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山地建筑结构设计若干问题讨论

内容来源于广东省当前结构设计疑难问题和新趋势研讨会。

郑建东

广州瀚华建筑设计有限公司 总经理

广东省超限抗震设防审查专家

山地建筑项目展示

MOUNTAIN BUILDING

1. 总图布置原则

  • 避免大挖大填,尽量依山就势,必要时采取结构架空处理

  • 进行地质灾害危险性评估,规避不良地质区域,根据评估结果进行设计

  • 总图竖向设计避免一级高差过大的分阶,采取多次分级消化高差

  • 注意建筑物(地下室)不宜截断原有山地地表及地下水天然通道

  • 调查能否占用红线外场地进行放坡,合理确定建筑物退红线距离

排洪渠走向建议

场地内主排洪渠总长度约 800米,与现有规划的一栋高层住宅位置冲突,应调整该栋住宅位置;

南侧别墅区规划调整建议

1. 别墅布置应避让主排洪渠位置

2. 别墅区道路调整为盘山弯路,加大抬升高度

3. 别墅楼栋摆放尽量平行于等高线

4. 各栋别墅标高沿道路逐渐抬高,减少陡坎

2.场地水土流失防范

  • 合理设置截洪沟及排洪渠

  • 注意边坡(尤其是填土边坡)的坡面硬化或绿化,防止雨水冲刷导致水土流失甚至崩塌

  • 注意建筑物架空层下方的填土流失导致的周边场地、路面沉陷

  • 大面积深厚填方区应设排水盲沟, 避免填方浸水软化形成整体滑坡或泥石流

  • 填方区应同时注意地表截排水、地表硬化、土体加固,地下水泄排等措施

3.基础选型

  • 山地建筑基础造型要重点考虑水土侧推力、地基稳定、相邻基础相互影响、施工可行性等几个问题

  • 最低一排建筑物若位于挖方区,优先考虑采用浅基础,以发挥浅基础水平力比相对大的优点

  • 其上各排建筑物由于需要穿越边坡可能的滑动面,并避免对相邻基础的应力重叠影响,宜优先选用施工适应性强、水平承载力大的灌注桩基础

  • 应勘探分析山体存在的岩土薄弱滑动面、天然稳定坡角等,基础端部应穿越以上界面;基础应对滑动界面以上的土体进行抗滑抗推设计;基础应考虑土体倾覆弯矩引起的附加拉压力

  • 相邻多级台地应进行整体稳定性验算

4.抗浮设计

  • 原则上可采取地表硬化并截排水,地下疏水层自重排水的方案,释放山地建筑地下室水浮力

  • 应进行地下水渗流分析,确定疏水层及排水盲沟设计

  • 临近山体一侧的地下室底板及侧壁,即使采取了疏排水设计,仍应根据渗流分析的不利结果,考虑一定的抗浮水头进行抗浮设计

自排式疏排水不同设计方案

1. 在地下室侧壁外侧设排水肓沟

2. 在地下室底板下设网状分布排水肓沟

3. 在地下室底板以下铺设局部疏水层

(疏水层内设排水盲沟)

自排式疏排水不同设计方案

5.地下室设置

  • 根据原有地形合理确定地下室范围及层数,避免大挖大填

  • 最低阶地下室底板宜低于室外地面,为整体地下室的抗推提供被动土压力抗力

  • 各阶地下室宜根据山地坡度,采取分阶退进的方式,将一个大的高差土压力分解成若干个小高差土压力荷载

6.挡土墙及边坡

  • 原则上建筑物只挡开挖肥槽内的回填土,不挡山体边坡的土压力:即山体边坡必须自稳,不利用建筑物水平抗力富余

  • 山体边坡的设计应根据主体结构的要求来考虑允许变形

  • 建筑物支挡回填土的高度也不宜过高,一般别墅2m以内,多层2~3m,高层4~6m,整体计算时应考虑填土荷载对主体结构的不利影响

  • 填方区应做好地表硬化及排水,填土内应设排水盲沟,减少填土泡水对岩土参数及侧压力不利影响

  • 可考虑采用填土自平衡的卸压设计

7.结构抗扭设计

  • 扭转位移比可根据平动位移的情况大幅放松,改为控制平面扭转角,放松的具体程度可参考省高规规定外推(如A级高度剪力墙结构,层间位移角在1/1600和1/800之间时,扭转位移比可放松至1.8),并补充性能设计

  • 结构布置上加强高吊脚部分的水平刚度,减少上下接地端的水平刚度差异

  • 加强措施:加强分担计算水平力较多的上接地端竖向构件延性;放大(放大系数1.1以上)分担计算水平力较少的下接地端竖向构件水平力;加强相应楼盖

扭转位移比放松思路实例:

1. 剪力墙结构参照省标当层间位移为1/1600时,扭转位移比控制值取为1.8,可结合建筑物的层高和平面尺寸,推算出建筑物在该情况下的平面扭转角

2. 当建筑物的层间位移进一步减小时,如控制结构平面扭转角不变,可以预期结构是更安全的;而此时应平动位移的减小而导致扭转位移比大于1.8,认为是可以接受的

8.若干设计参数取值

  • 主体结构高度:吊脚结构自最低点算起,掉层结构可按大多数竖向构件(80%)的嵌固端算起

  • 风荷载应根据荷载规范考虑地形条件的修正

  • 地震作用应符合抗规及高规的规定,不利地段应考虑地震影响系数最大值的放大(1.1~1.6)

9.主体结构基础与

构筑物基础的协调

  • 主体结构基础、挡土墙基础、设备管沟基础、园林构筑物基础应进行水平及竖向的协调,保证空间上的规避

  • 施工组织上通盘 考虑,避免工作面打架基至返工及成品损坏

  • 填土区室外机电管线宜采用主体结构外挂的方式,避免填土沉陷的不利影响,也避免与园林基础的冲突

10.外露结构的建筑处理

  • 总图及单体设计阶段(尤其)要求园林专业及时介入

  • 挡土边坡的立面设计及绿化

  • 吊脚外露结构的立面处理

END.瀚华其他研究总结

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