【摘要】隨著人們對人居環(huán)境要求的提高，與山地地形相結(jié)合的山地建筑越來越多的出現(xiàn)在城市郊區(qū)的住宅規(guī)劃中。但是這種在坡地上底部構(gòu)件約束部位不在同一水平面上且不能簡化為同一水平面上的結(jié)構(gòu)形式，常常伴隨著平面或豎向不規(guī)則等導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗震不利的情況出現(xiàn)，這時結(jié)構(gòu)設(shè)計者不能以簡單的平地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的思維來進(jìn)行概念設(shè)計和具體的施工圖設(shè)計，而應(yīng)對山地建筑結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)復(fù)雜性給予特別的重視。

【關(guān)鍵詞】山地建筑；平地建筑；洋房；別墅；復(fù)雜性；抗震不利

0 概述

現(xiàn)階段，針對山地建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的規(guī)范很匱乏，這就需要我們設(shè)計人在實際工程中總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)，不斷的完善山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時計算和構(gòu)造方面的處理辦法，增強(qiáng)實際工程應(yīng)用的可操作性。

1 山地建筑結(jié)構(gòu)的震害特點

1.1山地建筑結(jié)構(gòu)的類型界定

山地建筑結(jié)構(gòu)的主要類型，《重慶市住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中給出了界定，有吊腳結(jié)構(gòu)和掉（錯）層結(jié)構(gòu)兩種類型。見下圖。

1.2山地建筑結(jié)構(gòu)的震害特點

5·12汶川地震后，諸多結(jié)構(gòu)專家深入災(zāi)區(qū)現(xiàn)場調(diào)研，對典型山地建筑震害特點進(jìn)行分析例證，為后續(xù)的這種特殊建筑類型的抗震設(shè)計工作提供了寶貴的經(jīng)驗和啟示。

山地建筑結(jié)構(gòu)的震害特點主要包括以下幾點：

（1） 架空層形成柔弱底層而嚴(yán)重破壞；

（2） 采用長短不同柱將坡地架空，短柱易發(fā)生剪切破壞；

（3） 采用樁柱混合體系將坡地架空，樁基礎(chǔ)易發(fā)生破壞；

（4） 錯層處樓梯柱、樓梯板破壞嚴(yán)重；

（5） 陡坎邊緣地帶建筑物震害較重等。

山地建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計經(jīng)驗和啟示：

（1） 選擇建筑場地時應(yīng)盡量避開不穩(wěn)定的邊坡和陡坎；

（2） 山地建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能需要嚴(yán)格的構(gòu)造措施和施工質(zhì)量給予保證；

（3） 山地建筑結(jié)構(gòu)架空層易形成柔弱底層，對于不等高柱架空，建議從概念設(shè)計上考慮和采取必要的抗震構(gòu)造措施，盡量避免短柱和上剛下柔；

（4） 由于山地建筑結(jié)構(gòu)豎向剛度不規(guī)則，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯，建議設(shè)計時底部加強(qiáng)；

（5） 山地建筑架空層常會為了設(shè)計和施工方便，直接把樁基礎(chǔ)伸出地面當(dāng)柱使用，由于其抗彎和抗剪都較弱，出地面的樁身容易發(fā)生破壞，建議設(shè)計時勿用樁代替柱，如代替柱，樁應(yīng)按柱設(shè)計；

2 山地建筑與平地建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的差異

2.1房屋建筑高度的確定

房屋的總高度是指起算地面到主要屋面板板頂或檐口的高度。

（1）平地建筑，起算地面一般指室外地面，半地下室時指地下室室內(nèi)地面，全地下室和嵌固條件好的半地下室指室外地面。

（2）坡地建筑，起算地面指較低一側(cè)的室外地面。

2.2結(jié)構(gòu)計算嵌固端的選擇

（1）平地建筑，無地下室的結(jié)構(gòu)，可取獨立基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)底為計算嵌固端，有地下室的結(jié)構(gòu)，地下室頂板作為結(jié)構(gòu)嵌固端時應(yīng)滿足規(guī)范對于計算嵌固端下一層與上一層比值的要求，《抗規(guī)》中6.1.14條及《高規(guī)》5.3.7條中都有規(guī)定。

（2）坡地建筑，掉層結(jié)構(gòu)當(dāng)下接地部分面積小于上層面積的15%時或上下接地位置高差小于1/2層高時，嵌固端可視為同高；當(dāng)嵌固端選為上接地位置時，下部結(jié)構(gòu)與上部對應(yīng)部分的側(cè)向剛度比值不應(yīng)小于2；當(dāng)嵌固端選在不同高度位置時，宜優(yōu)先采取獨立設(shè)計的擋土結(jié)構(gòu)，保證上接地部位坡地的穩(wěn)定性。

2.3風(fēng)壓高度起算點的確定

（1） 平地建筑，風(fēng)荷載計算中高度的起算點為建筑室外地坪。

（2）坡地建筑，風(fēng)荷載計算中高度的起算點宜取為建筑較低一側(cè)的室外地面；考慮地形條件的風(fēng)壓高度變化系數(shù)的修正按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009采用。

2.4關(guān)于地震動作用的放大

（1）平地建筑，無地震動放大的要求。

（2）坡地建筑，按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010第4.1.8條規(guī)定，水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)乘以增大系數(shù)。

