龍湖、綠城含鋼量,精細化4大招……

2019年4月1日,新版《建築結構可靠度設計統一標準》(GB50068-2018)實施,

搜建築前幾天推文《改圖吧, 4月1日實施新規,鋼筋含量將劇增10% 》

意味著,普通住宅鋼筋含量將增加5%,地下車庫鋼筋含量將增加10%!

雖然有業內人士測算,鋼筋含量增加對房企整體的建造成本影響不大,但近年,鋼筋、水泥等材料價格不斷上漲,再加上限價限售等政策,房企的利潤空間被大幅壓縮。

在這樣嚴峻的行業形勢下,房企該如何應對鋼含量增加帶來的成本問題呢?

作者發現,影響建築鋼含量的因素除了荷載,還有其他因素,如:建築方案、結構體系、高強材料、構造做法等等。

因此,房企可以嘗試通過優化結構,控制含鋼量。以龍湖和綠城的含鋼量控制做法為例:

建築方案

1,建築物高度的控制

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龍湖規定:抗震等級每提高一級,內力放大係數、構造措施均提高一級。當建築物高度超過且接近分界點時,儘量通過優化層高、標準層面積、樓層數,使建築物高度按照高度分界點控制。

2,建築物高寬比超限的控制

龍湖《高規》4.2.3條規定:A級高度鋼筋混凝土高層建築結構的高寬比不宜超過下面的數值:

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3,層高控制

壓縮層高,保證淨高。層高的壓縮,可以減少結構柱、剪力牆構建的高度,同時減少建築的總高度、降低結構的豎向荷載,降低上部結構所承受的地震作用、風荷載,間接降低含鋼量。

(1)結構梁高控制

目前最經濟的結構梁高為1/8~1/12的梁跨度。公共走道、設備管線密集處等建議採用寬扁梁、型鋼樑。而車庫則考慮實心或空心無樑樓蓋。空心無樑樓蓋在車庫頂板覆土較厚(≥1.5m)或有消防車荷載時更有優勢。

(2)設備管線空間控制

  • 對於風管、電纜橋架、給排水、消防等管線密集處,採用綜合管線圖進行優化設計,往往可以節約200mm高度。
  • 設計院對公共走道、地下室、大型商業進行綜合管線圖設計,建議由暖通空調專業設計人員完成,以優化設備管線所佔的空間高度。

(3)結構梁高空間、設備管線空間的相互利用

  • 結構主樑與主管線平行佈置
  • 與管線相交處採用變截面梁
  • 管線穿結構梁處理,預留洞口尺寸一般控制在梁高的1/3以內
  • 採用無樑樓蓋,設備管線與柱帽(如設置)在同一高度空間。

結構體系

1,結構類型

框架、剪力牆、框架-剪力牆結構體系是多層及高層建築中傳統的、廣為應用的抗側力體系,對於住宅建築較少使用筒體結構。

(1)框架結構體系

框架結構的抗側剛度較小,水平位移大,適用於多層及高度不大的高層建築。框架結構的優點是建築平面佈置靈活。

(2)剪力牆結構體系

現澆鋼筋混凝土剪力牆結構的整體性好,剛度大,在水平力作用下側向變形很小。牆體截面積大,承載力要求也比較容易滿足。剪力牆的抗震性能也較好,但自重較大,增加了基礎工程的投資。

(3)框架-剪力牆結構體系

框架結構側向剛度差,抵抗水平荷載能力較低,地震作用下變形大,但它具有平面靈活,有較大空間、立面處理易於變化等特點。而剪力牆結構則相反,抗側力剛度、強度大,但顯示了使用空間。把兩者結合起來,取長補短,在框架中設置一些剪力牆,就成了框架-剪力牆體系。

一般對於低烈度區的普通股住宅,低層(9層以下)採用框架結構最為經濟,高層(18層以上)採用純剪力牆結構最為經濟。

2,結構超限控制

結構體系不合理會造成成本增加,超限加強措施成本也會增加,含鋼量可能會增加0~100%不等。

如,綠城通過歷史項目數據發現,多層框架部分抗震等級,每提高一級,約增加5%~20%的含鋼量。

控制超限的做法是:

與建築充分溝通,採取一些結構處理措施,儘量避避免超限;

