第一部分:標(biāo)桿企業(yè)鋼筋含量控制措施
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(gòu)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)
注:以上2.1、2.2條可參照按《抗規(guī)》《高混規(guī)》相關(guān)條款。
1.3立面上盡量少作一些通過鋼筋累積起來的復(fù)雜構(gòu)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(gòu)件建議建筑通過配色或者簡約的線條來實(shí)現(xiàn)建筑物的美觀。或者通過設(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、電力及建筑物的豎向運(yùn)輸設(shè)備等服務(wù)設(shè)施對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在某些情況下也會有重大影響。
2 結(jié)構(gòu)布置
2.1 合理選擇結(jié)構(gòu)體系,高烈度區(qū)可采用“隔震”“耗能減震”技術(shù)。
(應(yīng)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,如美國紐約102層的帝國大廈采用的是框架-剪力墻體系,用鋼量為206 kg/m2;而芝加哥110層的西爾斯大廈,采用束筒體系,用鋼量僅161 kg/m2,比帝國大廈降低了20%。)
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(cè)力構(gòu)件所在位置等。
2.2.1控制平面長度尺寸,合理設(shè)縫。
(即結(jié)構(gòu)單元是否超長當(dāng)建筑物較長,而結(jié)構(gòu)又不設(shè)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(yīng)力和溫度應(yīng)力,它相對于非超長建筑(主要對待的僅是荷載產(chǎn)生的應(yīng)力),其單位面積用鋼量顯然要多些)
2.2.2控制平面長寬比。
(平面長寬比較大的建筑物,不論其是否超長,由于兩主軸方向的動力特性(也即整體剛度)相差甚遠(yuǎn),在水平力(風(fēng)力或地震)作用下,兩向構(gòu)件受力的不均勻性造成配筋不均。使得其單位面積用鋼量相對于平面長寬比接近1.0的建筑物要多,這是不言而喻的。)
2.2.3 控制豎向高寬比。
(這主要針對高層建筑而言,為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定并控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移,勢必要設(shè)置較剛強(qiáng)的抗側(cè)力構(gòu)件來提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,這類構(gòu)件的增多自然使得用鋼量增多。)
2.2.4豎向體型應(yīng)規(guī)則和均勻。
(即外挑或內(nèi)收程度以及豎向剛度有否突變等。如側(cè)向剛度從下到上逐漸均勻變化,則其用鋼量就較少,否則將增多。較典型的、有豎向剛度突變的就是設(shè)置轉(zhuǎn)換層的高層建筑。)
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。
(包括柱網(wǎng)絕對尺寸及其疏密程度。它直接影響到梁板樓蓋的結(jié)構(gòu)布置。一般而言,柱網(wǎng)大的樓蓋用鋼量較多,反之雖則較少但同時因柱數(shù)增多而使柱構(gòu)件用鋼量增加,其中柱端及梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)加密箍筋的增加量幾乎占全部增加量的50%。柱網(wǎng)尺寸較均勻一致,不僅使結(jié)構(gòu)(包括柱和梁)受力合理,而且其用鋼量要比柱網(wǎng)疏密不一的要節(jié)省。)
2.2.7控制層高。
(對于高層建筑而言。層高與用鋼量之間很難確定某種關(guān)系,換言之不能肯定層高對用鋼量的影響究竟有多大。就柱的箍筋而言總高度相同的建筑物,層高較小即層數(shù)較多,其配筋量反而較多,但按單位面積攤銷后其用鋼量可能反而更少。至于跨層柱,由于其受力的復(fù)雜性以及截面較大,用鋼量一般比正常層高的柱要多。在滿足建筑功能的前提下,適當(dāng)降低層高,會使工程造價降低。有資料表明:層高每下降10厘米,工程造價降低1%左右,墻體材料可節(jié)約10%左右。)
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 采用新型樓蓋體系
