duì)設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)可能會(huì)產(chǎn)生的相關(guān)放大作用，應(yīng)使用水平地震影響系數(shù)的最大值與增大系數(shù)進(jìn)行相乘。而該值需要結(jié)合不同地段的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行明確，并控制在1.1～1.6內(nèi)，而地震放大系數(shù)需要按照具體的公式進(jìn)行有效的計(jì)算[2]。2.2抗風(fēng)設(shè)計(jì)。在對(duì)山地建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員容易忽略對(duì)風(fēng)荷載的修正，特別是對(duì)一些風(fēng)荷載十分敏感的高層建筑而言，結(jié)合目前核載規(guī)范在對(duì)其受力結(jié)構(gòu)、風(fēng)載和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要按照具體公式來(lái)有效進(jìn)行。在山地建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，風(fēng)壓高度變化系數(shù)不僅可以按照平坦地面的粗糙度類(lèi)別確定其現(xiàn)行荷載規(guī)范，還需要對(duì)地形條件的修正進(jìn)行考慮，通過(guò)建筑物所處的實(shí)際位置，按照具體的規(guī)定來(lái)修正系數(shù)。對(duì)于位于山峰頂部的相關(guān)建筑物，其系數(shù)的修正需要大于1。而如果建筑物位于山坡，那么應(yīng)將系數(shù)修正按照1～n的線性差值來(lái)進(jìn)行確定。如果建筑物位于山間盆地或谷底等相關(guān)閉塞地形，那么修正系數(shù)應(yīng)在0.75～0.85選取。如果谷口和山口與方向保持一致，則需要在0.75～0.85選取。2.3建筑物周?chē)s束不對(duì)稱處理。坡地上建筑工程實(shí)際施工時(shí)受到場(chǎng)地條件方面的限制，往往很難滿足雙向均勻?qū)ΨQ的條件，常常會(huì)出現(xiàn)建筑物某面無(wú)土而其余幾面均有土這樣的情況。對(duì)此，如果不有效處理建筑物周邊的場(chǎng)地，那么當(dāng)受到地震作用或者風(fēng)荷載作用時(shí)，建筑物將會(huì)產(chǎn)生巨大的扭轉(zhuǎn)，對(duì)于抗震功能的發(fā)揮將會(huì)產(chǎn)生影響。而且不僅建筑物本身會(huì)造成不均勻扭轉(zhuǎn)，對(duì)于場(chǎng)地和建筑物的約束所具有的不均勻也是導(dǎo)致相關(guān)建筑物出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的重要原因。這會(huì)使坡地建筑物的先天出現(xiàn)弱勢(shì)，降低了其抗扭能力以及抗震能力。除此之外，由于相關(guān)建筑物和周?chē)馏w直接接觸，因此在受到地震作用后，兩者會(huì)產(chǎn)生相互作用，進(jìn)而出現(xiàn)十分復(fù)雜的受力作用，目前已有的計(jì)算軟件無(wú)法對(duì)其結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性進(jìn)行真實(shí)反映，而其相關(guān)計(jì)算結(jié)果也無(wú)法匹配限制規(guī)范。由于這些原因，使得在對(duì)坡地建筑進(jìn)行處理時(shí)，為了能更好地結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范，需要在確保建筑物具有較強(qiáng)的抗震能力基礎(chǔ)上有效采取相關(guān)處理措施。而其中比較簡(jiǎn)單易行的處理方式為營(yíng)造局部平地環(huán)境，這可以使建筑物獲得均勻?qū)ΨQ的地面約束力，使建筑物的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象有所減少。與此同時(shí)，需要使結(jié)構(gòu)計(jì)算假定和建筑物的實(shí)際受力能符合，從而更好地規(guī)范相關(guān)參數(shù)。如建筑物的高度、底部加強(qiáng)區(qū)高度、周期、位移以及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)埋深等。當(dāng)由于受到場(chǎng)地條件限制，而導(dǎo)致局部平地環(huán)境無(wú)法營(yíng)造時(shí)，需要合理采取相關(guān)結(jié)構(gòu)措施。例如，在建筑物底部的四周可以設(shè)置一些具有較大高度的鋼筋混凝土剪力墻，從而有效提高建筑物自身的抗扭強(qiáng)度，減少其扭轉(zhuǎn)位移量。相關(guān)設(shè)計(jì)人員還需要考慮場(chǎng)地土對(duì)建筑結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的約束作用，從而使結(jié)構(gòu)的抗扭能力能最大限度的提高[3]。2.4擋墻設(shè)計(jì)處理。在對(duì)山體建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須設(shè)置擋墻結(jié)構(gòu)。而擋墻設(shè)計(jì)需要根據(jù)場(chǎng)地地形、排水以及建筑物的相關(guān)使用要求來(lái)充分進(jìn)行考慮。為了營(yíng)造局部平地環(huán)境，需要在靠近山頂?shù)囊粋?cè)合理設(shè)置相關(guān)擋墻。而通過(guò)設(shè)置擋墻可以將建筑物和土坡進(jìn)行有效分離，并明確結(jié)構(gòu)計(jì)算。與此同時(shí)，還能將原本擋土的一側(cè)建筑物增加相關(guān)的窗井，從而提供開(kāi)窗、采光以及通風(fēng)等條件，有效減少燈光照明和機(jī)械通風(fēng)等相關(guān)設(shè)備的使用，使工程造價(jià)得到降低。而在對(duì)擋墻設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)以下相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行有效的分析。首先需要結(jié)合邊坡高度，按照就地取材的原則對(duì)擋墻類(lèi)型進(jìn)行合理的選擇，當(dāng)高度小于或等于6m時(shí)，應(yīng)該選擇重力式毛石擋墻，而當(dāng)高度在6～10m時(shí)，則可以選擇扶壁式鋼筋混凝土擋墻，當(dāng)高度大于10m時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮錨桿支護(hù)。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)擋墻結(jié)構(gòu)時(shí)需要進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，具體包括抗滑移計(jì)算、抗傾覆計(jì)算以及地基承載力計(jì)算。在設(shè)計(jì)擋墻時(shí)，需要結(jié)合其高度對(duì)窗井的尺寸進(jìn)行預(yù)留，并要確保窗井尺寸和擋墻高度能大致呈正比例關(guān)系，當(dāng)擋墻的高度越高時(shí)，窗井的寬度也應(yīng)該越大。確保窗井具有足夠的尺寸，可以確保窗井一側(cè)的建筑物具有良好的采光和通風(fēng)條件，而且還能有效防止擋墻頂部雨水的濺落[4]。
3結(jié)束語(yǔ)
和平地建筑結(jié)構(gòu)對(duì)比，山地建筑結(jié)構(gòu)具有特殊性和復(fù)雜性。在實(shí)施山地建筑相關(guān)規(guī)范和規(guī)章前，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)山地建筑的概念設(shè)計(jì)加大重視，并根據(jù)山地建筑的相關(guān)受力特點(diǎn)，合理地采取結(jié)構(gòu)處理措施，從而確保能和其所實(shí)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范相符合，確保設(shè)計(jì)過(guò)程的概念清晰和受力明確。而相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，并不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提升我國(guó)山地建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平。
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