第一部分:标杆企业钢筋含量控制措施
1、建筑方案的早期协作.4点汇总
从方案设计开始结构设计工程师应尽早参与到方案设计中,要在平面布置、立面造型、柱网尺寸等方面提出结构设计工程师的建议和要求,以求在后期的施工图设计中为降低结构用钢量掌握主动权。方案设计应该控制以下要点:
(建筑物的体量,包括平面尺寸,柱网尺寸,层高,总高度等因素,决定了结构的形式,因而也就决定了结构的造价范围。)
1点: 建筑平面布置上力求方正,尽量避免出现平面不规则, 控制平面长宽比,房间(板块)分隔不要相差太大。
(尽量避免出现平面不规则,这就可以少布置或不需要布置抗扭构件来降低钢筋的使用量; 控制平面长宽比:平面长宽比较大的建筑物,由于两主轴方向的整体刚度相差甚远,在水平力作用下,两向构件受力的不均匀性造成配筋不均,增加钢筋用量。房间(板块)分隔不要相差太大,相邻板块相差越大会导致计算负筋增大。)
2点:建筑物的体型规整,结构的侧向刚度和水平承载力沿高度宜均匀变化,层高相差不要太大。
(避免因为层间刚度比不满足规范要求而增加抗侧力构件,从而提高钢筋用量)
注:以上2.1、2.2条可参照按《抗规》《高混规》相关条款。
3点:立面上尽量少作一些通过钢筋累积起来的复杂构架、外凸较大的线条大样等。
(对抗震及提高承载力没有任何帮助而只会提高钢筋用量的构件建议建筑通过配色或者简约的线条来实现建筑物的美观。或者通过设计一些二次装修的玻璃幕墙、玻璃顶棚、钢结构网架来完善建筑的功能和保持造型的新颖)
4点:采暖、通风、给排水、电力及建筑物的竖向运输设备等服务设施对结构设计在某些情况下也会有重大影响。
2 结构布置.18点汇总
1点: 合理选择结构体系,高烈度区可采用“隔震”“耗能减震”技术。
(应根据建筑平面布置、竖向布置和使用功能要求合理选择结构体系,如美国纽约102层的帝国大厦采用的是框架-剪力墙体系,用钢量为206 kg/m2;而芝加哥110层的西尔斯大厦,采用束筒体系,用钢量仅161 kg/m2,比帝国大厦降低了20%。
2点:结构布置
影响建筑物结构用钢量的因素,首先是建筑物的体型(平面长度尺寸及长宽比、竖向高宽比、立面形状等),其次是柱网尺寸、层高以及主要抗侧力构件所在位置等。
3点:控制平面长度尺寸,合理设缝。
(即结构单元是否超长当建筑物较长,而结构又不设永久缝时就成为超长建筑。超长建筑由于必须考虑混凝土的收缩应力和温度应力,它相对于非超长建筑(主要对待的仅是荷载产生的应力),其单位面积用钢量显然要多些)
4点:控制平面长宽比。
(平面长宽比较大的建筑物,不论其是否超长,由于两主轴方向的动力特性(也即整体刚度)相差甚远,在水平力(风力或地震)作用下,两向构件受力的不均匀性造成配筋不均。使得其单位面积用钢量相对于平面长宽比接近1.0的建筑物要多,这是不言而喻的。)
5点: 控制竖向高宽比。
(这主要针对高层建筑而言,为了保证结构的整体稳定并控制结构的侧向位移,势必要设置较刚强的抗侧力构件来提高结构的侧向刚度,这类构件的增多自然使得用钢量增多。)
6点:竖向体型应规则和均匀。
(即外挑或内收程度以及竖向刚度有否突变等。如侧向刚度从下到上逐渐均匀变化,则其用钢量就较少,否则将增多。较典型的、有竖向刚度突变的就是设置转换层的高层建筑。)
7点:平面形状应规则。
(若平面形状较规则,凸凹少则用钢量就少,反之则较多,平面形状是否规则不仅决定了用钢量的多少,而且还可以衡量结构抗震性能的优劣,从这点分析得知用钢量节约的结构其抗震性能未必就低。)
8点:柱网尺寸应均匀。
(包括柱网绝对尺寸及其疏密程度。它直接影响到梁板楼盖的结构布置。一般而言,柱网大的楼盖用钢量较多,反之虽则较少但同时因柱数增多而使柱构件用钢量增加,其中柱端及梁柱节点区内加密箍筋的增加量几乎占全部增加量的50%。柱网尺寸较均匀一致,不仅使结构(包括柱和梁)受力合理,而且其用钢量要比柱网疏密不一的要节省。)
