結構經(jīng)濟性控制標準

1、結構經(jīng)濟性控制措施1、建筑方案的早期協(xié)作從方案設計開始結構設計工程師應盡早參與到方案設計中,要在平面布置、立面造型、柱網(wǎng)尺寸等方面提出結構設計工程師的建議和要求,以求在后期的施工圖設計中為降低結構用鋼量掌握主動權。方案設計應該控制以下要點: （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，決定了結構的形式，因而也就決定了結構的造價范圍。）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件來降低鋼筋的使用量; 控制平面長寬比：平面長寬比較大的建筑物,由于兩主軸方向的整體剛

2、度相差甚遠,在水平力作用下,兩向構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導致計算負筋增大。）1.2 建筑物的體型規(guī)整，結構的側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。（避免因為層間剛度比不滿足規(guī)范要求而增加抗側力構件,從而提高鋼筋用量）1.3立面上盡量少作一些通過鋼筋累積起來的復雜構架、外凸較大的線條大樣等。（對抗震及提高承載力沒有任何幫助而只會提高鋼筋用量的構件建議建筑通過配色或者簡約的線條來實現(xiàn)建筑物的美觀?；蛘咄ㄟ^設計一些二次裝修的玻璃幕墻、玻璃頂棚、鋼結構網(wǎng)架來完善建筑的功能和保持造型的新穎）1.4 采暖、通風、給排水

3、、電力及建筑物的豎向運輸設備等服務設施對結構設計在某些情況下也會有重大影響。2 結構布置2.1 合理選擇結構體系。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構體系2.2 結構布置影響建筑物結構用鋼量的因素，首先是建筑物的體型（平面長度尺寸及長寬比、豎向高寬比、立面形狀等），其次是柱網(wǎng)尺寸、層高以及主要抗側力構件所在位置等。2.2.1控制平面長度尺寸，合理設縫。（即結構單元是否超長當建筑物較長，而結構又不設永久縫時就成為超長建筑。超長建筑由于必須考慮混凝土的收縮應力和溫度應力，它相對于非超長建筑（主要對待的僅是荷載產(chǎn)生的應力），其單位面積用鋼量顯然要多些）2.2.2控制平面長寬比。2.2

4、.3 控制豎向高寬比。2.2.4豎向體型應規(guī)則和均勻。2.2.5平面形狀應規(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,而且還可以衡量結構抗震性能的優(yōu)劣,從這點分析得知用鋼量節(jié)約的結構其抗震性能未必就低。）2.2.6柱網(wǎng)尺寸應均勻。2.2.7控制層高。2.2.8抗側力構件位置。（剛度中心與質(zhì)量中心相重合或靠近,或者抗側力構件所在位置能產(chǎn)生較大的抗扭剛度,結構的抗扭效應小,因而結構整體用鋼量就少,反之則多。）2.3 采用合理的樓蓋體系2.4梁布置時不必每幅墻下都布置梁（有時一些小板塊上的隔墻,即使把隔墻荷載等效為板面荷載,其計算結果也是構造配筋

5、。當板跨小、布梁多時使用鋼量肯定會增多,而且可能使樓面荷載多次傳遞,造成受力不合理。）2.5 計算參數(shù)1 結構抗震等級和柱的單雙偏壓計算模式等設計參數(shù)對含鋼率有較大影響，應認真結合規(guī)范和具體工程情況進行選擇。2 計算振型數(shù)應合理（用來判斷參與計算振型數(shù)是否夠的重要概念是有效質(zhì)量系數(shù)，高層建筑混凝土結構技術規(guī)程第5.1.13條規(guī)定B級高度高層建筑結構有效質(zhì)量系數(shù)應不小于0.9，建筑抗震設計規(guī)范第5.2.2條條文說明中建議有效質(zhì)量系數(shù)應不小于0.9。一般來講當有效質(zhì)量系數(shù)大于0.9時，基底剪力誤差小于5%，所以滿足規(guī)范要求即可沒有必要過多增加振型數(shù)，使計算用時增加和計算書增厚。）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件的配筋，如果盲目折減，勢必造成結構剛度過大，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，高層建筑在計算位移比時應考慮偶然偏心的影響、計算單項地震作用時應考慮偶然偏心的影響。根據(jù)規(guī)范要求高層結構在計算時均應考慮偶然偏心的影響，考慮偶然偏心后結構墻及梁用鋼量將增加3%左右。）5雙向地震扭轉(zhuǎn)效應（高規(guī)規(guī)定質(zhì)量與剛度分布明顯不對稱、不均勻的結構，應計算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。在實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時應考慮雙向地震作用?？紤]雙向地震作用后結構配筋一般增加5%8%，單構件最大可能增加1倍左右，可見

