金地集团上海公司结构优化设计指引.doc

金地集团上海公司结构优化设计指引（征求意见稿）金地集团上海公司设计管理部2020-02-29 v1.7为解决结构设计中的常见问题，提高设计质量，减少不必要的损失，不犯以往工程犯过的错误，从而使整体造价控制在最经济的范围内，特制定本书，希望设计院在初步设计阶段就把各项优化措施落实到设计中去，做到精心设计、不断优化，实现确保品质、节约造价、提高效率的目标。因为初次编制，限于水平，书中难免有不足部分，请大家多提宝贵建议，以便我们在今后的工作中不断完善，提高效率。指导思想：1、在方案及扩初阶段，通过采用更优化、更合理的结构方案来降低工程的结构成本。2、在施工图设计阶段，在保持结构安全意识的同时，也保持有较强烈的结构成本控制意识，通过更精细化的设计降低结构成本、同时兼顾施工方便。3、结构成本的优化应以满足规范要求、保证结构安全和建筑产品的品质为前提。降低含钢量并非终极目的，确保工程品质、控制工程总造价、提高工程总效率才是最终目的。避免“含钢量指标越低，结构设计就越优秀”的仅强调成本单一衡量指标的极端思想。主要采用以下措施优化结构设计：一、宏观控制方案、扩初阶段1) 根据建筑特点，选择合理的结构体系，合理的结构布置，合理的计算模型，合理的计算参数。2) 结构平面布置规则，抗侧力体系布置、刚度、质量分布均匀对称，受力明确、传力简捷。减少平面凸凹不规则，削弱扭转不规则，控制楼板局部不连续，限制薄弱层，控制跃层，避免转换层，尽量避免抗震审查。3) 楼电梯间不宜布置在房屋端部或转角处，因其空间刚度较小，设在端部对抗扭不利，设在转角处时，此处应力集中，难于分析。4) 结构最大竖向高度、最大层数等条件尽量用足。5) 剪力墙结构的剪力墙布置需优化，结构布置宜规则、均匀、对称，严格控制结构的扭转变形，在满足规范和计算的前提下尽量减少墙的数量，减少墙肢长度，控制连梁刚度，必要时通过梁中开水平缝、增大跨高比等措施降低连梁刚度，墙体的厚度满足构造要求和轴压比的要求即可。减少墙、暗柱、连梁的配筋，并应按计算结果和构造要求分段配筋。6) 尽量少用短肢剪力墙，限制“一”字形墙、柱，仅有少量短肢剪力墙时可尝试加长成普通剪力墙。7) 荷载计算尽量精确，不漏算，不重算，不多算，不错算。砌体填充墙采用轻质材料，填充墙门窗开洞面积较大时，应扣洞口部分的重量。8) 控制各层单位建筑面积的平均荷载标准值为：框架结构1113 kN/m2，框剪1316 kN/m2, 剪力墙1418 kN/m2. 这些内容可以在PKPM总信息中查到。9) 采取措施减少砌体填充墙对结构自振周期的影响，如减薄、减少、减柔，采用空心砌块，改为挂板、轻钢龙骨等，并避免不均匀布置。纯剪力墙结构自振周期可以不折减。10) 梁柱重叠部分一般简化为刚域，不选时梁负筋按柱边弯矩配筋。11) 普通柱按单偏压计算，双偏压校核；异型柱按双偏压计算。12) 高规4.6.3条，按弹性方法计算最大层间位移角时层高之比u/h时可不考虑偶然偏心；4.3.5条，计算楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与楼层平均值的比值时考虑偶然偏心。即计算位移角时不考虑偶然偏心，计算扭转比时考虑偶然偏心。13) 质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响，此时不考虑偶然偏心。计算单向地震力时，应考虑偶然偏心的影响，此时不考虑双向地震。偶然偏心和双向地震不同时考虑，可分别计算取最不利情况设计。2007版PKPM已经可以考虑这个问题。14) 对于耦联选项，建议总是采用。