2.5結(jié)構(gòu)樓層的側(cè)向剛度問題

（1）平地建筑，應(yīng)滿足《抗規(guī)》和《高規(guī)》對相應(yīng)結(jié)構(gòu)形式的具體要求。

（2）坡地建筑，除應(yīng)足《抗規(guī)》和《高規(guī)》對相應(yīng)結(jié)構(gòu)形式的具體要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

a.對吊腳建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)驗算建筑底層以下吊腳部分的等效側(cè)向剛度，其值與上部若干層的等效側(cè)向剛度之比宜接近于1，非抗震設(shè)計時不應(yīng)小于0.5，抗震設(shè)計時不應(yīng)小于0.8。驗算時，吊腳部分的高度可取為最大和最小吊腳高度的平均值，上部若干層結(jié)構(gòu)的驗算高度接近且不大于該平均值。

b. 對掉層建筑，應(yīng)驗算上接地層及以下部分的等效側(cè)向剛度，其值與上部結(jié)構(gòu)若干層的等效側(cè)向剛度之比宜接近于1，非抗震設(shè)計時不應(yīng)小于0.5，抗震設(shè)計時不應(yīng)小于0.8。驗算時，上接地層及以下部分的等效高度可按各豎向構(gòu)架的側(cè)向剛度進(jìn)行加權(quán)平均計算，上部若干層結(jié)構(gòu)的驗算高度接近且不大于該平均值。

2.6結(jié)構(gòu)樓層受剪承載力的問題

（1）平地建筑，應(yīng)滿足《抗規(guī)》和《高規(guī)》對相應(yīng)結(jié)構(gòu)形式的具體要求。

（2）坡地建筑，當(dāng)為吊腳結(jié)構(gòu)時，吊腳部分層間受剪承載力不宜小于其上層相應(yīng)部位豎向構(gòu)件的承載力之和；當(dāng)為掉層結(jié)構(gòu)時，掉層層間受剪承載力不宜小于其上層相應(yīng)部位豎向構(gòu)件的承載力之和。

2.7關(guān)于地基基礎(chǔ)形式的確定

（1）平地建筑，同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)置在截然不同的地基上，一般情況下，同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基。當(dāng)必須采用不同的基礎(chǔ)形式時應(yīng)采取必要的措施平衡不均勻沉降的產(chǎn)生。

（2）坡地建筑，巖石地基時可部分采用天然地基部分采用樁基，但應(yīng)加強(qiáng)樁基剛度。由于巖石地基剛度大，一般可不考慮不均勻沉降帶來的不利影響。

3 山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實際工程中若干細(xì)節(jié)問題的處理

金地門頭溝項目位于北京市門頭溝區(qū)龍泉鎮(zhèn)高家園村，場地位于山前緩坡地帶，地勢呈臺階狀。該場地內(nèi)建有會所，聯(lián)排別墅，花園洋房，普通商品房，地下車庫等，通過對該項目的設(shè)計工作，匯總?cè)缦隆?/p>

3.1本工程的顯著特點是小區(qū)內(nèi)道路標(biāo)高較高，各主樓的±0.000的絕對高程要普遍高出現(xiàn)狀地面，而現(xiàn)狀地面表層雜填土土層較厚，這就使得即使帶一層地下室的結(jié)構(gòu)（假設(shè)地下室層高3.00m），滿足建筑要求埋深的基礎(chǔ)其底面（約為-3.50m）也很難落在有效的地基持力層上。

對于示范區(qū)各主樓，采用結(jié)構(gòu)主體直接下落到地基持力層上的方法，即局部增加地下二層（結(jié)構(gòu)層）或?qū)ⅹ毩⒒A(chǔ)直接下落到持力層。此方法無需提前進(jìn)行地基處理工作，施工隊可直接進(jìn)場工作。

對于非示范區(qū)各主樓，采用的基礎(chǔ)方案如下：

（1）花園洋房因?qū)訑?shù)較高屬于高層建筑，天然地基承載力只有120kPa～140kPa，即使經(jīng)過修正也基本不能滿足承載力的要求，而且與車庫相連的部分因車庫基礎(chǔ)較主樓基礎(chǔ)要低，基本不能進(jìn)行深度修正，所以對天然地基的承載能力更加不利，建議采用CFG樁進(jìn)行地基處理。

（2）聯(lián)排別墅因無地下室，根據(jù)詳堪可酌情采用墻下條形基礎(chǔ)，或采用筏板基礎(chǔ)。采用墻下條形基礎(chǔ)時，可僅在+0.00處做拉梁，不做樓板，建筑做地面做法。

當(dāng)標(biāo)高之差≥0，采用天然地基地基；

當(dāng)-2米≤標(biāo)高之差≤-2，5米，采用換填地基；

當(dāng)標(biāo)高之差≥-2.5米，采用CFG復(fù)合地基；

（3）公租房因?qū)訑?shù)較高屬于高層建筑，天然地基承載力只有120kPa～140kPa，采用CFG樁進(jìn)行地基處理。基底可淺埋，基底標(biāo)高為-2.000，局部由于設(shè)備管線穿行基底需降板，基底與+0.00間回填土。

4 總結(jié)

首先，要進(jìn)行整體大局的把控，搞清楚建筑總圖中各主體及主體外建筑完成面的標(biāo)高，明確支擋結(jié)構(gòu)的位置及各子項的施工順序。其次，對于各主體結(jié)構(gòu)，需最先進(jìn)行概念設(shè)計，了解山地建筑結(jié)構(gòu)震害的特點，從而有針對性的對各局部環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010年.

作者簡介：張磊（1983.01），男，漢族，北京大興，本科，職稱：中級。北京首都工程建筑設(shè)計有限公司，

研究方向：山地建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究。