(樓蓋體系是建筑結(jié)構(gòu)的基本組成部分之一,其重量占整個房屋重量的22%左右。樓蓋結(jié)構(gòu)多次重復(fù)使用,其累計(jì)質(zhì)量占建筑總質(zhì)量的很大比例。降低樓蓋質(zhì)量,可大幅度減輕建筑總質(zhì)量,從而減輕地震作用;同時,還可降低墻、柱及基礎(chǔ)的造價。降低樓蓋體系自身高度,不僅可減少層高,節(jié)約建筑空間,還可降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)、管線材料及施工機(jī)具的費(fèi)用。目前,國內(nèi)外常見的鋼筋混凝土樓蓋體系有如下幾種:①現(xiàn)澆梁板式樓蓋;②井字樓蓋;③無梁樓蓋;④預(yù)應(yīng)力框架扁梁密肋樓蓋;⑤無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋。鋼筋用量最少的是無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋、其次是預(yù)應(yīng)力框架扁梁密肋樓蓋,鋼筋用量最多的是井字樓蓋和現(xiàn)澆梁板式樓蓋。近年出現(xiàn)了許多新研制的樓蓋系統(tǒng),鋼筋用量減少10%~30%。)
(當(dāng)前流行的豪宅大面積客廳,其空間面積達(dá)40~60 m2,甚至更大,如此板塊采用普通混凝土平板,即使施加了預(yù)應(yīng)力,其用鋼量都會較多,其主要原因是板的跨度和自重均較大。大跨度由使用功能決定而無法改變,要節(jié)省用鋼量,只能往“自重”上考慮,即改變樓板的結(jié)構(gòu)形式。采用先進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)澆雙向空心樓板、加輕質(zhì)填充塊的雙向密肋樓板都是可以考慮的途徑。)
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(jì)算結(jié)果也是構(gòu)造配筋。當(dāng)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(jì)算參數(shù)
1 結(jié)構(gòu)抗震等級和柱的單雙偏壓計(jì)算模式等設(shè)計(jì)參數(shù)對含鋼率有較大影響,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條條文說明中建議有效質(zhì)量系數(shù)應(yīng)不小于0.9。一般來講當(dāng)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(jì)算用時增加和計(jì)算書增厚。)
3 周期折減系數(shù)
(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,勢必造成結(jié)構(gòu)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(jì)算位移比時應(yīng)考慮偶然偏心的影響、計(jì)算單項(xiàng)地震作用時應(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,可見雙向地震作用對結(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《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)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(yīng)會同甲方共同測算活荷載的取值或按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說明4.1.1條酌情取值。對于《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)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GB50009—2001附錄C取值,活載也不折減,但應(yīng)分別對板、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)果對各構(gòu)件配筋。動力荷載應(yīng)成乘以相應(yīng)的動力放大系數(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。在計(jì)算填充墻線荷載應(yīng)扣除上一層梁高及門窗洞口部分重量。
(建筑結(jié)構(gòu)的恒載在計(jì)算時要充分考慮使用功能。目前房地產(chǎn)開發(fā)前景廣闊,但是開發(fā)樓盤的使用功能往往是一個未知數(shù),既就是商品住宅也要考慮裝修面層的做法,水泥地面、水磨石、地板磚(濕鋪:水泥沙漿粘貼;干鋪:細(xì)石混凝土加水泥漿粘貼)、木地板、大理石、花崗巖等等應(yīng)有盡有,怎樣選定合理的荷載取值要充分的了解市場需要,不能盲目選用大值,這樣才能使設(shè)計(jì)安全可靠經(jīng)濟(jì)適用。)
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)算時要合理的考慮使用荷載組合,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。