15) 柱、墙活荷载是否折减：PM不折减时，Satwe中宜折减。16) 传到基础的活荷载是否折减：PM不折减时，Satwe中宜折减。17) 钢筋强度：一般梁柱主筋选360 N/mm2，箍筋选210 N/mm2，墙主筋选300（或360）N/mm2，视计算结果定，墙分布筋选210 N/mm2。18) PKPM输入信息：是否对全楼强制采用刚性楼板假定（）i. 计算位移与层刚度比时选 是，明显不符合刚性假定时选否，见高规5.1.5条。ii. 计算内力与配筋及其它内容时选 否。iii. 计算扭转时应按刚性板假定进行,而不应设置弹性板,否则计算出来的结构扭转周期和结构位移是不真实的。19) 第一、二周期为平动且大小合适（参高规3.2.6条）、第一扭转周期与第一平动周期之比尽量小。20) 最大位移与层平均位移之比，最大层间位移与平均层间位移之比符合规范要求，并尽量小。21) 楼层最大层间位移角u/h比规范要求略小即可，两个主轴方向计算结果宜接近。22) PKPM控制目标参数均应在合理范围内：如轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期比、刚重比、层间受剪承载力比、有效质量比、超配筋等。23) 多层框架结构位移超标时，可仅布置少量剪力墙，此时仍按框架结构确定抗震等级，剪力墙抗震等级可为三级且不设底部加强区，同时框架部分还宜满足不计入剪力墙时框架的承载力要求。24) 框架结构一般按有侧移体系考虑，提高砼标号对降低柱配筋非常有限，对框架弱轴，加大梁高对增大层刚度非常有效。25) 柱轴压比，中、边柱宜取0.60.8；角柱宜取0.50.6。柱截面尺寸调整，多层宜23层调整一次，高层宜结合混凝土强度的调整每58层调整一次。26) 尽量少用次梁转换，转换层不应开大洞或有错层。27) 仅个别构件为框支转换结构且其负荷面积所占楼层面积范围很小时，可按个别构件转换考虑，不必把整个层作为转换层。28) 抗震设计时不宜将转换层设置在底盘顶面上。29) 外挑阳台挑出长度大于1.2m时优先考虑梁板式结构受力体系；在墙(承重墙，分隔墙)的上下在不影响美观及使用的情况下尽可能设梁，门窗的上帽头上一般也应设梁。30) 建筑构件，包括装饰构件，优先考虑采用钢筋混凝土结构，并出结构详图，如确需采用钢结构，需征得委托方同意。31) 梁的截面尽量按正常取，少做宽扁梁，配筋率也应控制在1.5%左右。32) 现浇钢筋混凝土楼板的厚度，双向板宜控制在短跨的1/35，单向板宜控制在短跨的1/30；一般情况下，厨房、卫生间、阳台采用100，跨度小于3900的板采用110，跨度为39004200的板采用120，跨度为42004600的板采用130。33) 屋面板的厚度，跨度小于3900的板采用120，跨度大于3900的板相应增加厚度。34) 高层剪力墙结构，窗下墙尽量用填充墙，可延长周期并节约造价(剪力墙拆模后应立即砌填充墙)。35) 构件截面尺寸、数量、位置合适，混凝土等级从下向上逐渐递减，大部分构件的配筋率在适宜范围内，见下表： 构件种类受力钢筋非受力钢筋配箍率梁（受拉筋）0.351.50.3面积配箍率0.250.4柱（含暗柱）0.51.5体积配箍率0.81.2墙0.350.50.350.5板0.350.60.3536) 设计较合理的结构，一般而言，不应有较多的超限截面，基本上符合以下规律：1 柱、墙的轴力设计值绝大部分为压力2 柱、墙大部分为构造配筋3 梁基本上无超筋4 剪力墙符合截面抗剪要求5 梁抗剪不满足要求的截面及抗扭超限截面没有或很少37) 基础选型、埋深和布置合理，地下室顶板结构形式（梁板式、无梁楼盖、预应力、空心板等）需进行技术经济比较后确定；需要打桩时，需进行桩型、桩径、桩壁厚、桩长多方案比较，不同单体，不同地质可选用不同桩型，地基土对桩的支承能力尽量接近桩身结构强度。