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1、绿城集团限额设计初步报告(结构专业部分),二O一一年七月二十八日,郭洋 郭之蒙,目 录,限额设计工作基本思路现有数据初步分析用钢量影响因素初步分析（二代高层上部结构）结束语,1.总体思路 为了更好地找出影响经济技术指标的原因，更加精确地确定限额设计控制值，我们抽取的样本将精确到每栋楼。我们将通过对多栋楼的数据分析归纳，并结合实际得到最终限额设计控制值。,一、限额设计工作基本思路,2.第一研究对象 因为目前二代高层产品较多，而上部结构用钢量又是建安成本的主要组成部分，所以我们将二代高层上部结构用钢量作为第一研究对象。,限额设计工作基本思路,3.研究方法 在把影响上部结构用钢量的主要影响因素进行归
2、类，次要因素进行剔除以后，我们将用万科公司的控制标准和我们目前用钢量水平进行比较分析。我们将尤其关注极值的出现，并进一步分析原因。,限额设计工作基本思路,限额设计工作基本思路,万科公司限额设计控制值（部分）,4.征求各方意见 在比较和分析后，我们将得出理想控制值。并与设计院结构设计人员进行交流沟通，听取设计院的意见和建议。在充分征求各方意见的基础上形成二代高层上部结构用钢量最终控制值。,限额设计工作基本思路,5.其他指标的研究 通过对二代高层上部结构用钢量的分析取得限额设计工作的经验，并将其推广到绿城其他常用建筑类型和其他控制指标的分析中去，初步形成一整套适合绿城实际，合理有效的限额设计标准。
3、,限额设计工作基本思路,因为成本部门提供的数据有较多为综合平均数，本次分析基于的数据有一部分来自成本部门提供的汇总表，一部分来自从项目搜集的数据。,二、现有数据初步分析,因为抗震设防烈度对上部结构用钢量有主要影响，所以我们按不同抗震设防烈度对数据进行了分类 数据表格,现有数据初步分析,6度区：1.基本数据描述：富春和园、紫兰公寓、西溪诚园、兰园这四个项目共8栋楼的数据处于6度区。建筑高度除兰园项目为78.6m外，其余均在60m以下，处于7-18层区间。结构形式方面除紫兰公寓和西溪诚园各一栋点式为框架结构，其余均为框剪形式。首层层高除兰园为6m，其余分布在区间。标准层层高均分布于3-3.3m区间
4、，以兰园3.3m为最高，西溪诚园3.2m次之。,现有数据初步分析,2.用钢量分析:富春和园和紫兰公寓共4栋楼用钢量在40-50kg/之间，极值出现在西溪诚园和兰园项目，最低值和次低值为西溪诚园的33.84kg/和38.84kg/，最高值和次高值为兰园的60.5kg/和60.44kg/。,现有数据初步分析,根据和万科公司标准的比较：60m以下6度区，3.2m层高控制值为43kg/，西溪诚园用钢量明显偏低较多，我们判断可能是用钢量计算问题。而兰园虽然有较高的建筑高度（78.6m）和层高（3.3m），但对比万科公司标准80m以下6度区，3.3m层高45kg/，超出达34%。我们应对结构模型和图纸进行
5、进一步分析。,现有数据初步分析,7度区：1.基本数据描述：上海玉兰花园和舟山玉兰花园共两栋楼处于7度区。建筑高度均在60m以下，处于7-18层区间。结构形式均为框剪形式。首层层高上海玉兰花园高达7.4m而舟山为3.8m。标准层层高上海为3.4m，舟山为3.15m。,现有数据初步分析,2.用钢量分析:上海玉兰花园用钢量为60kg/，舟山玉兰花园为49.57kg/，影响因素中首层层高、标准层层高会较多地提高上海玉兰花园的用钢量。对照万科公司60m以下，3.15m层高43.5kg/，3.4层高47kg/的标准，舟山玉兰花园超了14%，相对较少。而上海玉兰花园超出了28%。如果仅仅因为首层层高，不应有