(房屋越高,建筑自重越大,引起的水平地震作用越大,對豎向構(gòu)件的地基造成的壓力也越大,從而帶來一連串的不利影響。因此,目前在高層建筑中,已大量推廣應(yīng)用輕型隔墻、輕質(zhì)外墻板,以及采用陶粒、火山渣等為骨料的輕質(zhì)混凝土,以減輕建筑自重。這些都能減少結(jié)構(gòu)的用鋼量。隔墻費(fèi)用占房屋造價的12%左右。同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院針對一座上海地區(qū)正在建造的28層剪力墻結(jié)構(gòu)的高層住宅建筑作了采用石膏板內(nèi)隔墻系統(tǒng)與傳統(tǒng)磚石混凝土墻體系統(tǒng)的造價和經(jīng)濟(jì)性比較。研究表明,在高層住宅建筑中采用輕質(zhì)石膏板內(nèi)隔墻體系,主要的土建結(jié)構(gòu)造價(包括樓板、外墻、內(nèi)墻、梁、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系等)比傳統(tǒng)磚石混凝土體系的土建結(jié)構(gòu)造價降低10%,建筑工程的總造價降低4.27%。)
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(冷軋帶肋,三級鋼),合理選擇樓板的混凝土強(qiáng)度等級。
(彎構(gòu)件最小配筋率不應(yīng)小于0.2和45ft/fy中的較大值,表明提高鋼筋的強(qiáng)度可減小配筋率。 板用冷軋帶肋鋼筋代替普通鋼筋用鋼量節(jié)約率可達(dá)20%?;炷翉?qiáng)度等級低則構(gòu)造配筋就小,反之則大)
4.1.2 宜采用塑性理論計(jì)算板的配筋,然后根據(jù)建筑不同使用功能進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
(按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.3.1與5.3.2條規(guī)定,板塊可以使用塑性理論來計(jì)算,同時應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求或采取有效措施。用PKPM軟件對板配筋結(jié)果對比顯示,雙向板用塑性理論計(jì)算得到的配筋結(jié)果比用彈性理論計(jì)算得到的配筋結(jié)果少30%左右。對于使用塑性理論計(jì)算降低配筋后會對板塊的裂縫產(chǎn)生不利影響的問題,中國建筑科學(xué)研究院主編的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范算例》一書第191頁的一段話:“在民用建筑中,樓層的現(xiàn)澆樓板,大多數(shù)為雙向板。其計(jì)算方法,主要有彈性方法及塑性方法兩種。北京市建筑設(shè)計(jì)研究院習(xí)慣采用塑性方法計(jì)算,至今已有50年歷史,尚未發(fā)現(xiàn)有因按塑性方法設(shè)計(jì)而發(fā)生安全問題。至于近來常發(fā)現(xiàn)的樓板裂縫問題,原因眾多,建筑材料、施工方法等等,皆可能導(dǎo)致樓板開裂。我們認(rèn)為,計(jì)算方法不是樓板裂縫的原因?!?/span>)
4.1.3 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,使其配筋由內(nèi)力控制而非構(gòu)造配筋。對于公共建筑的樓層,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。對于住宅建筑,在3~4.5米正常開間情況下,樓板厚度為100~120mm應(yīng)盡量增大板跨。)
4.1.4 現(xiàn)澆板宜做成雙向板。
(雙向板相對單向板要經(jīng)濟(jì)。按PKPM計(jì)算模型板邊跨采用簡支計(jì)算, 配筋結(jié)構(gòu)為0,即構(gòu)造配筋,按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》10.1.7條可以布置Ф8@200的構(gòu)造鋼筋,而不是采用最小配筋率得到的配筋。PKPM成圖也是如此,單向板非受力邊亦需要配置Ф8@200的構(gòu)造鋼筋,造成浪費(fèi),這樣也可以節(jié)約一點(diǎn)板的鋼筋用量。)
4.1.5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(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。
4.1.6 當(dāng)板底鋼筋較密時,不需將每根鋼筋都伸入支座,其中約半數(shù)鋼筋可在支座前切斷。
4.1.7 當(dāng)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(yīng)采用高強(qiáng)度鋼筋(三級鋼),合理選取混凝土強(qiáng)度。
(梁配筋大多由內(nèi)力控制,但仍有小部分由最小配筋(箍)率控制。從梁主筋最小配筋率ft/fy及梁箍筋配箍率ft/fyv中可以看出,要使梁的用鋼量不太高,一是混凝土強(qiáng)度等級不宜過高,二是采用高強(qiáng)度鋼筋,前者不僅可降低最小配筋(箍)率,更重要的是有利于作為受彎構(gòu)件的梁的抗裂性能。梁用三級鋼代替二級鋼用鋼量節(jié)約率約14%左右。)
