山地建筑结构设计常见问题与处理措施

山地建筑结构设计常见问题与处理措施

摘要：随着我国城市经济水平的不断提升，居民追求更加适宜的生活居住环境。而山地建筑具有视野开阔，通风良好等优点，逐渐受到城市居民的青睐。在山地建筑结构设计过程中，由于建筑受到所处位置地理环境的影响，结构设计中存在诸多难点，也对结构设计师提出了更高的要求。本文以山地建筑结构设计常见问题与处理措施展开研究，以供参考。

关键词：山地建筑；结构设计；常见问题；处理措施

引言

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。

1山地建筑结构设计的重要性

随着社会的不断发展，山地建筑已经能够满足人们的居住使用及环境需求，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，合理规划设计建筑结构。在中国，山地面积更是占陆地面积的2/3。出于开拓生存空间、获取生存资源和回归自然的需要，人类的山地建筑创作活动显得越来越重要。同时，随着城市建设技术、经济能力的增强，在山地发展城市的需求和可能性急剧增长。山地建筑相对平地建筑，为了保护地貌、合理利用地形高差和山位，提倡建筑运用“不定基面”的原理，建筑采取“减少接地”的接地形式，以形成有山地特色的空间定位形式。

2山地建筑结构设计常见问题

2.1容易忽视场地的滑坡稳定性问题

这涉及到山地建筑安全的基本保证。既要关注边坡的局部稳定，也要小心场地整体的稳定性。山地建筑结构与边坡的相互作用既密切又复杂，抗震设防烈度越高时越明显，针对山地结构的边坡安全稳定性分析，显示结构底部和基础部位在上部荷载和地震效应的作用下，对边坡的破坏与稳定均有一定的关系，因此设计当中决不能将二者孤立对待。对坡地建筑场地进行稳定分析时，可以得出几个主要的影响因素为：建筑恒活载作用，土的天然应力，地动效应作用等，这几者当中建筑恒活载是不容忽视的作用，它会使边坡的侧向压力有变大的趋势。遇到对岩质性边坡的支挡设计时，如它属于无外倾结构面的，则应注意附近建筑基础产生的不利影响作用，以保证锚杆的承载力。另外，在地震动效应作用下，由于邻近建筑桩的存在，土质边坡的挡土墙还会受到附加的土动力，通常也容易忽略，可能会造成抗倾覆偏于不安全。

2.2山体侧面风问题

山体侧向的侧风面，客观存在一定的加速效应，这种来自侧方向对风速的加速现象会对地形修正系数η取值中发挥主导作用，目前根据规范中无论迎风坡还是背风坡面的对应η值取用计算，可能使得基本风压偏小，进而导致结构计算安全系数偏低。另外对于没有统一的室外地面的山地建筑来说，当基础嵌固端标高不同时，结构高度就不同，计算风荷载时的受风面高度也会不同，而且当以结构高度界定房屋高度时，执行结构规范中相对应的各种规定和限值指标可能也会有差异。

2.3对斜坡段的地震效应不够重视

局部突出的地形对地面震动呈放大效果，特别是坡顶的地震波振幅和反应谱尤其显著，因此坡顶及斜坡段上的建筑物的震害会比周围常规建筑物更严重。而设计中对坡顶及斜坡段上地震效应的放大常重视不够。对土质性山地建筑结构的研究还显示，当不等高嵌固的高差程度比较大时，需注意结构在不等高的接地端输入地震动时应有所区别。否则当地震动放大到一定程度时，部分结构层在统一

输入的时候可能会偏于不安全。另外在静力弹塑性计算中，山地建筑结构主要有加载方式和推覆方向的问题，推覆方向又存在顺坡向和横坡向。

3山地建筑结构设计处理措施

3.1抗倾覆抗滑移措施

山地建筑产地的特殊性，除了要考虑建筑所在场地的整体稳定性外，还要考虑建筑本身的抗滑和抗倾覆稳定性。山地建筑常见的迎坡面承载逆坡向土体的侧向压力，顺坡处坡脚较陡，建筑物前后土压力不等，直接带来了建筑滑动及倾覆的结构设计必须考虑的问题。关于抗倾覆抗滑验算，应全面考虑周边土体等约束条件，评价计算参数，以不利情况作为验算内容，并应考虑地震、风荷载、山地不良地质灾害等不利因素，在不同阶段应采取不同的措施。在方案设计阶段应尽量限制高宽比、调整结构方案、尽量使刚心和形心重合。

3.2抗浮设计

山地建筑地形高差不一，土层内含潜水、孔隙水等，抗浮水位准确性的确定本身是一个较难的工作，地质勘察人员根据现场勘察、资料的收集分析、现场试验等手段并根据规范结合当地经验，确定抗浮设计水位。在结构设计中，以抗浮设计水位进行抗浮设计是规定必须遵守的依据，也是设计的准线，但坡地建筑地形的天然复杂性导致水量不均匀分布及走向，大雨量降雨的突发性，往往不可抗力的降雨量超出设计上限，使得实际工程中遇到水位超过抗浮设计水位，带来经济效益的损失及社会影响。在抗浮设计中，应采取地表硬化并截排水，利用场地高差排水疏导，可采用设置疏水层、排水盲沟释放地下水浮力，并可将截排水方案结合场地综合管网设计及现有市政管网，做到整体规划，合理布局的地下水导排方案。地下水因渗流的存在，水头压力分布差异，不同区域的水头不一。

3.3 拱背空洞或不密实措施

衬砌背后发生空洞主要是采用注浆压力灌浆的方式进行处理，这种方式所使用的材料主要有阳离子乳化沥青、沥青水泥灌浆等沥青乳液，以及抗硫酸盐水泥浆料等材料。为了能够加强对防腐的处理等，应该在材料的选择上尽量选用阳离

子沥青乳液乳胶漆、油漆制备乙烯共聚物等防腐材料，同时还有一些冷焦油聚氨酯涂料等，防水涂料尽量选择使用RG防水涂料。隧道结构设计过程中主要是结合工程试验或者经验公式作为设计的主要依据，以在勘察中了解到隧道的埋深情况、是否发生偏压等情况。

3.4加强基础设计

山地场地因其地形起伏大、岩石风化剥削的不均匀性而对基础设计提出了较高的要求，结构设计师应在项目方案设计之初提早介入，在场地建设的适宜性、方案地库设计、总图标高确定等方面提出结构设计关注的要点，根据提供的相关报告内容考虑场地在建筑建成后的荷载下是否存在地裂、震陷、滑坡稳定性等问题。山地长期受自然力及人类活动的影响，地形会有一定的变化，应对比地形图与实际现场地形的出入，避免后续项目的大填大挖造成设计不合理的工程造价浪费，并对初步勘察报告提供不良地质、持力层标高等，初判基础形式及施工的可行性。

结束语

综合上述，山地建筑相比平地建筑，地形复杂，设计、施工难度更大，需要不同专业相互协作，并且需要现场实地考察。设计阶段，通过建筑提供的场地标高和建筑立面图、剖面图，分析建筑特征及相邻建筑之间的关系，选择合适的防跨步电压、地电位反击措施。由于防接触电压、防电磁感应与平地建筑并无区别，本文不作分析。

参考文献

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