38) 地下室设计对结构造价影响很大，对地下室抗浮水位、桩型选择、底板和顶板结构形式、侧墙设计等内容应进行充分比较和科学验证，尽可能用科学合理的方法为甲方节省工程造价。39) JCCAD设计取荷载时不必把PM荷载和Satwe荷载同时取，因为PM荷载可能未考虑折减。40) 桩的布置，优先考虑轴线布桩，并作优化比较，桩基单桩承载力总和与上部总荷载的比值宜在1.11.2左右，试桩结果较理想时宜取低值。41) 基础承台厚度在满足抗冲切、抗剪切计算的要求下尽可能降低厚度。墙/柱下布桩时，因荷载直接传递，承台厚度可适当减小。42) 合理选择基础粱的断面，建议采用倒T型截面，不宜用矩形和方形截面，并控制基础梁的截面尺寸和配筋。增加基础高度可以减少底板配筋。43) 筏基底板宜适当出挑，一般出挑0.52.0m左右，有梁时宜将梁一起出挑，当有柔性防水层时不宜出挑；地梁宜适当出挑，一般出挑边跨跨长的1/4。44) 楼板、屋面板采用普通混凝土时，其强度等级不宜大于C30，基础底板、地下室外墙不宜大于C35”，其原因是为了控制水泥用量，混凝土强度等级越高，水泥用量也越多就越容易开裂。45) 不能确定那种方案更合理时，需进行技术经济性比较，并考虑模板、材料加工、工期等因素。二、配筋控制施工图设计阶段1) 梁、柱归并系数不要取得过大，剪力墙结构竖向要分段配筋。2) 受力钢筋一般选用级钢，钢筋直径16时尽量选用级；当受力较小或为构造下限控制或为抗裂控制时尽量选用（8）、级（10）。吊钩只采用级钢。3) 梁纵筋尽量采用较细钢筋，可减少梁的裂缝，并减少钢筋锚固长度。4) 梁板结构，计算梁的构造腰筋时，应扣除楼板厚度。 5) 箍筋一般采用级钢，当受力较大时宜采用级钢，12时只采用级钢。6) 一、二级框架梁架立筋可用14搭接，三级框架梁架立筋可用12搭接，次梁架立筋可用12搭接，架立筋搭接长度150mm，搭接部位一般选在Ln/3处，见03G1011(2006版)。当梁跨度3m或钢筋直径较小时，采用分段搭接未必节省，则不宜搭接。7) 梁的上部纵筋一般不予放大，下部纵筋放大510%，且不宜超过15。8) PKPM中如次梁单独输入，则PKPM默认对次梁不调幅，此时可将其改为“调幅梁”。9) 配置抗扭钢筋时，应将构造腰筋计入到抗扭纵筋中。10) 梁上集中荷载处加密箍，宜优先考虑箍筋，不足时，再用吊筋。吊筋212。11) 次梁的箍筋根据计算结果也可分加密区和非加密区。12) 板配筋尽量采用分离式，屋面板、转换板、嵌固层地下室顶板等特殊部位确需双层双向拉通时，可采用部分负筋拉通，不足部分附加短筋方式解决。板跨较小且上筋相同时允许采用拉通配筋。13) 一般楼层端跨及大于3900的楼板，上筋需拉通时可采用支座按计算配筋，中间用小直径钢筋（如6）与支座钢筋受拉搭接的方式处理，以节省钢筋。板厚150以上的板，宜采用HRB335。14) 门窗过梁应根据跨度大小分别配筋，不得所有跨度采用一种配筋。15) 次梁及基础地梁、筏板可按非抗震设计要求锚固搭接，即以La代替LaE16) 约束构造边缘构件中按抗震等级、剪力墙部位确定纵筋配筋率和配箍率时，主筋及箍筋间距不一定取整数，如100，150。17) 剪力墙构造边缘构件暗柱一般不考虑体积配箍率，但应满足高规7.2.17第4条的规定，配箍特征值不宜小于v=0.1。18) 当剪力墙水平分布钢筋在约束边缘构件内确有可靠锚固时，也可与其它封闭篐筋、拉筋一起作为约束篐筋计算。