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)時再針對薄弱的部分比如懸挑梁等進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?/span>,提高其安全儲備。
(梁彎矩放大系數(shù)是程序開發(fā)早期為沒有做活載最不利布置而設(shè)定的,目前國內(nèi)常用的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件如pkpm、廣廈等均有活載不利布置的功能,故該系數(shù)不再需要放大。且樓面本身荷載和梁荷均已經(jīng)乘以大于1的分項(xiàng)系數(shù),梁計(jì)算中即使不放大也已經(jīng)存在足夠的安全儲備,沒有必要再對彎矩放大系數(shù)及配筋放大系數(shù)進(jìn)行放大)
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)。
(否則通過歸并后雖然減少了結(jié)構(gòu)的工作量,但梁配筋就會增加。)
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)算時考慮梁柱節(jié)點(diǎn)剛域作用,可以降低梁的配筋1~2%。
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(dāng)配筋量較大時往往需要放2~3排鋼筋,無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,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(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)通長負(fù)筋(短梁除外)。井式梁次梁也不設(shè)通長負(fù)筋,宜設(shè)置為架立筋+支座負(fù)筋的形式。直徑大于14的架立筋要求與支座負(fù)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。
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8~12mm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12~14mm的通長鋼筋,通長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。
4.2.11 懸挑長度較大的懸臂梁, 當(dāng)面筋較多時,除角筋需伸至梁端外,其余尤其是下排鋼筋均可在跨中切斷。
(懸臂梁不論其承受的是均布荷載還是梁端集中荷載,其彎矩內(nèi)力都是急劇下降的,因此當(dāng)面筋較多時,除角筋需伸至梁端外,其余尤其是下排鋼筋均可在跨中切斷,既節(jié)省鋼筋又方便施工,是一種確實(shí)可行的方法。)
4.3 柱
4.3.1、柱宜采用高強(qiáng)混凝土,鋼筋宜采用二級鋼或三級鋼。
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,而且還能較易實(shí)現(xiàn)強(qiáng)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(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,否則會增加構(gòu)造上的用鋼量)
4.3.3. 對于高層建筑的柱箍筋主張采用HRB335甚至HRB400 ,盡量避免采用HPB235。
(至于柱箍筋的體積配筋率,由公式ρv≥λv·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,邊緣鋼筋宜采用二級鋼或三級鋼,分布鋼筋宜采用一級、二級鋼。
(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大、箍筋肢距不過密,使其配箍量不太高,宜采用HRB335或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剪力墻的豎向分布鋼筋一般情況下均為構(gòu)造鋼筋,在設(shè)計(jì)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)
5.4.5高規(guī)對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)須提高其抗震等級和全截面縱筋的配筋率在底部加強(qiáng)區(qū)和其他部分分別不宜小于1.2%,1.0%規(guī)定的前提條件,是基于短肢剪力墻較多的結(jié)構(gòu),不是則可不執(zhí)行該條文。
5.5 基礎(chǔ)