9点:控制层高。
(对于高层建筑而言。层高与用钢量之间很难确定某种关系,换言之不能肯定层高对用钢量的影响究竟有多大。就柱的箍筋而言总高度相同的建筑物,层高较小即层数较多,其配筋量反而较多,但按单位面积摊销后其用钢量可能反而更少。至于跨层柱,由于其受力的复杂性以及截面较大,用钢量一般比正常层高的柱要多。在满足建筑功能的前提下,适当降低层高,会使工程造价降低。有资料表明:层高每下降10厘米,工程造价降低1%左右,墙体材料可节约10%左右。)
10点:抗侧力构件位置。
(刚度中心与质量中心相重合或靠近,或者抗侧力构件所在位置能产生较大的抗扭刚度,结构的抗扭效应小,因而结构整体用钢量就少,反之则多。)
11点:采用新型楼盖体系
(楼盖体系是建筑结构的基本组成部分之一,其重量占整个房屋重量的22%左右。楼盖结构多次重复使用,其累计质量占建筑总质量的很大比例。降低楼盖质量,可大幅度减轻建筑总质量,从而减轻地震作用;同时,还可降低墙、柱及基础的造价。降低楼盖体系自身高度,不仅可减少层高,节约建筑空间,还可降低围护结构、管线材料及施工机具的费用。目前,国内外常见的钢筋混凝土楼盖体系有如下几种:①现浇梁板式楼盖;②井字楼盖;③无梁楼盖;④预应力框架扁梁密肋楼盖;⑤无粘结预应力无梁楼盖。钢筋用量最少的是无粘结预应力无梁楼盖、其次是预应力框架扁梁密肋楼盖,钢筋用量最多的是井字楼盖和现浇梁板式楼盖。近年出现了许多新研制的楼盖系统,钢筋用量减少10%~30%。)
(当前流行的豪宅大面积客厅,其空间面积达40~60 m2,甚至更大,如此板块采用普通混凝土平板,即使施加了预应力,其用钢量都会较多,其主要原因是板的跨度和自重均较大。大跨度由使用功能决定而无法改变,要节省用钢量,只能往“自重”上考虑,即改变楼板的结构形式。采用先进技术的现浇双向空心楼板、加轻质填充块的双向密肋楼板都是可以考虑的途径。)
12点:梁布置时不必每幅墙下都布置梁
(有时一些小板块上的隔墙,即使把隔墙荷载等效为板面荷载,其计算结果也是构造配筋。当板跨小、布梁多时使用钢量肯定会增多,而且可能使楼面荷载多次传递,造成受力不合理。)
13点:计算参数
1 结构抗震等级和柱的单双偏压计算模式等设计参数对含钢率有较大影响,应认真结合规范和具体工程情况进行选择。
14点:计算振型数应合理
(用来判断参与计算振型数是否够的重要概念是有效质量系数,《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.1.13条规定B级高度高层建筑结构有效质量系数应不小于0.9,《建筑抗震设计规范》第5.2.2条条文说明中建议有效质量系数应不小于0.9。一般来讲当有效质量系数大于0.9时,基底剪力误差小于5%,所以满足规范要求即可没有必要过多增加振型数,使计算用时增加和计算书增厚。)
15点:周期折减系数
(周期折减系数的取值直接影响到竖向构件的配筋,如果盲目折减,势必造成结构刚度过大,吸收的地震力也增大,最后柱配筋随之增大。)
16点:偶然偏心
(《高规》规定,高层建筑在计算位移比时应考虑偶然偏心的影响、计算单项地震作用时应考虑偶然偏心的影响。根据规范要求高层结构在计算时均应考虑偶然偏心的影响,考虑偶然偏心后结构墙及梁用钢量将增加3%左右。)
17点:双向地震扭转效应
(《高规》规定质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响。在实际工程中要求在刚性楼板假定及偶然偏心荷载作用下位移比不小于1.2时应考虑双向地震作用。考虑双向地震作用后结构配筋一般增加5%~8%,单构件最大可能增加1倍左右,可见双向地震作用对结构用钢量影响较大。控制高层结构位移比不超标是是否考虑双向地震作用的关键,也是控制钢筋用量的关键环节。)