7、雙向地震作用對結構用鋼量影響較大?？刂聘邔咏Y構位移比不超標是是否考慮雙向地震作用的關鍵，也是控制鋼筋用量的關鍵環(huán)節(jié)。）6 斜交抗側力構件方向的附加地震作用（抗震規(guī)范第5.1.1.2條規(guī)定，有斜交抗側力構件的結構，當相交角度大于15o時應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用?？紤]多方向地震對構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活載應根據(jù)建筑功能嚴格按建筑結構荷載規(guī)范GB50009和全國民用建筑工程設計技術措施取值，不要擅自放大，對于一些特殊功能的建筑（規(guī)范未做規(guī)定的），應會同甲方共同測算活荷載的取值或按建筑結構荷載規(guī)范條文說明4.1.1條酌情取值。對于建筑結構荷載規(guī)

8、范第4.1.2條可折減的項目，應嚴格按所列系數(shù)折減，尤其是消防車活載。對工業(yè)建筑，原則上應按工藝設計中設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，但應分別對板、次梁及墻柱基礎取不同值進行分步計算，取相應的計算結果對各構件配筋。動力荷載應成乘以相應的動力放大系數(shù)。3.2恒載可以由構件和裝修的尺寸和材料的重量直接計算,材料的自重可采用建筑結構荷載規(guī)范。恒荷載計算應當準確。3.3建筑結構的水平荷載主要是風荷載和地震作用(工業(yè)建筑中還有吊車荷載、動力荷載等),計算依據(jù)是建筑結構荷載規(guī)范和建筑結構抗震設計規(guī)范。3.4 在建筑結構計算時要合理的考慮使用荷載組合

9、,使得使用荷載合理有效,結構在設計合理使用年限內(nèi)處于安全狀態(tài)。3.5 墻體材料：應采用輕質(zhì)材料，以減輕建筑自重。4 構件設計4.1 板4.1.1 板鋼筋應采用高強度鋼筋（高延性冷軋帶肋CRB600級鋼筋或三級鋼），合理選擇樓板的混凝土強度等級。4.1.2合理控制現(xiàn)澆板的跨度，應使板的配筋由內(nèi)力控制而非按構造配筋。（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，針對具體的需要，設計合理的梁平面布置，使得樓板厚度和配筋處于一個合理的范圍是設計應做的。一般住宅類剪力墻結構，板跨的劃分多由房間布置決定，結構可調(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)力控制而非構造配筋。對于公共建筑的樓層，如結構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。對于住宅建筑，在34.5米正常開間情況下，樓板厚度為100120mm應盡量增大板跨。）4.1.3 現(xiàn)澆板宜做成雙向板。4.1.4對于大跨度雙向板,由于板底不同位置的內(nèi)力存在差異,設計中不宜以最大內(nèi)力處的配筋貫通整跨和整寬,為了節(jié)省鋼筋,應該分板帶配筋。4.1.5 當板面需要采用貫通面筋時,貫通筋的配筋通常不需要超過規(guī)定的最小配筋率,支座不足時再配以短筋。4.2 梁4.2.1 梁應采用高強度鋼

11、筋（三級鋼），合理選取混凝土強度。4.2.2 梁計算參數(shù)的取值上彎矩放大系數(shù)及配筋放大系數(shù)取1.0。在后期施工圖設計時再針對薄弱的部分比如懸挑梁等進行適當?shù)姆糯?提高其安全儲備。4.2.3 梁的歸并系數(shù)要取小。嚴格按照計算配筋，配筋誤差超筋值宜控制在5%以內(nèi)。4.2.4 依據(jù)高層建筑混凝土結構技術規(guī)程5.3.4條計算時考慮梁柱節(jié)點剛域作用,可以降低梁的配筋12%。4.2.5 依據(jù)建筑抗震設計規(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 合理設計梁截面。盡量避免梁寬350,否則箍筋按構造須采用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 對截面寬度較小的梁,當配筋量較大時往往需要放23排鋼筋,無疑將減小梁的有效高度,因此當不影響使用或建筑空間觀感時,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,以達到節(jié)省鋼筋的目的。4.2.8除非由內(nèi)力控制計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，其余均不設通長負筋（4米跨內(nèi)短梁除外）。長跨梁可考慮設置為架立筋+支座負筋的形式。直徑大于14的架立筋要

