揚(yáng)州某項目結(jié)構(gòu)方案設(shè)計中的用鋼量對比運(yùn)用

陳 輝 明

(深圳市協(xié)鵬建筑與工程設(shè)計有限公司，廣東 深圳 518052)

揚(yáng)州某項目結(jié)構(gòu)方案設(shè)計中的用鋼量對比運(yùn)用

陳 輝 明

(深圳市協(xié)鵬建筑與工程設(shè)計有限公司，廣東 深圳 518052)

基于用鋼量指標(biāo)，對揚(yáng)州某項目中F1，F(xiàn)2地塊的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行量化分析對比，在滿足規(guī)范要求的前提下，揭露不同的結(jié)構(gòu)高度、結(jié)構(gòu)體系、建筑體型以及荷載等對項目成本的影響，以此提供一種在方案階段結(jié)構(gòu)工程師配合甲方及建筑師進(jìn)行方案優(yōu)化和比選的思路。

用鋼量，高層建筑，結(jié)構(gòu)方案

1 項目概述

本項目地塊位于揚(yáng)州市W3控制性詳細(xì)規(guī)劃單元內(nèi)，緊鄰蝶湖，如圖1所示。其中F1地塊擬建一公寓建筑，F(xiàn)2地塊擬建一酒店辦公建筑，F(xiàn)3地塊為附屬商業(yè)部分。建筑抗震設(shè)防類別為丙類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，設(shè)計使用年限50年。所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度0.15g，設(shè)計地震分組：第一組；場地類別：Ⅲ類；50年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓：0.4 kN/m2，地面粗糙度類別：B類。

2 用鋼量指標(biāo)

建筑設(shè)計在整個項目的成本投入占比不大，卻影響75%的項目成本和項目盈利，由此可見設(shè)計方案在項目成本方面的重要地位。結(jié)構(gòu)設(shè)計方案主要包含兩方面：一是基礎(chǔ)設(shè)計方案，二是上部主體結(jié)構(gòu)方案。基礎(chǔ)是影響造價的一個重要因素，但不在本文的討論范圍。同時F3地塊僅為簡單的多層商業(yè)，也不在本文的討論范圍，本文主要聚焦F1地塊和F2地塊的上部主體結(jié)構(gòu)方案對成本的影響。

在方案階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計在成本優(yōu)化方面的工作主要體現(xiàn)在不同結(jié)構(gòu)方案的比選，而比選的一個重要的考量即用鋼量指標(biāo)，用鋼量意指單位面積含鋼率。

實(shí)際操作時，由于處于方案階段，結(jié)構(gòu)的模型將主要針對標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行建模，有一定的簡化。這樣，通過盈建科軟件統(tǒng)計的用鋼量可能與實(shí)際的情況會有一定的出入，但用于橫向?qū)Ρ葧r，可以給甲方及建筑師提供量化的參考，是具有實(shí)際意義的。

3 F1地塊

3.1結(jié)構(gòu)方案

F1地塊擬建一公寓建筑，建筑體型有弧形和V形，考慮復(fù)式的標(biāo)準(zhǔn)層高度4.5 m，不考慮復(fù)式的標(biāo)準(zhǔn)層高度3.6 m，結(jié)構(gòu)方案對比主要圍繞在結(jié)構(gòu)高度、結(jié)構(gòu)體系、建筑體型以及復(fù)式與否等幾方面進(jìn)行，各結(jié)構(gòu)方案具體情況見表1。

各方案的結(jié)構(gòu)平面示意圖如圖2所示。

表1 F1地塊各結(jié)構(gòu)方案情況表

3.2整體計算指標(biāo)

各方案整體控制指標(biāo)見表2。

表2 F1地塊各方案整體控制指標(biāo)

各方案整體指標(biāo)均滿足高規(guī)[1]要求。

3.3用鋼量統(tǒng)計

各方案用鋼量統(tǒng)計見表3。

表3 F1地塊各方案用鋼量匯總表

對比表3中數(shù)據(jù)，對F1地塊的公寓建筑各方案進(jìn)行對比總結(jié)：

1)在150 m左右的結(jié)構(gòu)高度下，考慮復(fù)式荷載，框筒結(jié)構(gòu)體系的方案a用鋼量要遠(yuǎn)超剪力墻結(jié)構(gòu)體系方案b，混凝土用量也增加了30%左右；2)通過對比方案b和方案d，可發(fā)現(xiàn)建筑的體型由規(guī)則的弧形變成不規(guī)則的V形，結(jié)構(gòu)的用鋼量和混凝土用量增長接近15%～20%；3)通過對比方案c和其他各方案，可發(fā)現(xiàn)隨著高度，荷載的增加，結(jié)構(gòu)的用鋼量和混凝土用量不可避免的呈現(xiàn)出增長的趨勢；4)綜合對比各方案，150 m左右的結(jié)構(gòu)高度下，考慮復(fù)式荷載，F(xiàn)1地塊合理的結(jié)構(gòu)方案呈現(xiàn)出來的總重量和總面積之比在2.0 t/m2上下。