18点:斜交抗侧力构件方向的附加地震作用
(《抗震规范》第5.1.1.2条规定,有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15o时应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。考虑多方向地震对构件配筋有明显的影响,配筋平均增加5%左右。)
3 荷载取值.5点汇总
1点:活载应根据建筑功能严格按《建筑结构荷载规范》GB50009和《全国民用建筑工程设计技术措施》取值,不要擅自放大,对于一些特殊功能的建筑(规范未做规定的),应会同甲方共同测算活荷载的取值或按《建筑结构荷载规范》条文说明4.1.1条酌情取值。对于《建筑结构荷载规范》第4.1.2条可折减的项目,应严格按所列系数折减,尤其是消防车活载。对工业建筑,原则上应按工艺设计中设备的位置确定活载取值,活载不折减。如果按GB50009—2001附录C取值,活载也不折减,但应分别对板、次梁及墙柱基础取不同值进行分步计算,取相应的计算结果对各构件配筋。动力荷载应成乘以相应的动力放大系数。
2点:恒载可以由构件和装修的尺寸和材料的重量直接计算,材料的自重可采用《建筑结构荷载规范》。恒荷载计算应当准确。在计算填充墙线荷载应扣除上一层梁高及门窗洞口部分重量。
(建筑结构的恒载在计算时要充分考虑使用功能。目前房地产开发前景广阔,但是开发楼盘的使用功能往往是一个未知数,既就是商品住宅也要考虑装修面层的做法,水泥地面、水磨石、地板砖(湿铺:水泥沙浆粘贴;干铺:细石混凝土加水泥浆粘贴)、木地板、大理石、花岗岩等等应有尽有,怎样选定合理的荷载取值要充分的了解市场需要,不能盲目选用大值,这样才能使设计安全可靠经济适用。)
3点:建筑结构的水平荷载主要是风荷载和地震作用(工业建筑中还有吊车荷载、动力荷载等),计算依据是《建筑结构荷载规范》和《建筑结构抗震设计规范》。
4点: 在建筑结构计算时要合理的考虑使用荷载组合,使得使用荷载合理有效,结构在设计合理使用年限内处于安全状态。
5点:墙体材料:应采用轻质材料,以减轻建筑自重。
(房屋越高,建筑自重越大,引起的水平地震作用越大,对竖向构件的地基造成的压力也越大,从而带来一连串的不利影响。因此,目前在高层建筑中,已大量推广应用轻型隔墙、轻质外墙板,以及采用陶粒、火山渣等为骨料的轻质混凝土,以减轻建筑自重。这些都能减少结构的用钢量。隔墙费用占房屋造价的12%左右。同济大学建筑设计研究院针对一座上海地区正在建造的28层剪力墙结构的高层住宅建筑作了采用石膏板内隔墙系统与传统砖石混凝土墙体系统的造价和经济性比较。研究表明,在高层住宅建筑中采用轻质石膏板内隔墙体系,主要的土建结构造价(包括楼板、外墙、内墙、梁、基础结构体系等)比传统砖石混凝土体系的土建结构造价降低10%,建筑工程的总造价降低4.27%。)
4、构件设计.55点汇总
1点: 板
板钢筋应采用高强度钢筋(冷轧带肋,三级钢),合理选择楼板的混凝土强度等级。
(弯构件最小配筋率不应小于0.2和45ft/fy中的较大值,表明提高钢筋的强度可减小配筋率。 板用冷轧带肋钢筋代替普通钢筋用钢量节约率可达20%。混凝土强度等级低则构造配筋就小,反之则大)
2点:宜采用塑性理论计算板的配筋,然后根据建筑不同使用功能进行一些适当的调整。