5.5.1基礎(chǔ)方案應(yīng)“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(jì)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(chǔ)。
(相同類型的建筑物所處的場地情況和基礎(chǔ)型式不同,其用鋼量也有相當(dāng)大的差別。當(dāng)場地地質(zhì)條件較好時,其基礎(chǔ)用鋼量就很少,相反則較多,這“多”與“少”的差別有時為十幾或幾十個百分點(diǎn),有時則可能是數(shù)倍。建筑物能采用天然地基基礎(chǔ)而不必采用樁基礎(chǔ),從技術(shù)角度衡量是先進(jìn)的,但從材料耗用量特別是用鋼量方面,有時采用樁基礎(chǔ)反而更經(jīng)濟(jì),對這一點(diǎn)許多有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師都有切身體會。因此,在比較建筑物單位面積用鋼量時,必須將地下結(jié)構(gòu)與地上結(jié)構(gòu)分別計(jì)算,否則將得不出實(shí)質(zhì)性的結(jié)論。)
4.5.2 灌注樁配筋:樁基規(guī)范規(guī)定:樁徑為0.3~2m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(yīng)遵循一般規(guī)定和遇到特殊地質(zhì)條件的特殊要求(如:縱筋須穿越可液化和軟弱土層等)。鋼筋長度卻由抗拔控制,在滿足抗拔計(jì)算要求后,若理論計(jì)算滿足抗拔的樁長距樁底尚有一定深度,縱筋可不必要求一通到底。
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(chǔ)的筏板應(yīng)按照整體受力分析的結(jié)果,采用“通長筋+附加筋”的方式予以設(shè)計(jì)。對承臺側(cè)面的分布鋼筋,采用12@300的構(gòu)造鋼筋。
(為滿足承臺受剪受沖切,設(shè)計(jì)中應(yīng)從加大承臺厚度或提高承臺混凝土強(qiáng)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(yīng)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(dú)立基礎(chǔ)(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(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(shí)際受力機(jī)理,故對地下室底板設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu),可依據(jù)混凝土規(guī)范第9.5.2條的規(guī)定,均可歸為“臥置于底板地基上的混凝土板”)
4.5.5 柱下獨(dú)立基礎(chǔ),當(dāng)基礎(chǔ)尺寸大于3m是,主筋應(yīng)縮短0.1b交錯放置。
5 構(gòu)造措施:
結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施對保證結(jié)構(gòu)的安全性起到了重要的作用,也是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的充分體現(xiàn),規(guī)范對結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的構(gòu)造有詳細(xì)規(guī)定,設(shè)計(jì)中必須嚴(yán)格執(zhí)行,但擅自提高標(biāo)準(zhǔn)也是完全沒有必要的。
第三部分:恒大鋼筋含量控制措施
根據(jù)恒大集團(tuán)成本質(zhì)量控制中心鋼筋含量控制管理規(guī)定,為便于全國各地分公司確定鋼筋含量控制目標(biāo),我中心經(jīng)對6~8度地震區(qū)各類住宅正負(fù)零以上主體結(jié)構(gòu)鋼筋含量指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析,制定恒大樓盤住宅主體結(jié)構(gòu)鋼筋含量控制指標(biāo)指引,供上報鋼筋含量控制目標(biāo)時參考。
一、6度區(qū)各類住宅工程正負(fù)零以上主體結(jié)構(gòu)鋼筋含量指標(biāo)
注:
1.鋼筋配置方案1:板鋼筋HPB235(直徑12及以上HRB335),梁、柱、剪力墻暗柱主筋HRB335,箍筋HPB235(直徑12及以上HRB335),剪力墻分布筋HRB335(直徑10及以下HPB235)。
2.鋼筋配置方案2:板鋼筋HRB400,梁主筋HRB400,箍筋HPB235(直徑12及以上HRB335),柱、剪力墻暗柱主筋HRB335,箍筋HPB235(直徑12及以上HRB335),剪力墻分布筋HRB335(直徑10及以下HPB235)。
3.計(jì)算鋼筋含量指標(biāo)統(tǒng)一以建筑面積作為基準(zhǔn)面積。當(dāng)帶下沉式大面積空中花園的建筑,可在表中基礎(chǔ)上乘以增加系數(shù)K=1+(S1÷S2)/2。如為兩層高的空中花園,可在表中基礎(chǔ)上乘以增加系數(shù)K=1+S1÷S2。式中S1是空中花園的投影面積,S2是除空中花園以外的建筑面積。
