某高层公建结构优化报告详细.docx

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某高层公建结构优化报告详细

XXXXXXX项目

（第十九栋塔楼）

结构优化报告

XXXXXX有限公司

第一节基本条件

第二节荷载计算

第三节优化建议

第四节结论

XXXXXXX有限公司

第一节基本条件

一、工程概况

本项目为科研办公用房,主体建筑层数:

地上部分为十二层,地下部分为一层,建筑主体高44.60米.塔楼结构类型为框架剪力墙结构,裙楼为框架结构.

二、设计依据

1、主体结构设计使用年限为50年.

2、自然条件

50年重现期的基本风压

基本雪压

地面粗糙度

抗震设防烈度

基本地震加速度值

设计地震分组

场地土类别

特征周期

0.45kN/米2

0.30kN/米2

C类

7度

0.15g

第二组

III类

0.55s

3、业主提供的拟建筑施工图、结构施工图.

三、建筑分类等级

1、建筑结构安全等级:

二级.

2、地基基础设计等级:

乙级.

3、建筑抗震设防类别:

丙类.

4、钢筋混凝土结构抗震等级

5、钢筋混凝土结构抗震等级及轴压比

类别

抗震等级

抗震构造措施等级

结构类型

框架

剪力墙

框架

剪力墙

抗震等级

三级

二级

二级

一级

轴压比

--

--

0.85

0.5

6、建筑耐火等级为二级.

第二节荷载计算

一、主要使用荷载（可变荷载）标准值（KN/米2）

1、楼、屋面主要均布活荷载标准值

地下室车库

地下室顶板

办公室

商业

卫生间

4.0

5.0

3.0

3.5

2.5

栏杆水平荷载

楼梯、门厅、合用前室

走廊

上人屋面

电梯机房、风机房

1.0

3.5

2.5

2.0

7.0

消防水池

生活水池

消防车道

按水深确定

按水深确定

35

（按覆土厚度折减）

注:

1.楼面附加恒载:

1.6KN/米2

2.屋面层附加恒载4.0KN/米2

3.卫生间楼面附加恒载2.5KN/米2

4.双向板楼盖的梁设计时消防车荷载可按规范乘以0.8的折减系数.

第三节优化建议

一、塔楼基础

1、原基础方案优化

1）原设计塔楼下采用CFG桩复合地基,桩径400米米,桩间距1.4米,有效桩长9米;CFG桩位于细砂层,桩身砼强度等级C20.设计院选取单承载力特征值360kPa,复合地基承载力也为360kPa.此设计不合理,单桩承载力和复合地基承载力特征值均偏小.

2）原设计塔楼采用条形基础+防水板,条形基础梁截面为1000x1800米米.塔楼最大柱距为6.1x7.95米,柱距较小,如采用CFG桩复合地基,则建议采用独基+防水板,独立基础尺寸4.5x4.5x1.2米,基础梁及防水板标高上抬,可减少地下室结构高度1.3米.

3）原设计防水板厚度为250米米,四周加腋厚度为500米米.,由《构设计总说明》知,地下室抗浮计算水头约3米;经复核,防水板可不加腋,按平板设计,减小施工难度.

4）DJ01、01a厚度为2050米米,DJ02尺寸为5200x5200x850米米,建议优化.

2、基础方案整体优化

结合建筑和场地情况,塔楼基础改为筏板基础,筏板厚度500米米,柱下局部厚度1200~1500米米,具体如下图所示,筏板结构标高-7.250,相对于条形基础梁底标高-9.050,基坑开挖深度减少1.3米.筏板基础地基承载力约为250kPa,若地基不满足该承载力可作少部分CFG桩进行土体加强.以19号塔楼基础为例,进行比较分析,设计图纸中要求处理后复合地基承载力特征值不小于360kPa,经计算结构实际地基反力最大值约为250kPa,故CFG桩可以按照250kPa地基承载力要求进行设计,可以减少复合桩基数量约40%.

原基础

3、地下室高度优化

1）除塔楼部分以外的车库高度:

地下车库建筑层高5.3米,净高约4.5米,按货车通行要求,层高可以减小.

4、嵌固端

由于塔楼地下室基础为条形基础,底板为防水板,柱底不具备传递水平力条件,建议嵌固端改为地下室顶板.

二、地下室外墙

1、暗梁

地下室顶板处暗梁可以取消,具体做法如下:

地下室外墙顶板位置做法

三、地下室顶板

1、缺人防结构图纸.

2、非人防部分

原设计除塔楼范围外地下室顶板厚度为250米米,配筋10@125双层双向,地下室板板大部分区域跨度均小于3.5米,故板厚度可以减小为180~200米米,配筋可以改为10@150双层双向.同时楼板自重减小,顶板梁配筋可以适当减小.

四、框架柱

1、原设计柱箍筋未考虑重叠部分箍筋体积,根据国家高规（JGJ3-2010）6.4.7.4条,可以考虑重叠部分箍筋体积,按KZ3计算,考虑后箍筋钢筋量可以减少50%.如下图

2、原设计标高29.450~主屋面柱配筋过大,按根据国家高规（JGJ3-2010）6.4.8条,箍筋间距可改为200.按KZ3计算,钢筋量可以减少40%.如下图

五、剪力墙

1、原设计将剪力墙建议在七层缩小至200米米厚.如下图

2、原设计基础顶~4.950的Q1墙身水平筋配筋率按构造要求仅需C10@200（0.25%）,图中配置到C12@200（0.37%）,建议将水平筋改为C10@200.如下图

六、梁、板

1、部分框架梁截面为350x500,梁宽可改为300米米.由此可将梁箍筋肢数由四肢箍变为两肢箍,减少用钢量.

2、框架梁通长筋在满足不小于两端顶底纵筋较大截面面积的1/4规范要求后,

可采用直径≥14的小直径钢筋,如下图:

修改前

修改后

3、梁底钢筋无需全部伸入支座内,除角部位置钢筋外,其他底筋可断于距支座边0.1L0位置处.

4、除计算需要外,次梁箍筋可采用直径6、间距250米米,如下图:

修改前

修改后

5、原设计次梁顶部拉通钢筋直径为D16、D18、D20.根据《砼规》第9.2.6条“当梁的跨度小于4米时,直径不宜小于8米米;当梁的跨度为4米～6米时,直径不应小于10米米;当梁的跨度大于6米时,直径不宜小于12米米”.

修改前

修改后

6、板支座上部钢筋原位标注时,板上部钢筋伸出长度计算起点未明确,建议从梁中线算起.

7、二层F轴~H轴间部分楼板未配筋.

七、楼梯

1、以AT1梯板为例,原设计梯板钢筋底筋受力筋由C10@120可以改为C8@120,分布筋由C8@120可以改为C8@200.

修改前

修改后

经计算,调整后钢筋节省15%.

八、结构设计总说明

九、结构布置优化

塔楼部分位置十字梁改为单向梁布置形式如图:

两种结构形式梁板配筋对比:

修改前

修改后

（图中未定量标注板筋均为C8@200）

经过计算分析,修改后梁板钢筋节省了15%.

第四节结论

1、采用地基基础方案整体优化,地基承载力特征值360kPa可以减小为250kpa,复合桩基减少约40%.

2、基础改为筏板,筏板厚度500米米,基坑开挖深度减少1.3米,开挖土方量减少,底板水头减少约1米.

3、地下车库建筑层高5.3米,净高约4.5米,按货车通行要求,层高可以减小.

4、上部塔楼结构楼层部分十字梁改为单向梁布置形式,梁板钢筋用量减少约15%.

5、其余部分参照上述报告钢筋量约可减少10%~15%.