結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性控制標(biāo)準(zhǔn)

1、結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性控制措施1、建筑方案的早期協(xié)作從方案設(shè)計(jì)開始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師應(yīng)盡早參與到方案設(shè)計(jì)中,要在平面布置、立面造型、柱網(wǎng)尺寸等方面提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師的建議和要求,以求在后期的施工圖設(shè)計(jì)中為降低結(jié)構(gòu)用鋼量掌握主動(dòng)權(quán)。方案設(shè)計(jì)應(yīng)該控制以下要點(diǎn): （建筑物的體量，包括平面尺寸，柱網(wǎng)尺寸，層高，總高度等因素，決定了結(jié)構(gòu)的形式，因而也就決定了結(jié)構(gòu)的造價(jià)范圍。）1.1 建筑平面布置上力求方正，盡量避免出現(xiàn)平面不規(guī)則， 控制平面長(zhǎng)寬比，房間(板塊)分隔不要相差太大。（盡量避免出現(xiàn)平面不規(guī)則,這就可以少布置或不需要布置抗扭構(gòu)件來(lái)降低鋼筋的使用量; 控制平面長(zhǎng)寬比：平面長(zhǎng)寬比較大的建筑物,由于兩主軸方向的整體剛

2、度相差甚遠(yuǎn),在水平力作用下,兩向構(gòu)件受力的不均勻性造成配筋不均,增加鋼筋用量。房間(板塊)分隔不要相差太大,相鄰板塊相差越大會(huì)導(dǎo)致計(jì)算負(fù)筋增大。）1.2 建筑物的體型規(guī)整，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和水平承載力沿高度宜均勻變化,層高相差不要太大。（避免因?yàn)閷娱g剛度比不滿足規(guī)范要求而增加抗側(cè)力構(gòu)件,從而提高鋼筋用量）1.3立面上盡量少作一些通過(guò)鋼筋累積起來(lái)的復(fù)雜構(gòu)架、外凸較大的線條大樣等。（對(duì)抗震及提高承載力沒(méi)有任何幫助而只會(huì)提高鋼筋用量的構(gòu)件建議建筑通過(guò)配色或者簡(jiǎn)約的線條來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑物的美觀?；蛘咄ㄟ^(guò)設(shè)計(jì)一些二次裝修的玻璃幕墻、玻璃頂棚、鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架來(lái)完善建筑的功能和保持造型的新穎）1.4 采暖、通風(fēng)、給排水

3、、電力及建筑物的豎向運(yùn)輸設(shè)備等服務(wù)設(shè)施對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在某些情況下也會(huì)有重大影響。2 結(jié)構(gòu)布置2.1 合理選擇結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)建筑平面布置、豎向布置和使用功能要求合理選擇結(jié)構(gòu)體系2.2 結(jié)構(gòu)布置影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的因素，首先是建筑物的體型（平面長(zhǎng)度尺寸及長(zhǎng)寬比、豎向高寬比、立面形狀等），其次是柱網(wǎng)尺寸、層高以及主要抗側(cè)力構(gòu)件所在位置等。2.2.1控制平面長(zhǎng)度尺寸，合理設(shè)縫。（即結(jié)構(gòu)單元是否超長(zhǎng)當(dāng)建筑物較長(zhǎng)，而結(jié)構(gòu)又不設(shè)永久縫時(shí)就成為超長(zhǎng)建筑。超長(zhǎng)建筑由于必須考慮混凝土的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，它相對(duì)于非超長(zhǎng)建筑（主要對(duì)待的僅是荷載產(chǎn)生的應(yīng)力），其單位面積用鋼量顯然要多些）2.2.2控制平面長(zhǎng)寬比。2.2

