陈庆会1 陈庆玉2 陈庆福3
1.重庆融创地产有限公司 ，重庆 400010
2、3.中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司，重庆 400010
摘要：随着社会发展，我国的建筑行业不断进步。其中，山地建筑结构比常规建筑结构存在多方面特殊性，传统理论研究在当前越来越复杂的山地建筑结构设计指导方面略有不足，因此提出关于山地建筑的特点及结构设计的思考与启示。基于山地建筑的结构接地形式特点，分析了山地建筑结构设计中的隐含问题，着重进行了山地建筑特定掉层和吊脚结构的设计思考，并在此基础上得出了山地建筑结构设计的有关启示，为后续工作指出新的思路和方向。
关键词：山地建筑；结构设计；处理措施
引言
随着我国经济的快速发展，建筑行业取得了十分显著的进步，城市建设步伐的不断加快，使土地资源被快速消耗，导致我国面临着十分严峻的土地资源短缺问题。一些大中型城市正在不断扩容，而居民对居住环境也提出了更高的要求，近年来，许多山地建筑不断涌现。然而目前在建筑结构设计方面所提出的规范主要是针对平地建筑结构设计，在山地建筑结构方面缺少相关的理论指导和具体的建设指标。山地建筑结构在设计时往往有许多的重难点环节，而且结构设计过程十分复杂，往往需要处理许多特殊的抗震设计问题。而相关设计人员在对山地建筑结构进行设计时，往往会出现一些漏项或参数取值错误等问题，这些都使山地建筑结构的设计受到了严重的影响。
1山地建筑结构设计中的问题
山地建筑结构设计有一定的特殊性，先天优势不足。目前建筑结构规范以及相关指标均以平地建筑作为基准进行考虑，这导致目前所实行的一些规范和指标以及相关规定对山地建筑结构并不适用。通常来说，建筑场地设计和方案设计方面对结构设计的合理性考虑较少，而相关结构设计人员在开展设计工作时，也不考虑指标的适应性，往往会直接套用，这会给山地建筑结构的后期施工带来一些不利影响，也容易埋下安全隐患。例如，如果相关设计人员没有对山地结构不利地段进行考虑的话，将会导致在具体施工过程中相关的地震作用有所增大。设计人员如果没有对建筑物实际约束条件进行充分考虑，将可能导致最终的结算结果出现失真。或者相关设计人员没有对边坡处理进行充分的考虑，将会使建筑物的扭转出现增大。而如果在建筑结构设计过程中，没有合理设置相关支挡结构，也将会对建筑物的实际使用安全性产生影响。
2山地建筑结构设计的处理措施
2.1掉层、吊脚结构关键构件设计
掉层结构的接地构件受力较复杂，既是结构底部的薄弱处，也是关键的部位，设计时应重点关注，并结合计算结果进行必要的抗扭验算和采取一定的抗震延性措施。当多数的接地构件处在上接地端时，还需加强掉层部分与上接地端的连接楼盖的刚度和配筋，以减小扭转的不利影响。吊脚结构与坡道的关系比掉层结构更加紧密，边坡设计也更复杂，需要将建筑与边坡本身的稳定和结构动力的稳定度相结合，同时对影响边坡稳定和结构安全的地质及水文状况进行实际评估，并采取有针对性的措施进行综合评估。
吊脚部分垂直构件的分布要尽量均匀，避免长短柱的共用数量较多，如果结构平面刚度相差较大，整体结构容易发生扭转，必然导致危险系数增加。吊脚部与上部对应的部分要注意刚度比应满足要求，避免吊脚的部分形成薄弱，同时吊脚部分垂直构件的所受的剪力不能小于其上面相应的部位垂直构件所受的剪力。为了进一步加强措施，一般在吊脚部应设置拉梁，消除可能在吊脚部的垂直结构上出现变形和倾斜的问题。此外，由于吊脚结构坡顶接地柱的限制会对结构产生不利的影响，为减少扭转效应，可通过增强横向限制、提高垂直限制等方式，达到改善刚度的不平衡问题。
2.2场地
针对不同的地质状况与山地坡度，应采取不同的边坡加固方式。对于较缓、地质状况良好的边坡加以整治，可采用调整山体坡度、修筑台阶等措施；对坡度较大、地质状况不稳定的边坡一般采用挡土墙措施，结合抗滑桩、护坡、护面墙等多方式对坡地进行加固，对较陡的边坡，还可分别改造成几个高度较小的人工阶地。同时对于山体上不稳定的土石体，应予以挖除，场地处理方式如图3所示。处理后的边坡还可结合有限元软件进行分析，进一步论证整治后场地的安全性。
2.3结构抗震分析
山地建筑结构抗震分析，应根据山地建筑地形的不规则、结构的架空吊脚等实际情况，合理建立与真实受力相匹配的计算模型。《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》中规定山地中高耸山丘、陡坡等不利地段上的建筑，应考虑抗震不利地段对地震动参数的放大作用，在实际建筑结构设计中，应根据其不同山地地段的具体情况，将地震影响系数最大值乘以提高系数。对于吊脚结构考虑其应作为整体结构的一部分进行计算分析，建筑刚度和质量的不均匀分布体现了对扭转效应的不利影响，应考虑建筑双向水平地震下的扭转效应。山地建筑中比较常见的上接地面、梁板接地等受力复杂的结构构件，除了对结构整体计算，应采用有限元、离散元等结构受力分析方法对上述特殊构件进行局部应力分析，并可对其计算结果进行校核。考虑到吊层结构和吊脚结构接地层楼板的受力复杂性，应考虑其楼板的弹性变形。
2.4挡墙设计处理
在对山体建筑进行设计时，必须设置挡墙结构。而挡墙设计需要根据场地地形、排水以及建筑物的相关使用要求来充分进行考虑。为了营造局部平地环境，需要在靠近山顶的一侧合理设置相关挡墙。而通过设置挡墙可以将建筑物和土坡进行有效分离，并明确结构计算。与此同时，还能将原本挡土的一侧建筑物增加相关的窗井，从而提供开窗、采光以及通风等条件，有效减少灯光照明和机械通风等相关设备的使用，使工程造价得到降低。而在对挡墙设计时，需要对以下相关问题进行有效的分析。首先需要结合边坡高度，按照就地取材的原则对挡墙类型进行合理的选择，当高度小于或等于6m时，应该选择重力式毛石挡墙，而当高度在6～10m时，则可以选择扶壁式钢筋混凝土挡墙，当高度大于10m时，相关设计人员应考虑锚杆支护。相关设计人员在设计挡墙结构时需要进行相关计算，具体包括抗滑移计算、抗倾覆计算以及地基承载力计算。在设计挡墙时，需要结合其高度对窗井的尺寸进行预留，并要确保窗井尺寸和挡墙高度能大致呈正比例关系，当挡墙的高度越高时，窗井的宽度也应该越大。确保窗井具有足够的尺寸，可以确保窗井一侧的建筑物具有良好的采光和通风条件，而且还能有效防止挡墙顶部雨水的溅落。
结语
山地建筑是结构设计当中较为常见的类型，但目前在结构抗震设计理论上和对各种边坡类型的地震响应本质性规律的分析还不全面和成熟，对于越来越复杂的山地建筑来说，当前成果仍然需进一步加强对山地结构的受力机制及相关抗震措施的研究，继续完善山地建筑的抗震设计理论和方法，为今后山地项目更加合理的结构设计奠定基础。
参考文献
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