(按《混凝土结构设计规范》5.3.1与5.3.2条规定,板块可以使用塑性理论来计算,同时应满足正常使用极限状态的要求或采取有效措施。用PKPM软件对板配筋结果对比显示,双向板用塑性理论计算得到的配筋结果比用弹性理论计算得到的配筋结果少30%左右。对于使用塑性理论计算降低配筋后会对板块的裂缝产生不利影响的问题,中国建筑科学研究院主编的《混凝土结构设计规范算例》一书第191页的一段话:“在民用建筑中,楼层的现浇楼板,大多数为双向板。其计算方法,主要有弹性方法及塑性方法两种。北京市建筑设计研究院习惯采用塑性方法计算,至今已有50年历史,尚未发现有因按塑性方法设计而发生安全问题。至于近来常发现的楼板裂缝问题,原因众多,建筑材料、施工方法等等,皆可能导致楼板开裂。我们认为,计算方法不是楼板裂缝的原因。”)
3点: 合理控制现浇板的跨度,应使板的配筋由内力控制而非按构造配筋。
(楼板的配筋与板跨、梁的平面布置形式和荷载等因素密切相关,针对具体的需要,设计合理的梁平面布置,使得楼板厚度和配筋处于一个合理的范围是设计应做的。一般住宅类剪力墙结构,板跨的划分多由房间布置决定,结构可调整的余地不大。)
(现浇混凝土板的厚度通常在100mm以上,在此条件下宜将板跨增大,使其配筋由内力控制而非构造配筋。对于公共建筑的楼层,如结构单元两向主轴尺寸相近,则以两向井字次梁布置;如两向主轴尺寸相差甚大,则区分主、次框架。以典型的楼盖布置,其中板跨控制在约3米左右,板厚取100mm。对于住宅建筑,在3~4.5米正常开间情况下,楼板厚度为100~120mm应尽量增大板跨。)
4点: 现浇板宜做成双向板。
(双向板相对单向板要经济。按PKPM计算模型板边跨采用简支计算, 配筋结构为0,即构造配筋,按《混凝土结构设计规范》10.1.7条可以布置Ф8@200的构造钢筋,而不是采用最小配筋率得到的配筋。PKPM成图也是如此,单向板非受力边亦需要配置Ф8@200的构造钢筋,造成浪费,这样也可以节约一点板的钢筋用量。)
5点:对于大跨度双向板,由于板底不同位置的内力存在差异,设计中不宜以最大内力处的配筋贯通整跨和整宽,为了节省钢筋,应该分板带配筋。
6点: 当板底钢筋较密时,不需将每根钢筋都伸入支座,其中约半数钢筋可在支座前切断。
7点: 当板面需要采用贯通面筋时,贯通筋的配筋通常不需要超过规定的最小配筋率,支座不足时再配以短筋。
8点:梁
梁应采用高强度钢筋(三级钢),合理选取混凝土强度。
(梁配筋大多由内力控制,但仍有小部分由最小配筋(箍)率控制。从梁主筋最小配筋率ft/fy及梁箍筋配箍率ft/fyv中可以看出,要使梁的用钢量不太高,一是混凝土强度等级不宜过高,二是采用高强度钢筋,前者不仅可降低最小配筋(箍)率,更重要的是有利于作为受弯构件的梁的抗裂性能。梁用三级钢代替二级钢用钢量节约率约14%左右。)
9点:梁计算参数的取值上弯矩放大系数及配筋放大系数取1.0。在后期施工图设计时再针对薄弱的部分比如悬挑梁等进行适当的放大,提高其安全储备。
(梁弯矩放大系数是程序开发早期为没有做活载最不利布置而设定的,目前国内常用的结构计算软件如pkpm、广厦等均有活载不利布置的功能,故该系数不再需要放大。且楼面本身荷载和梁荷均已经乘以大于1的分项系数,梁计算中即使不放大也已经存在足够的安全储备,没有必要再对弯矩放大系数及配筋放大系数进行放大)
10点: 梁的归并系数要取小。严格按照计算配筋,配筋误差超筋值宜控制在5%以内。
(否则通过归并后虽然减少了结构的工作量,但梁配筋就会增加。)
11点:依据《高层建筑混凝土结构技术规程》5.3.4条计算时考虑梁柱节点刚域作用,可以降低梁的配筋1~2%。
12点:依据《建筑抗震设计规范》6.3.3.3条规定,尽量避免梁端纵向受拉钢筋配筋率>2%,从而造成箍筋用量增加。
13点:合理设计梁截面。尽量避免梁宽≥350,否则箍筋按构造须采用4肢箍,造成箍筋用量增加。增加梁高可以降低梁面及梁底的配筋量,但箍筋量也有所增加。