4、.3 控制豎向高寬比。2.2.4豎向體型應(yīng)規(guī)則和均勻。2.2.5平面形狀應(yīng)規(guī)則。（若平面形狀較規(guī)則,凸凹少則用鋼量就少,反之則較多,平面形狀是否規(guī)則不僅決定了用鋼量的多少,而且還可以衡量結(jié)構(gòu)抗震性能的優(yōu)劣,從這點(diǎn)分析得知用鋼量節(jié)約的結(jié)構(gòu)其抗震性能未必就低。）2.2.6柱網(wǎng)尺寸應(yīng)均勻。2.2.7控制層高。2.2.8抗側(cè)力構(gòu)件位置。（剛度中心與質(zhì)量中心相重合或靠近,或者抗側(cè)力構(gòu)件所在位置能產(chǎn)生較大的抗扭剛度,結(jié)構(gòu)的抗扭效應(yīng)小,因而結(jié)構(gòu)整體用鋼量就少,反之則多。）2.3 采用合理的樓蓋體系2.4梁布置時(shí)不必每幅墻下都布置梁（有時(shí)一些小板塊上的隔墻,即使把隔墻荷載等效為板面荷載,其計(jì)算結(jié)果也是構(gòu)造配筋

5、。當(dāng)板跨小、布梁多時(shí)使用鋼量肯定會(huì)增多,而且可能使樓面荷載多次傳遞,造成受力不合理。）2.5 計(jì)算參數(shù)1 結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)和柱的單雙偏壓計(jì)算模式等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)含鋼率有較大影響，應(yīng)認(rèn)真結(jié)合規(guī)范和具體工程情況進(jìn)行選擇。2 計(jì)算振型數(shù)應(yīng)合理（用來(lái)判斷參與計(jì)算振型數(shù)是否夠的重要概念是有效質(zhì)量系數(shù)，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第5.1.13條規(guī)定B級(jí)高度高層建筑結(jié)構(gòu)有效質(zhì)量系數(shù)應(yīng)不小于0.9，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第5.2.2條條文說(shuō)明中建議有效質(zhì)量系數(shù)應(yīng)不小于0.9。一般來(lái)講當(dāng)有效質(zhì)量系數(shù)大于0.9時(shí)，基底剪力誤差小于5%，所以滿足規(guī)范要求即可沒(méi)有必要過(guò)多增加振型數(shù)，使計(jì)算用時(shí)增加和計(jì)算書增厚。）3 周期折減系數(shù)（

6、周期折減系數(shù)的取值直接影響到豎向構(gòu)件的配筋，如果盲目折減，勢(shì)必造成結(jié)構(gòu)剛度過(guò)大，吸收的地震力也增大，最后柱配筋隨之增大。）4 偶然偏心（高規(guī)規(guī)定，高層建筑在計(jì)算位移比時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心的影響、計(jì)算單項(xiàng)地震作用時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心的影響。根據(jù)規(guī)范要求高層結(jié)構(gòu)在計(jì)算時(shí)均應(yīng)考慮偶然偏心的影響，考慮偶然偏心后結(jié)構(gòu)墻及梁用鋼量將增加3%左右。）5雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)（高規(guī)規(guī)定質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。在實(shí)際工程中要求在剛性樓板假定及偶然偏心荷載作用下位移比不小于1.2時(shí)應(yīng)考慮雙向地震作用?？紤]雙向地震作用后結(jié)構(gòu)配筋一般增加5%8%，單構(gòu)件最大可能增加1倍左右，可見(jiàn)

7、雙向地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)用鋼量影響較大?？刂聘邔咏Y(jié)構(gòu)位移比不超標(biāo)是是否考慮雙向地震作用的關(guān)鍵，也是控制鋼筋用量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。）6 斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向的附加地震作用（抗震規(guī)范第5.1.1.2條規(guī)定，有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15o時(shí)應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用?？紤]多方向地震對(duì)構(gòu)件配筋有明顯的影響，配筋平均增加5%左右。）3 荷載取值3.1活載應(yīng)根據(jù)建筑功能嚴(yán)格按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009和全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施取值，不要擅自放大，對(duì)于一些特殊功能的建筑（規(guī)范未做規(guī)定的），應(yīng)會(huì)同甲方共同測(cè)算活荷載的取值或按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范條文說(shuō)明4.1.1條酌情取值。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)