4 F2地塊

4.1結(jié)構(gòu)方案

F2地塊擬建一酒店辦公建筑，建筑體型為長方形，20層以下建筑業(yè)態(tài)為酒店，以上為辦公性質(zhì)，辦公層考慮復(fù)式的標(biāo)準(zhǔn)層高度4.5 m，不考慮復(fù)式的標(biāo)準(zhǔn)層高度3.6 m。其中采用復(fù)式的標(biāo)準(zhǔn)層分為采用普通梁板和大板形式兩種，復(fù)式標(biāo)準(zhǔn)層采用大板形式在凈高方面有較明顯的優(yōu)勢。結(jié)構(gòu)方案對比主要圍繞在高度、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、復(fù)式與否等幾方面進(jìn)行，各方案具體情況見表4。

表4 F2地塊各方案情況表

各方案的結(jié)構(gòu)平面示意圖如圖3所示。

4.2整體計算指標(biāo)

各方案整體控制指標(biāo)見表5。

各方案整體指標(biāo)均滿足高規(guī)[1]要求。

表5 F2地塊各方案整體控制指標(biāo)

4.3用鋼量統(tǒng)計

各方案用鋼量統(tǒng)計見表6。

表6 F2地塊各方案用鋼量匯總表

對比表6中數(shù)據(jù)，對F2地塊的酒店辦公建筑各方案進(jìn)行對比總結(jié)：

1)通過對比方案a和方案b，在160 m左右的結(jié)構(gòu)高度下，不考慮復(fù)式荷載，框筒結(jié)構(gòu)體系比剪力墻結(jié)構(gòu)體系增加50%左右的用鋼量，混凝土用量相差不明顯；2)通過對比方案e和方案f，辦公層采用大板形式與采用普通梁板結(jié)構(gòu)的用鋼量相差不明顯，主要的區(qū)別在混凝土用量的增加，幅度在13%左右；3)通過對比方案b和方案e,可發(fā)現(xiàn)隨著辦公層考慮復(fù)式荷載，層高加大，結(jié)構(gòu)高度相應(yīng)增加，結(jié)構(gòu)的用鋼量增長了39%，混凝土用量也增長了22%；4)通過對比方案b和方案c,d，可發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)主要抗側(cè)力體系在考慮建筑功能的需求做出了相應(yīng)調(diào)整后，結(jié)構(gòu)的用鋼量和混凝土用量也隨之增加；5)綜合對比各方案，160 m左右的結(jié)構(gòu)高度下，不考慮復(fù)式荷載，F(xiàn)2地塊合理的結(jié)構(gòu)方案呈現(xiàn)出來的總重量和總面積之比在1.5 t/m2上下。

5 結(jié)語

通過對F1,F2地塊的結(jié)構(gòu)方案對比發(fā)現(xiàn)，在方案階段，不同的高度、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、荷載形式等都將對項目的成本造成不可忽略的影響，有些甚至是顛覆式的改變。所以結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)發(fā)揮主觀能動性，積極配合甲方及建筑師優(yōu)化和改善建筑方案，提供量化的數(shù)據(jù)指標(biāo)，尋求安全、功能以及造價方面的平衡點(diǎn)。這一過程不僅考驗結(jié)構(gòu)工程師的綜合素養(yǎng)，也是結(jié)構(gòu)工程師不斷追求自我進(jìn)步的方向。

[1] JGJ 3—2010,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

ComparisonandapplicationofsteelamountinstructuraldesignofaprojectinYangzhou

ChenHuiming

(ShenzhenCenpointArchitects&EngineersCo.,Ltd,Shenzhen518052,China)

Based on the steel amount, the quantitative analysis and comparison of the F1 and F2 blocks of a project in Yangzhou are carried out. In order to meet the specification requirements, expose the height of structure, different building structure, size, and impact loads on the project cost, in order to provide a kind of cooperate with party A and architects in the phase of the program structure engineer scheme optimization and selection method.

steel amount, tall building, structure scheme

TU318

A

1009-6825(2017)27-0054-02

2017-07-16

陳輝明(1986- )，男，碩士，工程師，國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師