14点:对截面宽度较小的梁,当配筋量较大时往往需要放2~3排钢筋,无疑将减小梁的有效高度,因此当不影响使用或建筑空间观感时,梁宽宜略为放大,尽量布置成单排主筋,尤其是梁截面高度不太大时,以达到节省钢筋的目的。
15点:除非由内力控制计算梁的截面要求比较高,否则不要轻易取大于600mm梁高,这样避免配置一些腰筋。对于粱宽不大于250mm的梁,如果腰筋间距取200,腰筋直径宜取10。(按规范计算,先确定间距,再确定面积)
16点:梁配筋除了框架梁、连梁外,其余均不设通长负筋(短梁除外)。井式梁次梁也不设通长负筋,宜设置为架立筋+支座负筋的形式。直径大于14的架立筋要求与支座负筋按照受拉搭接。框架梁的通长筋尽可能只有2根,尽可能采用小直径通长筋。
根据《混凝土结构设计规范》的第10.2.15条,可在非框架梁内采用直径为8~12mm的架立钢筋;根据第11.3.7条,可在框架梁上部采用直径为12~14mm的通长钢筋,通长钢筋与梁支座上部负筋的连接做法按平法及规范要求施工。)
17点:梁合理的配筋率应是在1.0%至1.5%,应该尽量减少接近最大配筋率的梁。
18点:悬挑长度较大的悬臂梁, 当面筋较多时,除角筋需伸至梁端外,其余尤其是下排钢筋均可在跨中切断。
(悬臂梁不论其承受的是均布荷载还是梁端集中荷载,其弯矩内力都是急剧下降的,因此当面筋较多时,除角筋需伸至梁端外,其余尤其是下排钢筋均可在跨中切断,既节省钢筋又方便施工,是一种确实可行的方法。)
19点:柱
20点:柱宜采用高强混凝土,钢筋宜采用二级钢或三级钢。
21点:柱截面尺寸太小应合理,轴压比不宜太接近限值,应使大部分柱配筋由构造配筋而非内力配筋控制。
(这不仅可减少配筋,而且还能较易实现强柱弱梁的要求。此时柱主筋就可以按规定的最小配筋率或比其略高的配筋率选择主筋规格,纵筋配置也应有适当余量,角筋可选择较大直径,其他纵筋根据计算要求设计即可。在构造配筋的情况下柱截面不宜太大,否则会增加构造上的用钢量)
22点: 对于高层建筑的柱箍筋主张采用HRB335甚至HRB400 ,尽量避免采用HPB235。
(至于柱箍筋的体积配筋率,由公式ρv≥λv·fc/fyv中可以看出,采用高强度钢筋比低强度钢筋更可节省用钢量。)
23点:尽量使梁对柱中布置,减少柱子的偏心。
(也就减少了柱子的纵筋量)
24点:剪力墙
25点:柱宜采用高强混凝土,边缘钢筋宜采用二级钢或三级钢,分布钢筋宜采用一级、二级钢。
(需要指出的是,抗震墙约束边缘构件中的箍筋配筋量也与钢筋的抗拉强度有关,因此为使其配箍直径不过大、箍筋肢距不过密,使其配箍量不太高,宜采用HRB335或HRB400钢筋。抗震墙中的墙段竖向分布筋通常都不是由内力控制,其作用主要是固定水平分布筋,防止墙面出现水平收缩裂缝,故其间距通常取200 mm,最小直径8 mm,仅需满足最小配筋率,不必随意提高其配筋量)
26点:应合理布置剪力墙、截面取值应合理,使其配筋由构造配筋而不是内力控制配筋,这样其节点区主筋、箍筋以及墙段的水平分布筋的配筋率都按规范规定的最小配筋率配置。
27点:结构设计中应严格区分抗震墙的加强部位和非加强部位。
28点:剪力墙的竖向分布钢筋一般情况下均为构造钢筋,在设计时只需满足规范要求的最小配筋率即可,不必随意放大配筋。
(竖向分布钢筋主要作用为固定水平分布钢筋,防止墙体出现水平裂缝,通常间距取200mm,最小直径取8mm)
29点:高规对短肢剪力墙结构须提高其抗震等级和全截面纵筋的配筋率在底部加强区和其他部分分别不宜小于1.2%,1.0%规定的前提条件,是基于短肢剪力墙较多的结构,不是则可不执行该条文。
30点:基础