8、范第4.1.2條可折減的項(xiàng)目，應(yīng)嚴(yán)格按所列系數(shù)折減，尤其是消防車活載。對(duì)工業(yè)建筑，原則上應(yīng)按工藝設(shè)計(jì)中設(shè)備的位置確定活載取值，活載不折減。如果按GB500092001附錄C取值，活載也不折減，但應(yīng)分別對(duì)板、次梁及墻柱基礎(chǔ)取不同值進(jìn)行分步計(jì)算，取相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果對(duì)各構(gòu)件配筋。動(dòng)力荷載應(yīng)成乘以相應(yīng)的動(dòng)力放大系數(shù)。3.2恒載可以由構(gòu)件和裝修的尺寸和材料的重量直接計(jì)算,材料的自重可采用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范。恒荷載計(jì)算應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確。3.3建筑結(jié)構(gòu)的水平荷載主要是風(fēng)荷載和地震作用(工業(yè)建筑中還有吊車荷載、動(dòng)力荷載等),計(jì)算依據(jù)是建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范和建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。3.4 在建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)要合理的考慮使用荷載組合

9、,使得使用荷載合理有效,結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)合理使用年限內(nèi)處于安全狀態(tài)。3.5 墻體材料：應(yīng)采用輕質(zhì)材料，以減輕建筑自重。4 構(gòu)件設(shè)計(jì)4.1 板4.1.1 板鋼筋應(yīng)采用高強(qiáng)度鋼筋（高延性冷軋帶肋CRB600級(jí)鋼筋或三級(jí)鋼），合理選擇樓板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。4.1.2合理控制現(xiàn)澆板的跨度，應(yīng)使板的配筋由內(nèi)力控制而非按構(gòu)造配筋。（樓板的配筋與板跨、梁的平面布置形式和荷載等因素密切相關(guān)，針對(duì)具體的需要，設(shè)計(jì)合理的梁平面布置，使得樓板厚度和配筋處于一個(gè)合理的范圍是設(shè)計(jì)應(yīng)做的。一般住宅類剪力墻結(jié)構(gòu)，板跨的劃分多由房間布置決定，結(jié)構(gòu)可調(diào)整的余地不大。）（現(xiàn)澆混凝土板的厚度通常在100mm以上，在此條件下宜將板跨增大,

10、使其配筋由內(nèi)力控制而非構(gòu)造配筋。對(duì)于公共建筑的樓層，如結(jié)構(gòu)單元兩向主軸尺寸相近，則以兩向井字次梁布置；如兩向主軸尺寸相差甚大，則區(qū)分主、次框架。以典型的樓蓋布置，其中板跨控制在約3米左右，板厚取100mm。對(duì)于住宅建筑，在34.5米正常開間情況下，樓板厚度為100120mm應(yīng)盡量增大板跨。）4.1.3 現(xiàn)澆板宜做成雙向板。4.1.4對(duì)于大跨度雙向板,由于板底不同位置的內(nèi)力存在差異,設(shè)計(jì)中不宜以最大內(nèi)力處的配筋貫通整跨和整寬,為了節(jié)省鋼筋,應(yīng)該分板帶配筋。4.1.5 當(dāng)板面需要采用貫通面筋時(shí),貫通筋的配筋通常不需要超過(guò)規(guī)定的最小配筋率,支座不足時(shí)再配以短筋。4.2 梁4.2.1 梁應(yīng)采用高強(qiáng)度鋼

11、筋（三級(jí)鋼），合理選取混凝土強(qiáng)度。4.2.2 梁計(jì)算參數(shù)的取值上彎矩放大系數(shù)及配筋放大系數(shù)取1.0。在后期施工圖設(shè)計(jì)時(shí)再針對(duì)薄弱的部分比如懸挑梁等進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?提高其安全儲(chǔ)備。4.2.3 梁的歸并系數(shù)要取小。嚴(yán)格按照計(jì)算配筋，配筋誤差超筋值宜控制在5%以內(nèi)。4.2.4 依據(jù)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程5.3.4條計(jì)算時(shí)考慮梁柱節(jié)點(diǎn)剛域作用,可以降低梁的配筋12%。4.2.5 依據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.3.3條規(guī)定,盡量避免梁端縱向受拉鋼筋配筋率>2%,從而造成箍筋用量增加。4.2.6 合理設(shè)計(jì)梁截面。盡量避免梁寬350,否則箍筋按構(gòu)造須采用4肢箍,造成箍筋用量增加。增加梁高可以降低梁面