6、如此大差距，我们认为应进一步分析。,现有数据初步分析,度区：1.基本数据描述：唐山项目和北京诚园共栋楼处于度区。建筑高度均在60m以下，处于7-18层区间。结构形式均为框剪形式。首层层高唐山项目为4.2，北京诚园为5.4m。标准层层高唐山项目为3.15，北京诚园为3.2m和3.4m。,现有数据初步分析,2.用钢量分析:唐山项目用钢量为77.64kg/，北京诚园为75.1和75.7kg/，两者基本一致。不过，对照万科公司的8度区，60m以下，3.2m层高54kg/，3.4层高56/的标准，两个项目三栋楼分别超过了24%、39%、36%，差距很大，我们认为应协同设计院对图纸进行进一步分析。,现有数
7、据初步分析,三、用钢量影响因素初步分析（二代高层上部结构）影响结构用钢量的因素有很多，我们通过工程设计经验分析，提取了影响二代高层上部结构用钢量的主要因素。,技术层面的三大类因素：地区因素建筑因素结构因素注：其他还有统计口径等，不作为技术因素进行考虑,1 地区因素基本风压地震作用基本雪压地区规范差异,（1）基本风压 规范决定的基本风荷载的地区值，与建筑高度、建筑体型共同影响结构风荷载取值。按照工程经验，一般地区对于平面布置规则的住宅建筑，当高度超过100m时，风作用可能会超过地震作用成为水平方向的主要作用力，即使在沿海风力较大的区域(如舟山等地)除个别特殊情况外也是如此。,（2）基本雪压 基本
8、雪压按照国家规范属于竖向作用。由于雪荷载只作用于屋顶层，数值很小，且不与活荷载同时进入计算，因此地区间雪荷载取值差异对于含钢量的影响可以忽略不计。,（3）地震作用 地区地震作用由抗震设防烈度、抗震设计基本加速度、地震分组等3个基本参数决定。它们与建筑自身所在的场地类别一起，决定了地震作用的大小。地震对于结构的影响包括2个方面：1是地震力的大小；2是抗震措施的要求。前者是地区间差异影响，后者主要是建筑自身条件（设防分类、高度、层数、层高、平面）影响。,地震烈度和加速度影响水平地震影响系数最大值；地震分组与场地类别影响特征周期值。根据工程经验，一般地震烈度提高1度会增加10%-20%含钢量（按20
9、10年新抗震规范可能更多）；特征周期增加0.05s约增加2%-5%含钢量。,（4）地区规范差异 地区规范差异主要体现在对于结构构造措施的要求（如最小板厚、构造钢筋布置等）。总体上因为全国各地对于结构设计要求差异不大，因此这类因素影响不大但难以统计，应按具体的各地规范执行，对限额指标适当调整。,地区因素总结 根据以上分析，地区因素的主要差异影响最大的是两大水平作用的取值。而两者之中对于绿城二代高层项目大部分建筑单体而言，地震作用是影响结构计算和含钢量最主要的因素。,2 建筑因素建筑平面布置建筑材料建筑高度及层高,（1）建筑平面布置 建筑平面布置主要通过对结构平面布置产生影响，从而影响计算结果。对
10、结构平面布置的影响包括建筑平面长宽及其比值（影响结构缝的设置、刚心位置、扭转效应），房间布置（影响结构柱网、墙体、洞口布置），房间跨度大小（影响结构板厚）等。,此外，建筑平面布置上的拐角窗对结构含钢量也有一定影响。据现有资料分析，含有拐角窗的建筑平面方案约每平方增加0.5kg的含钢量。,（2）建筑材料 建筑材料的选取对结构有较大影响，包括砌体材料（实心砖、空心砖、轻质砼砌块等）、外墙装饰材料（石材幕墙、面砖、涂料）等。目前集团二代高层项目已经大量推广使用轻质材料，但外墙部分由于石材幕墙大规模应用，荷载增加较大，对含钢量也有一定影响。（石材按30mm厚计算每平方荷载约0.84KN）,（3）建筑高
