关于山地建筑抗倾覆验算的初步探讨

摘要：本文简要的对山地建筑的抗倾覆验算做了初步探讨，初步给出了山地建筑的抗倾覆验算的计算方法。

关键词：山地建筑；抗倾覆验算

Preliminary discussion on overturning resistance analysis of mountainous building

Tang lin

(CHAIN COAL TECHNOLOGY and ENGINEERING GROUP,CHONGQING DESIGN and RESEARCH INSTITUTE400016)

Abstract: The overturning resistance analysis of mountainous building is discussed preliminarily in this paper, and its calculation methods is put forward too.

Keywords: mountainous building; overturning resistance analysis

0 引言

我国地形以山地为主，山地面积占全国陆地面积2/3以上，全国很多城市依山而建，有些“平原城市”实际上也处于山地区域内。随着城市化的发展，原来很多“平原城市”也开始向山区扩展。近年来随着人们环境保护意识的提高和对与自然环境相适应的人居环境需求的提高，利用自然环境的山地建筑越来越多。山地建筑有常规建筑类型也有适应山地环境的山地建筑形式，因此形成了与此相应的山地建筑结构设计的特殊问题。当山地建筑高宽比较大，水平风荷载或地震作用较大，地基刚度较弱时，建筑结构的整体抗倾覆验算十分重要，直接关系到整体结构安全度的控制。对加强结构整体倾覆稳定性的控制，避免建筑物在地震时发生倾覆。

1 山地建筑抗倾覆验算目前需要解决的问题

1.1 由于目前这方面的文献较少，规范中对抗倾覆验算也提及较少，所以需要在其他文献的基础上加入自己的一些看法。特别是山地建筑相对特殊，更应通过仔细的研究而得出结论。要能够找到更多的相关文献以充实自己的研究。

1.2 山地建筑的基础到底是什么样子？比如吊脚，错层等，这些在现实中的样子，以及简化后的样子。大部分山地建筑（特别是高层山地建筑）都是将山挖开或者炸开，形成平地再建，和一般平地的建筑无异，可以根据规范验算。而不是修建在平地的山地建筑，一般它们的高度是控制在什么高度，高宽比是否又大于4的情况，而且山地建筑的高度到底如何确认。这些都是需要解决的问题。

1.3 相关文献中关于抗倾覆验算的方法，能否直接套用在山地建筑中，或者还是需要改进，又如何改进，可否使用其他软件（如PKPM等）。怎样才能理解倒相关文献中的验算方法。这些也是需要解决的问题。

1.4 吊脚楼结构的桩基埋深，以及外漏的桩的长度，这些是否和山体坡度有关，山体坡度的范围是多少，山体坡度对验算有无影响等亟待解决的问题。

2 山地建筑结构的抗倾覆验算

取最不利的一侧验算（如图1、2）。假定倾覆力矩计算作用面为基础底面,倾覆力矩计算的作用力应为水平地震作用或水平风荷载标准值，抗倾覆力矩计算点为基础外边缘点A点，抗倾覆力矩计算作用力为总重力荷载代表值。

掉层结构抗倾覆验算：

图1

计算稳定力矩时，楼层活载取50%，恒载取90%，即。抵抗倾覆的力矩不少于倾覆力矩设计值，即。

1风载作用下的倾覆力矩：

2地震作用下的倾覆力矩：

h-------- 建筑物地面以上高度，即房屋高度

b-------- 吊层的高度

c-------- 地下室埋深

可采用中科院TBSA程序对整体结构进行计算得到，至于PKPM能否实现这一过程还有待进一步检验。

吊脚楼结构抗倾覆验算：

图2

1风载作用下的倾覆力矩：

2地震作用下的倾覆力矩：

h-------- 建筑物地面以上高度，即房屋高度

b-------- 吊层的高度

可采用中科院TBSA程序对整体结构进行计算得到。

3 山地建筑设计时应该注意的问题

为保证结构的整体稳定，防止倾覆，我国规范采用限制结构的高宽比来控制倾覆力矩，8度区框架的H/B≤4，但此值偏大，宜折减后用之。大量的工程经验说明:只要高宽比在规范允许的范围内,其整体稳定性总是满足的,但设计时,对于高宽比超限的结构要特别注意。对结构的整体稳定的调整,当整体稳定不满足要求时,必须调整结构方案,减少结构的高宽比。

山地建筑靠山坡的一面，埋深有保证，侧面次之，而顺坡向很少或没有。这种情况下，为减少造价，又不能凿岩挖坑，所以为保证建筑物有足够的能力抗倾覆和侧向滑移，对设计提出了几点要求：

首先，要求在建筑方案上下功夫，建筑物平面形状力求简单、规则；刚度和载荷分布均匀，减少偏心；避免过大的外挑和收进，使刚心和形心尽量重合。

其次，主楼和顺坡向的裙房，在足够高度内牢固连接，增加主楼的侧向约束。验算结构在水平风载荷及地震作用下的抗倾覆、抗滑移承载力，并采取相应措施。根据场 地的坡地落差，尽量使建筑物山墙垂直等高线方向，甚至使建筑平面沿坡体环形布置，以便开凿最小的体积，来获得平整的建筑基座。

4 结语

随着城市化的发展山地建筑越来越多。与一般的建筑结构相比，山地建筑结构具有若干特殊的抗震设计问题，而其中抗倾覆验算是山地建筑结构设计的一个重要环节，但目前山地建筑结构的抗倾覆验算问题没有得到足够的重视，缺乏对山地建筑结构特珠问题的整体把握，缺乏系统研究，理论研究滞后于工程实际。因此应加强对山地建筑结构的系统研究，对山地建筑结构的特殊问题应引起重视。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。