12、及梁底的配筋量,但箍筋量也有所增加。4.2.7 對(duì)截面寬度較小的梁,當(dāng)配筋量較大時(shí)往往需要放23排鋼筋,無(wú)疑將減小梁的有效高度,因此當(dāng)不影響使用或建筑空間觀感時(shí),梁寬宜略為放大,盡量布置成單排主筋,尤其是梁截面高度不太大時(shí),以達(dá)到節(jié)省鋼筋的目的。4.2.8除非由內(nèi)力控制計(jì)算梁的截面要求比較高，否則不要輕易取大于600mm梁高，這樣避免配置一些腰筋。對(duì)于粱寬不大于250mm的梁，如果腰筋間距取200，腰筋直徑宜取10。（按規(guī)范計(jì)算，先確定間距，再確定面積）4.2.9 梁配筋除了框架梁、連梁外，其余均不設(shè)通長(zhǎng)負(fù)筋（4米跨內(nèi)短梁除外）。長(zhǎng)跨梁可考慮設(shè)置為架立筋+支座負(fù)筋的形式。直徑大于14的架立筋要

13、求與支座負(fù)筋按照受拉搭接?？蚣芰旱耐ㄩL(zhǎng)筋盡可能只有2根，盡可能采用小直徑通長(zhǎng)筋。該條設(shè)計(jì)前與甲方溝通是否較影響施工。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的第10.2.15條，可在非框架梁內(nèi)采用直徑為812mm的架立鋼筋;根據(jù)第11.3.7條，可在框架梁上部采用直徑為1214mm的通長(zhǎng)鋼筋，通長(zhǎng)鋼筋與梁支座上部負(fù)筋的連接做法按平法及規(guī)范要求施工。）4.2.10梁合理的配筋率應(yīng)是在1.0%至1.5%，應(yīng)該盡量減少接近最大配筋率的梁。4.3 柱4.3.1、柱宜采用高強(qiáng)混凝土，鋼筋宜采用三級(jí)鋼。4.3.2、柱截面尺寸太小應(yīng)合理，軸壓比不宜太接近限值，應(yīng)使大部分柱配筋由構(gòu)造配筋而非內(nèi)力配筋控制。（這不僅可減少配筋，而

14、且還能較易實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的要求。此時(shí)柱主筋就可以按規(guī)定的最小配筋率或比其略高的配筋率選擇主筋規(guī)格，縱筋配置也應(yīng)有適當(dāng)余量，角筋可選擇較大直徑，其他縱筋根據(jù)計(jì)算要求設(shè)計(jì)即可。在構(gòu)造配筋的情況下柱截面不宜太大，否則會(huì)增加構(gòu)造上的用鋼量）4.3.3. 對(duì)于高層建筑的柱箍筋主張采用HRB400 ,盡量避免采用HPB300。（至于柱箍筋的體積配筋率,由公式vv·fc/fyv中可以看出,采用高強(qiáng)度鋼筋比低強(qiáng)度鋼筋更可節(jié)省用鋼量。）4.3.4.盡量使梁對(duì)柱中布置,減少柱子的偏心。（也就減少了柱子的縱筋量）4.4 剪力墻4.4.1柱宜采用高強(qiáng)混凝土，邊緣鋼筋宜采用三級(jí)鋼，分布鋼筋可根據(jù)情況采用一級(jí)鋼或

15、三級(jí)鋼。（需要指出的是,抗震墻約束邊緣構(gòu)件中的箍筋配筋量也與鋼筋的抗拉強(qiáng)度有關(guān),因此為使其配箍直徑不過(guò)大、箍筋肢距不過(guò)密,使其配箍量不太高,宜采用HRB400鋼筋?？拐饓χ械膲Χ呜Q向分布筋通常都不是由內(nèi)力控制,其作用主要是固定水平分布筋,防止墻面出現(xiàn)水平收縮裂縫,故其間距通常取200 mm,最小直徑8 mm,僅需滿足最小配筋率,不必隨意提高其配筋量）4.4.2應(yīng)合理布置剪力墻、截面取值應(yīng)合理,使其配筋由構(gòu)造配筋而不是內(nèi)力控制配筋,這樣其節(jié)點(diǎn)區(qū)主筋、箍筋以及墻段的水平分布筋的配筋率都按規(guī)范規(guī)定的最小配筋率配置。4.4.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分抗震墻的加強(qiáng)部位和非加強(qiáng)部位。4.4.4剪力墻的豎向分布