40点:基础方案应“因地制宜”,必须根据工程场地的地质条件,施工条件以及经济性的高低来决定。一般情况下,如果天然地基的承载力能够满足上部荷载要求,优先选用天然地基上的基础。
(相同类型的建筑物所处的场地情况和基础型式不同,其用钢量也有相当大的差别。当场地地质条件较好时,其基础用钢量就很少,相反则较多,这“多”与“少”的差别有时为十几或几十个百分点,有时则可能是数倍。建筑物能采用天然地基基础而不必采用桩基础,从技术角度衡量是先进的,但从材料耗用量特别是用钢量方面,有时采用桩基础反而更经济,对这一点许多有经验的结构工程师都有切身体会。因此,在比较建筑物单位面积用钢量时,必须将地下结构与地上结构分别计算,否则将得不出实质性的结论。)
50点:灌注桩配筋:桩基规范规定:桩径为0.3~2m时,正截面配筋可取0.65%~0.2%。以考虑施工的便利。可按如下人工挖孔桩配筋表选用。
51点:基桩的配筋长度,应遵循一般规定和遇到特殊地质条件的特殊要求(如:纵筋须穿越可液化和软弱土层等)。钢筋长度却由抗拔控制,在满足抗拔计算要求后,若理论计算满足抗拔的桩长距桩底尚有一定深度,纵筋可不必要求一通到底。
52点:桩基规范明确规定:除了两桩承台和条形承台梁的纵筋须按照混凝土规范[2]中表9.5.1执行最小配筋率的规定外,其它情况均可按照0.15%控制。对联合承台或桩筏基础的筏板应按照整体受力分析的结果,采用“通长筋+附加筋”的方式予以设计。对承台侧面的分布钢筋,采用12@300的构造钢筋。
(为满足承台受剪受冲切,设计中应从加大承台厚度或提高承台混凝土强度等级着手,而不宜采用增加配筋来满足其抗剪或抗冲切要求,否则将使用钢量大增。由承台混凝土来满足抗剪抗冲切后,承台的配筋就可采用低配筋率而不应也没必要提高配筋率)
53点:地下室底板常规的做法为“独立基础(或桩基承台)+防水板”或筏板(桩筏)。也可采用“无梁楼盖+柱帽”的方案。底板的最小配筋率按0.15%控制。
(其主要理由为后者可适应于不规则柱网,基础刚度大,受力均匀,且与梁板式方案,其结构所占高度较小,故可减少基坑开挖深度,相应节约部分降水和基坑支护的费用。在某些情况下,底板采用倒无梁楼盖与倒梁板式方案比较,含钢量具有一定优势。对筒体等受力较大的区域可通过局部加大板厚和配筋的方式予以解决;无梁楼盖+柱帽的形式也比较符合实际受力机理,故对地下室底板设计时,该方案可建议作为优选方案之一。另外,底板的最小配筋率有别于上部结构,可依据混凝土规范第9.5.2条的规定,均可归为“卧置于底板地基上的混凝土板”)
54点:柱下独立基础,当基础尺寸大于3m是,主筋应缩短0.1b交错放置。
55点:构造措施:
结构的构造措施对保证结构的安全性起到了重要的作用,也是结构概念设计的充分体现,规范对结构各构件的构造有详细规定,设计中必须严格执行,但擅自提高标准也是完全没有必要的。
5、万科对工程项目的材料用量分析、比较及优化措施:
平面布置优化.2点汇总
1点:建筑平面尽量规则不超限;剪力墙结构的高宽比不宜超过6;尽量不设转换层,尤其是高位转换;高度尽量取上限(如剪力墙结构做80或100m,7度区);层高宜取2.9m。
2点:平面布置剪力墙尽量对齐。
地下室底板优化.6点汇总
1点:有条件时应做成无梁板,利用承台或独立柱基作为柱帽,通过调整尺寸来优化配筋。
2点:板上、下保护层厚度及裂缝宽度不一样,当计算软件中不能分别设置这些参数时,应至少计算两次,分别取相应条件下计算的配筋。
3点:板厚≥250mm,就不必另设拉梁,即使单柱单桩也设暗梁即可。
4点:当底板采用梁板式时,基础梁计算应充分考虑承台的作用。特别是裂缝宽度计算时,梁取承台边处的弯矩进行控制,承台算至柱边。
5点:所有构造按非抗震:箍筋不需要加密,可按90度弯钩,锚固、接头等一律按非抗震要求。
6点:如无抗浮等需要,底板也可不挑出外墙。