19) 十字型剪力墙，交叉部位可按构造要求配筋。20) 框架柱、剪力墙暗柱的分布筋可采用，等21) 独基或条基宽度大于2.5m时可采用地基规范8.2.2-5条规定的省钢筋方法。22) 条形基础及筏板基础中的基础梁，箍筋按强度要求配置即可，不需按抗震要求或延性要求构造加密；纵筋可按非抗震要求锚固、搭接。23) 无上部结构的地下建筑，如地下车库等，可按三级或非抗震设计。9度抗震设计时，抗震等级不少于二级，见高规35页。24) 地下室超长时应设后浇带或加强带，刚度较大时后浇带或加强带距离应适当减小。外墙、底板及室外部分顶板宜采用补偿收缩防水混凝土（内掺HEA膨胀剂），抗渗等级不小于S6。后浇带、加强带及施工缝位置应采取加强、抗裂、防水措施。25) 地下室外墙设计应考虑楼梯间，车道、扶壁柱、顶板开洞等支承条件的变化。如有刚度较大的扶壁柱或横墙时需按双向板计算，此时水平配筋按计算确定，可在扶壁柱外侧附加短水平负筋予以加强。外墙转角处外侧水平配筋应加强。车道侧壁或地面层开洞位置无顶板支撑时，外墙需按竖向悬臂墙计算。车道紧靠地下室外墙时，车道底板位于外墙中部，应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用，该荷载经常遗漏。当顶板不在同一标高时，应注意外墙上部支座水平力的传递问题。26) 地下室外墙配筋一般为抗裂控制，水平、竖向均采用细密II级钢筋，钢筋间距不宜大于150mm。一般在外墙外侧底部约1/3高度范围内附加短筋以解决底部配筋较大问题。为防止开裂，水平分布钢筋配筋率不宜小于0.30，不应小于0.25。当墙厚超过400，单侧水平分布筋配筋率不宜小于0.2。外墙有框架梁处宜设暗柱，以防止竖向裂缝。27) 地下室外墙保护层取50mm时，迎水面内宜设直径46150的钢筋网片，此时保护层计算厚度可以适当减小但不得小于30mm。裂缝宽度控制在0.2mm之内。28) 地下室墙的门（窗）洞口应按计算设置地梁或暗梁。29) 剪力墙构造暗柱一般采用II级钢配筋，墙身构造配筋宜用I级钢和II级钢。30) 圈梁、构造柱主筋采用II级，箍筋采用I级31) 洞口加强筋当为构造控制时采用II级32) 凡抗裂钢筋均宜用细密钢筋，钢筋间距不宜大于150mm。33) 板的支座钢筋应具有一定刚度，以防施工踩踏。悬挑板阳台构造需特别加强，其板厚不得小于120mm，其上筋不得小于12150且需伸入房间板内可靠锚固。34) 其他见钢筋级别选用参考表。主筋级别选用参考表表示出现较多的情况构 件受力控制时受力较小或构造控制时备 注最小配筋率控制时抗裂控制时其他构造要求屋面板、露台使min最小者;一般级钢较省300时，仍按300计算梁使min最小者;一般级较省架立筋腰筋架立筋210，架立筋可采用1214的钢筋搭接柱一般级较省分布筋中柱一般为构造配筋剪力墙暗柱=12,14时16时分布筋构造边缘构件用级暗柱上下层钢筋直径不得突变剪力墙墙身计算控制时采用级一般构造控制=8时10时拉结筋底部加强区拉筋间距略小双面合计sh、svmin0.20且8300人防构件=12,14时16时圈梁、构造柱主筋采用级柱下独立基础、承台、地梁8时1014时16时各种节点配筋受力筋构造钢筋=6, 8时10时分布筋拉结筋主筋选用原则：受力钢筋一般选级，钢筋直径16时尽量选用级；当受力较小或为构造下限控制或为抗裂控制时选用（8）、级（10）。吊钩只采用级钢。箍筋级别选用参考表构件一般情况下受力不大或构造要求时受力比较大时备 注梁、柱下独立基础、桩基承台、地梁svmin控制时级较省柱、剪力墙暗柱vmin控制时级；v控制时不分级别圈梁