16、鋼筋一般情況下均為構(gòu)造鋼筋，在設(shè)計(jì)時(shí)只需滿足規(guī)范要求的最小配筋率即可，不必隨意放大配筋。（豎向分布鋼筋主要作用為固定水平分布鋼筋，防止墻體出現(xiàn)水平裂縫，通常間距取200mm，最小直徑取8mm） 5.5 基礎(chǔ)4.5.1基礎(chǔ)方案應(yīng)“因地制宜”，必須根據(jù)工程場(chǎng)地的地質(zhì)條件，施工條件以及經(jīng)濟(jì)性的高低來(lái)決定。一般情況下，如果天然地基的承載力能夠滿足上部荷載要求，優(yōu)先選用天然地基上的基礎(chǔ)。4.5.2 灌注樁配筋：樁基規(guī)范規(guī)定：樁徑為0.32m時(shí)，正截面配筋可取0.65%0.2。以考慮施工的便利?？砂慈缦氯斯ね诳讟杜浣畋磉x用。4.5.3 基樁的配筋長(zhǎng)度，應(yīng)遵循一般規(guī)定和遇到特殊地質(zhì)條件的特殊要求(如：縱筋須

17、穿越可液化和軟弱土層等)。4.5.4樁基規(guī)范明確規(guī)定：除了兩樁承臺(tái)和條形承臺(tái)梁的縱筋須按照混凝土規(guī)范2中表9.5.1執(zhí)行最小配筋率的規(guī)定外，其它情況均可按照0.15%控制。對(duì)聯(lián)合承臺(tái)或樁筏基礎(chǔ)的筏板應(yīng)按照整體受力分析的結(jié)果，采用“通長(zhǎng)筋+附加筋”的方式予以設(shè)計(jì)。對(duì)承臺(tái)側(cè)面的分布鋼筋，采用12300的構(gòu)造鋼筋。 （為滿足承臺(tái)受剪受沖切，設(shè)計(jì)中應(yīng)從加大承臺(tái)厚度或提高承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)著手，而不宜采用增加配筋來(lái)滿足其抗剪或抗沖切要求，否則將使用鋼量大增。由承臺(tái)混凝土來(lái)滿足抗剪抗沖切后，承臺(tái)的配筋就可采用低配筋率而不應(yīng)也沒(méi)必要提高配筋率）4.5.5地下室底板常規(guī)的做法為“獨(dú)立基礎(chǔ)(或樁基承臺(tái))+防水板”或筏板(樁筏)。也可采用“無(wú)梁樓蓋+柱帽”的方案。底板的最小配筋率按0.15控制。（其主要理由為后者可適應(yīng)于不規(guī)則柱網(wǎng)，基礎(chǔ)剛度大，受力均勻，且與梁板式方案，其結(jié)構(gòu)所占高度較小，故可減少基坑開挖深度，相應(yīng)節(jié)約部分降水和基坑支護(hù)的費(fèi)用。在某些情況下，底板采用倒無(wú)梁樓蓋與倒梁板式方案比較，含鋼量具有一定優(yōu)勢(shì)。對(duì)筒體等受力較大的區(qū)域可通過(guò)局部加大板厚和配筋的方式予以解決；無(wú)梁樓蓋+柱帽的形式也比較符合實(shí)際受力機(jī)理，故對(duì)地下室底板設(shè)計(jì)時(shí)，該方案可建議作為優(yōu)選方案之一。另外，底板的最小配筋率有別于上部結(jié)構(gòu)，可依據(jù)混凝土規(guī)范第9.5.2條的規(guī)定，均可歸