地下室顶板.商业楼层优化.8点汇总
不同的柱网、荷载、层高限制等,会有不同的结论。由于影响因素很多,到目前为止,没有一个非常准确、清晰的结论。一般是在给定的前提条件下,再进一步优化是比较现实的,但以下几点是相对比较明确的:
1点:跨度大的连续梁采用加腋一般是比较经济的;注意直接用SATWE计算时,由于板荷载传递方式改变,可能会偏不安全。对大板影响较大,中间有次梁布置时则影响不大。设计人应注意复核。
4点:荷载大的,根据不同的数值,分别采用十字次梁和井字次梁。梁截面尽量高、窄(如350×800不如用300×900)。
5点:对有条件的大屋面采用结构找坡,既容易保证防水质量,又能减轻荷载,对节约造价有好处,缺点是施工麻烦。
6点:梁裂缝应算到柱边,注意与考虑刚域不同。
7点:人防顶板用塑性计算。板与梁整体现浇时,跨中截面的计算弯矩可乘0.7的折减系数;无梁楼盖可乘0.9的折减系数。
8点:除承受动荷载及要求不出现裂缝的构件外,现浇楼板均可考虑塑性内力重分布。按弹性计算的弯矩,中间跨可乘0.8的折减系数,边跨双向板可乘0.9的折减系数,角区格不折减。
地下室外墙优化.6点汇总
1点:目前常用静止土压力计算外墙配筋。当地下室施工采用护坡桩时,外墙土压力计算可考虑护坡桩的有利影响,全部按主动土压力计算。
2点:外墙的室外地面荷载可取5KN/m2(包括可能停消防车的室外地面)。
3点:水头统一按抗浮水位取。
4点:一般在墙底、顶不需要设构造梁,当外墙下为桩基,桩中心距大于墙高度时,应按深梁计算配筋。
5点:外墙计算也可考虑塑性内力重分布。
6点:地下室外墙可采用压弯构件计算强度和裂缝,采用分离式配筋方法配置外侧竖向钢筋。
其他构件优化
梁钢筋问题.3点汇总
1点:上部钢筋采用搭接、架立等做法规范有条文,且设计人员也常用。需要注意的是:框架梁的贯通钢筋采用搭接并不一定经济。由于贯通钢筋要求按受拉搭接,搭接区箍筋要加密。一二级首先要满足1/4的要求,一般钢筋直径大于18,梁净跨大于4米采用搭接才经济;三四级及非抗震框架梁的钢筋直径不小于16,梁净跨大于4米搭接才经济。另外在连续梁长短跨相差1倍时,短跨其实已不存在搭接的问题了。建议负筋用两种规格,小直径的钢筋通长。次梁上部跨中均用架立筋。
2点:底部钢筋以前一般是无争议的所有截面钢筋都一样。目前有的工程开始尝试地步钢筋在靠近支座附近部分截断。最近几年公司做的工程在地下室顶板次梁上用的较多。另外还有一种情况,就是一般标准层上的框架梁,其受力形态比较接近连梁时,计算结果是底部支座处比跨中钢筋面积大较多。因此有的咨询公司及甲方要求采用和上部支座钢筋的做法一样,在底部支座也用附加钢筋或搭接的方式。这种情况在框筒结构中更明显,规范对此没有相应规定,理论上可以。
3点:箍筋间距不一定要取50的倍数,满足计算及构造即可。目前一般次梁均按主梁输入,次梁也可以根据计算结果分加密、非加密区。如用Ⅰ级钢的箍筋间距很密时,应改用Ⅱ级钢(如¢8@100不如用φ10@200)。有条件时尽量采用Ⅲ级钢。
墙钢筋问题.2点汇总
1点:暗柱纵筋间距问题。对构造边缘构件规范仅提到箍筋的无支长度不应大于300mm的要求,导致暗柱纵筋间距大量采用300mm,反而比墙体分布筋间距还大。
2点:剪力墙截面高度与厚度之比为5~8,但两侧有跨高比不大于2.5的连梁或翼墙,可以不按短肢墙。
计算问题.7点汇总
1点:连梁是按开洞还是按节点输。这实际是程序的两种处理方式。由于方法不同,得出的刚度也相差较大。按理说如果所有尺寸等前提条件一样,结论应该也是一样的。但由于目前程序的模型假定是建立在很多简化的基础上,开洞处理比节点处理得出的整体刚度普遍大得多,而剪力墙的多少又直接影响造价。对于以追求低成本而赢利的不少开发商就要求只要能符合条件的就按开洞处理。曾经与PKPM开发部沟通过,他们认为当跨高比不大于3时用开洞处理才比较合适,其它的建议用节点处理。广东省高规补充规定要求当跨高比不大于2才可以用开洞处理。