11、度及层高 建筑高度与层高对结构含钢量有重大影响。建筑高度影响到结构选型、结构竖向荷载和水平荷载（风作用与地震作用）以及构造措施要求（抗震构造包括抗震等级等要求）。建筑层高影响结构计算（主要是结构墙柱等竖向构件的受力），按照现有资料数据分析，基本上每增加0.1m含钢量约增加每平方1kg左右。,抗震规范规定的结构类型最大适用高度,抗震规范规定的根据高度决定的抗震等级（部分）,建筑因素总结 根据以上分析，对于绿城二代高层项目，影响较大的是平面的布置、建筑高度与层高。主要把握平面布置的设计，合理设置层高，同时，对于建筑高度，把握60m、80m等关键临界高度，避免抗震等级提高带来浪费。,3 结构因素结构
12、类型结构抗震措施与超限结构板厚及钢筋方案结构计算参数,（1）结构类型 目前绿城二代高层项目基本上以框架及框剪结构为主。一般对于低烈度区的普通住宅，低层（9层以下）采用框架结构最为经济，高层（18层以上）采用纯剪力墙结构最为经济。对于高层建筑，其他房产公司一般采用纯剪力墙结构。但由于绿城户型设计要求，现阶段我们采用框剪结构居多。,（2）结构抗震措施及超限 结构抗震措施包括计算措施与构造措施。计算措施如“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉、强节点弱构件”等，均对结构受到的地震作用按照抗震等级不同起放大作用。因此，合理控制框架及剪力墙的等级至关重要。按照以往资料测算，多层框架部分抗震等级每提高一级，约增加
13、5%-20%含钢量。,抗震构造措施包括构造柱、圈梁、拉结筋等，由于混凝土房屋各抗震等级要求相差不大，对含钢量影响相对较小（对砌体结构影响较大）。此外，结构方案的抗震超限影响成本较大。抗震超限包括高度超限、平面不规则、竖向不规则与扭转不规则等不规则超限。按照规范，超限应进行专项审查并采取加强措施。对于绿城二代高层，应注意平面不规则的影响，根据资料，高宽比大于6的结构方案会增加5-7.5kg的含钢量。,（3）结构板厚与钢筋方案 结构板厚影响板配筋率及竖向恒荷载自重。由于最小配筋率的控制影响，板越厚要求的钢筋用量越大，同时自重大对于梁柱墙等构件也有一定影响。钢筋方案包括采用I、II、III级等各种钢
14、筋组合的配筋。同样板厚，采用高强度的钢筋能大量减少用钢量。以I级钢与III级钢比较，后者在同样120厚的板条件下能节约15%左右的用钢量。,（4）结构计算参数 目前设计单位采用PKPM常用计算软件对结构进行计算，同一建筑模型，不同人员甚至同一人员不同时间的计算结果也可能存在差异。对于一些SATWE等软件参数的选取，各人理解不同，选取范围也不同，对含钢量影响也较大。所以建议对设计计算参数取值也作出一定的规范和统一。,结构因素总结 结构因素是影响含钢量最重要的因素。但是结构本身受建筑方案影响较大，很多建筑方案不能由结构主动调整。对结构设计自身的控制，应该注重于柱网布置等结构方案控制、板厚与钢筋方案选取、设计参数的统一等。,四、结束语 通过以上的初步分析我们可以看到，我们对限额设计工作的基本思路是可行的，但分析过程中出现了一些特殊情况，如何处理需要进一步加以分析。此外，由于样本数量较少，对于寻找数据分布规律和各因素相关性较为困难，因此希望能得到成本部门进一步的支持，提供更为精确的数据。,课题小组成员：郭洋 郭之蒙,汇报完毕谢谢！,