4.本指標(biāo)適用于場地土類別Ⅱ、Ⅲ類,如為Ⅰ類場地應(yīng)略減,Ⅳ類場地應(yīng)略增。
5.本指標(biāo)適用于基本風(fēng)壓≤0.6kPa以下地區(qū),大于0.6kPa地區(qū)的27~32層住宅應(yīng)略增。
6.對11層以上高層住宅,本表適用于標(biāo)準(zhǔn)層層高≤3.1米的情況,如超過此層高,可在表中基礎(chǔ)上乘以增加系數(shù)K=(層高÷3.1+1)/2。
7.低層別墅均按坡屋面不設(shè)水平板或拉梁考慮。
8.本表高層住宅均不設(shè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,轉(zhuǎn)換層鋼筋含量應(yīng)單獨(dú)報審。
9.本數(shù)據(jù)未考慮施工損耗量,不包括砌體構(gòu)造柱及砌體拉結(jié)筋。包含屋面造型和立面飾線鋼筋量。
二、7度區(qū)各類住宅工程正負(fù)零以上主體結(jié)構(gòu)鋼筋含量指標(biāo)
注:
1.鋼筋配置方案1:板鋼筋HPB235(直徑12及以上HRB335),梁、柱、剪力墻暗柱主筋HRB335,箍筋HPB235(直徑12及以上HRB335),剪力墻分布筋HRB335(直徑10及以下HPB235)。
2.鋼筋配置方案2:板鋼筋HRB400,梁主筋HRB400,箍筋HPB235(直徑12及以上HRB335),柱、剪力墻暗柱主筋HRB335,箍筋HPB235(直徑12及以上HRB335),剪力墻分布筋HRB335(直徑10及以下HPB235)。
3.計(jì)算鋼筋含量指標(biāo)統(tǒng)一以建筑面積作為基準(zhǔn)面積。當(dāng)帶下沉式大面積空中花園的建筑,可在表中基礎(chǔ)上乘以增加系數(shù)K=1+(S1÷S2)/2。如為兩層高的空中花園,可在表中基礎(chǔ)上乘以增加系數(shù)K=1+S1÷S2。式中S1是空中花園的投影面積,S2是除空中花園以外的建筑面積。
4.本指標(biāo)適用于場地土類別Ⅱ、Ⅲ類,如為Ⅰ類場地應(yīng)略減,Ⅳ類場地應(yīng)略增。
5.本指標(biāo)適用于基本風(fēng)壓≤0.6kPa以下地區(qū),大于0.6kPa地區(qū)的27~32層住宅應(yīng)略增。
6.本指標(biāo)適用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g,如為0.15g時用鋼量在上表基礎(chǔ)上增加2.0kg/m2。
7.對11層以上高層住宅,本表適用于標(biāo)準(zhǔn)層層高≤3.1米的情況,如超過此層高,可在表中基礎(chǔ)上乘以增加系數(shù)K=(層高÷3.1+1)/2。
8.低層別墅均按坡屋面不設(shè)水平板或拉梁考慮。
9.本表高層住宅均不設(shè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,轉(zhuǎn)換層鋼筋含量應(yīng)單獨(dú)報審。
10.本數(shù)據(jù)未考慮施工損耗量,不包括砌體構(gòu)造柱及砌體拉結(jié)筋。包含屋面造型和立面飾線鋼筋量。
三、8度區(qū)各類住宅工程正負(fù)零以上主體結(jié)構(gòu)鋼筋含量指標(biāo)
注:
1.鋼筋配置方案1:板鋼筋HPB235(直徑12及以上HRB335),梁、柱、剪力墻暗柱主筋HRB335,箍筋HPB235(直徑12及以上HRB335),剪力墻分布筋HRB335(直徑10及以下HPB235)。
2.鋼筋配置方案2:板鋼筋HRB400,梁主筋HRB400,箍筋HPB235(直徑12及以上HRB335),柱、剪力墻暗柱主筋HRB335,箍筋HPB235(直徑12及以上HRB335),剪力墻分布筋HRB335(直徑10及以下HPB235)。
3.計(jì)算鋼筋含量指標(biāo)統(tǒng)一以建筑面積作為基準(zhǔn)面積。當(dāng)帶下沉式大面積空中花園的建筑,可在表中基礎(chǔ)上乘以增加系數(shù)K=1+(S1÷S2)/2。如為兩層高的空中花園,可在表中基礎(chǔ)上乘以增加系數(shù)K=1+S1÷S2。式中S1是空中花園的投影面積,S2是除空中花園以外的建筑面積。
4.本指標(biāo)適用于場地土類別Ⅱ、Ⅲ類,如為Ⅰ類場地應(yīng)略減,Ⅳ類場地應(yīng)略增。
5.對11層以上高層住宅,本表適用于標(biāo)準(zhǔn)層層高≤3.1米的情況,如超過此層高,可在表中基礎(chǔ)上乘以增加系數(shù)K=(層高÷3.1+1)/2。
6.低層別墅均按坡屋面不設(shè)水平板或拉梁考慮。
7.本表高層住宅均不設(shè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,轉(zhuǎn)換層鋼筋含量應(yīng)單獨(dú)報審。
8.本數(shù)據(jù)未考慮施工損耗量,不包括砌體構(gòu)造柱及砌體拉結(jié)筋。包含屋面造型和立面飾線鋼筋量。
設(shè)計(jì)成本質(zhì)量控制中心
本資料2014年6月由恒大濟(jì)南公司朋友友情提供,在此表示感謝。