2点:剪力墙的长度在规范有不宜大于8m的规定,条纹解释的很清楚,剪力墙宜设计成高宽比大于2的细高剪力墙,这样容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙。对于高度较大的剪力墙(如大量的接近100m的住宅等),超过8m的剪力墙未必不可以,关键是要避免应力过于集中到某片剪力墙(如只有个别墙肢大于8米而大多数为较小墙肢,一旦遭受强烈地震,大墙肢首先破坏,仅分担较小剪力的小墙肢就会被各个击破)。在高层公寓设计中常遇到此问题,适当加长某段墙就可以减少整体墙的数量。
3点:为了位移指标接近规范低限而在剪力墙上开洞不一定经济,开洞虽然减少了洞口的混凝土及墙筋,但增加了两侧的暗柱及连梁,一般洞口要大于2米两侧还是普通墙时才可能节省。
4点:复杂高层的顶部6~10层砼可用C25,可以减少部分箍筋用量。如箍筋已用Ⅲ级钢就意义不大,因为C25锚固搭接长度会加大。
5点:为满足梁钢筋锚固而在剪力墙端头加横向拐头(在计算中又未体现),该处未按暗柱的整体配筋而单独按节点的方式配。该做法有点类似混凝土凸窗梁上反节点做法,但由于竖向构件有应力累加的影响。应属不太合理的做法。
6点:梁超筋或钢筋多不易排放时,通过水平加腋方式解决,但模型应按实际情况输入后再复核。
7点:精确计算荷载,包括面层厚度、扣除门窗洞口等。
基础问题
1点:桩基设计时,布桩应遵循“直接和就近”的原则,减少传力的路径和环节,严格控制布桩系数,不人为放大布桩系数。
2点:灌注桩的配筋,可参考标准图集减小;位于二a类环境中稳定地下水位中的抗拔桩裂缝宽度按0.3mm控制,不需要取0.2mm。
3点:筏板下部拉通筋可按0.15%控制,不够再附加。
制图问题.8点汇总
1点:标准层梁配筋应多分段,对于跨度较短,水平力作用下,内力沿竖向变化较大时,应采用列表法,细分各层“短跨”梁的配筋。
2点:采用结构斜板找坡,取消建筑找坡后,可以有效减轻结构荷载,同事对建筑防水质量有益,这种方式主要用于地下室顶板及商业等屋顶。另外一种方式是在结构平板上用混凝土找坡,施工时一次浇筑,虽然加大了荷载重量,但对防水质量同样比较好,也是不少开发商所乐意采纳的。这种主要用于要求板底是平的,如住宅等。
3点:细化较大跨板的配筋。对于跨度较大的板(如短跨大于5m)或有托柱集中力的板,可采用平面分段配筋的方式,减小非跨中区域或非集中力区域的配筋,以控制钢筋用量。 厨房、卫生间等板跨不大时,墙下尽量不设梁,若需设梁时,100厚墙下梁宽尽量采用150。 建筑专业无特殊要求时,阳台的封口梁宽尽量用150。 小阳台边、凸窗侧边砌墙时,不一定要设挑梁,可采用墙下局部加厚的做法,见下图。
4点:对隔墙下另设附加钢筋的做法值得商榷,因为计算已考虑隔墙荷载,施工也会有偏差。
5点:梁、板、柱、墙纵筋及箍筋有条件时尽量采用Ⅲ级钢。
6点:屋面女儿墙采用砌体做法(采用灰砂砖加构造柱),根据图集《砌体填充墙结构构造》做法,在满足一定高度及构造做法是可行的,但做法少用,有的地区明确规定禁止使用
7点:连梁宽度超过墙厚,以垂直墙体方向的梁为宽出部分的支座,做法值得商榷。
8点:梁在墙端头的锚固长度不足时,梁伸过墙后面再做个甩头。理论应该可以,但比较少用。
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混凝土结构
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