13、求與支座負筋按照受拉搭接?？蚣芰旱耐ㄩL筋盡可能只有2根，盡可能采用小直徑通長筋。該條設計前與甲方溝通是否較影響施工。根據(jù)混凝土結構設計規(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的通長鋼筋，通長鋼筋與梁支座上部負筋的連接做法按平法及規(guī)范要求施工。）4.2.10梁合理的配筋率應是在1.0%至1.5%，應該盡量減少接近最大配筋率的梁。4.3 柱4.3.1、柱宜采用高強混凝土，鋼筋宜采用三級鋼。4.3.2、柱截面尺寸太小應合理，軸壓比不宜太接近限值，應使大部分柱配筋由構造配筋而非內(nèi)力配筋控制。（這不僅可減少配筋，而

14、且還能較易實現(xiàn)強柱弱梁的要求。此時柱主筋就可以按規(guī)定的最小配筋率或比其略高的配筋率選擇主筋規(guī)格，縱筋配置也應有適當余量，角筋可選擇較大直徑，其他縱筋根據(jù)計算要求設計即可。在構造配筋的情況下柱截面不宜太大，否則會增加構造上的用鋼量）4.3.3. 對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,采用高強度鋼筋比低強度鋼筋更可節(jié)省用鋼量。）4.3.4.盡量使梁對柱中布置,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柱宜采用高強混凝土，邊緣鋼筋宜采用三級鋼，分布鋼筋可根據(jù)情況采用一級鋼或

15、三級鋼。（需要指出的是,抗震墻約束邊緣構件中的箍筋配筋量也與鋼筋的抗拉強度有關,因此為使其配箍直徑不過大、箍筋肢距不過密,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應合理布置剪力墻、截面取值應合理,使其配筋由構造配筋而不是內(nèi)力控制配筋,這樣其節(jié)點區(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結構設計中應嚴格區(qū)分抗震墻的加強部位和非加強部位。4.4.4剪力墻的豎向分布

16、鋼筋一般情況下均為構造鋼筋，在設計時只需滿足規(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4.5.1基礎方案應“因地制宜”，必須根據(jù)工程場地的地質(zhì)條件，施工條件以及經(jīng)濟性的高低來決定。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。4.5.2 灌注樁配筋：樁基規(guī)范規(guī)定：樁徑為0.32m時，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 基樁的配筋長度，應遵循一般規(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：除了兩樁承臺和條形承臺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。對聯(lián)合承臺或樁筏基礎的筏板應按照整體受力分析的結果，采用“通長筋+附加筋”的方式予以設計。對承臺側面的分布鋼筋，采用12300的構造鋼筋。 （為滿足承臺受剪受沖切，設計中應從加大承臺厚度或提高承臺混凝土強度等級著手，而不宜采用增加配筋來滿足其抗剪或抗沖切要求，否則將使用鋼量大增。由承臺混凝土來滿足抗剪抗沖切后，承臺的配筋就可采用低配筋率而不應也沒必要提高配筋率）4.5.5地下室底板常規(guī)的做法為“獨立基礎(或樁基承臺)+防水板”或筏板(樁筏)。也可采用“無梁樓蓋+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于不規(guī)則柱網(wǎng)，基礎剛度大，受力均勻，且與梁板式方案，其結構所占高度較小，故可減少基坑開挖深度，相應節(jié)約部分降水和基坑支護的費用。在某些情況下，底板采用倒無梁樓蓋與倒梁板式方案比較，含鋼量具有一定優(yōu)勢。對筒體等受力較大的區(qū)域可通過局部加大板厚和配筋的方式予以解決；無梁樓蓋+柱帽的形式也比較符合實際受力機理，故對地下室底板設計時，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構，可依據(jù)混凝土規(guī)范第9.5.2條的規(guī)定，均可歸