關注結構加強措施引起的成本增加:結構超限的嚴重程度,對成本的增加量;關注超限審查報告中的結構加強措施,對成本的增加量。

3,結構轉換的控制

全結構轉換雖然會使含鋼量增加15~20kg/平米,但會讓整棟塔樓抗震等級提高,同時結構牆、柱減少後,單位面積的銷售也會提高。

鋼筋新材料

1,鋼筋級別與鋼筋強度

通過以下6種強度鋼筋材料的對比,可見強度的提高幅度遠遠大於成本的增加幅度,因此,選擇強度高的鋼筋材料也能降低建築整體的含鋼量。

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2,新型冷軋帶肋鋼筋——高延性冷軋帶肋鋼筋的應用

高延性冷軋帶肋鋼筋是指熱軋圓盤條經過冷軋成型及回火熱處理獲得的具有較高延性的冷軋帶肋鋼筋。

CRB600H高延性冷軋帶肋鋼筋的抗拉強度設計值取fy=415MPa,明顯高於目前常用的HPB235(fy=210MPa)、HPB300(fy=270MPa)熱軋光面鋼筋和HRB335(fy=300MPa) 熱軋帶肋鋼筋,也高於HRB400(fy=360MPa)熱軋帶肋鋼筋,而價格卻較低。

如下CRB600H高延性冷軋帶肋鋼筋替代HRB400鋼筋換算表:

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構造優化

1,剪力牆設計的控制

(1)剪力牆佈置位置優化

原則:兩端、周邊重點佈置,中間、核心筒減少佈置

目的:以儘量少的剪力牆數量保證結構抗震扭轉指標滿足要求。

(2)剪力牆佈置數量、長度優化

  • 減少剪力牆數量:樓層層間位移儘量接近規範上限值控制。
  • 最優剪力牆控制長度:8倍牆厚(軸壓比控制除外),避免採用短肢剪力牆(5-8倍牆厚)

(3)剪力牆配筋控制

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2,柱設計的控制

(1)少用異形柱結構,多用矩形柱

(2)柱縱向鋼筋配置

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3,梁設計的控制

  • 儘量取消一些短砌體牆下的小次梁
  • 梁支座頂面鋼筋宜採用小直徑鋼筋
  • 梁縱向構造腰筋滿足規範要求即可
  • 框架樑跨中頂面通長鋼筋,儘量採用小直徑鋼筋進行配置,不得簡單拉通支座頂面鋼筋造成浪費。

4,配筋設計的控制

(1)配筋設計

配筋富餘度:宜控制在計算結果和構造要求較大值的5%以內,不應超過10%(結構轉換層、結構超限加強措施區域可適當放鬆)

(2)圖紙歸併

高層塔樓標準層配筋設計的歸併:建議3~5次歸併一次

新《標準》原文

新《標準》特別指出,第3.2.1、3.3.2條為強制性條文,必須嚴格執行!這兩條強制性條文的詳細信息如下:

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▲來源:《GB 50068-2018 建築結構可靠性設計統一標準》

同時,標準還規定,建築結構中各類結構構件的安全等級,宜與結構的安全等級相同,對其中部分結構構件的安全等級可進行調整,但不得低於三級……

龍湖、綠城含鋼量,精細化4大招……

此外,新標準還要求,建築結構設計時應對環境影響進行評估,當結構所處的環境對其耐久性有較大影響時,應根據不同的環境類別採用相應的結構材料、設計構造、防護措施、施工質量要求等,並應制定結構在使用期間的定期檢修和維護制度,使結構在設計使用年限內不致因材料的劣化而影響其安全或正常使用……

我們再來看即將實施的《建築結構可靠性設計統一標準》修訂的主要技術內容——

1、與《工程結構可靠性設計統一標準》GB50153-2008進行了全面協調;

2、調整了建築結構安全度的設置水平,提高了相關作用分項係數的取值,並對作用的基本組合,取消了原標準當永久荷載效應為主時起控制作用的組合式;

3、增加了地震設計狀況,並對建築結構抗震設計,引入了“小震不壞、中震可修、大震不倒”設計理念;

4、完善了既有結構可靠性評定的規定;

5、新增了結構整體穩固性設計的相關規定;

6、新增了結構耐久性極限狀態設計的相關規定等。

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與舊《建築結構可靠度設計統一標準》(GB50068-2001)相比,還有一個重要的變化,就是γG(恆荷載分項係數)由此前的1.2調整到現在的1.3,γQ(活荷載分項係數)由此前的1.4調整到現在的1.5。

舊《建築結構可靠度設計統一標準》(GB50068-2001)中對γG(恆荷載分項係數)γQ(活荷載分項係數)的規定:

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新《建築結構可靠度設計統一標準》(GB50068-2018)中對γG(恆荷載分項係數)γQ(活荷載分項係數)的規定:

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而這兩個係數的提高,將會導致普通住宅鋼筋含量將增加5%,地下車庫鋼筋含量將增加10%!


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