2019年4月1日,新版《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2018)实施。
这意味着普通住宅的钢筋含量将增加5%,地下车库的钢筋含量将增加10%!
尽管业内人士预计,钢筋含量的增加对房地产企业整体建筑成本影响不大,但近年来,钢筋、水泥等材料的价格持续上涨,加上价格等政策天花板和销售限制,房地产企业的利润空间被大大压缩。
在如此严峻的行业形势下,房地产企业该如何应对钢材含量增加带来的成本问题?
作者发现,除了荷载之外,还有其他因素影响建筑物的用钢量,如建筑平面图、结构体系、高强度材料、施工实践等。
因此,房地产企业可以尝试通过优化结构来控制钢材含量。以龙湖和绿城的钢材含量控制实践为例:
1. 建筑方案
1、建筑高度的控制
龙湖规定,抗震等级每提高一级,内力放大系数和结构措施将提高一级。当建筑高度超过并接近分界点时,根据高度分界点,尽量优化层高、标准建筑面积、层数,控制建筑高度。
2.建筑高宽比超标控制
龙湖《高层建筑规范》第4.2.3条规定钢结构框架抗震等级,甲级钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比不应超过下列数值:
3、层高控制
压缩层高,保证净高。层高的压缩可以降低结构柱和剪力墙的高度,同时降低建筑总高度,减少结构的竖向荷载,减少上部结构承受的地震作用和风荷载,间接减少钢材的使用量。内容。
(1)结构梁高度控制
目前最经济的结构梁高度为梁跨度的1/8~1/12。公共走道及设备、管道密集的场所建议采用宽扁梁、型钢梁。对于车库,请考虑实心或空心无梁地板。当车库顶盖有厚土(≥1.5m)或有消防车荷载时,空心无梁楼盖更具优势。
(2)设备管道空间控制
(3)结构梁高度空间与设备管道空间的相互利用
2、结构体系
1、结构类型
框架、剪力墙、框架-剪力墙结构体系是多层、高层建筑中传统且广泛应用的抗侧力体系。筒结构在住宅建筑中很少使用。
(1)框架结构体系
框架结构的侧向刚度小,水平位移大,适用于多层、小高度的高层建筑。框架结构的优点是建筑布局灵活。
(2)剪力墙结构体系
现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,刚度高,在水平力作用下横向变形很小。墙体截面积较大,承载力要求比较容易满足。剪力墙的抗震性能也较好,但其重量较大,增加了基础工程的投资。
(3)框剪墙结构体系
框架结构的侧向刚度较差,抗水平荷载能力较低,在地震作用下变形较大。但它具有平面灵活、空间大、立面处理容易改变的特点。相反,剪力墙结构具有较高的刚度和抗侧力强度,但使用空间有限。将两者结合起来,取长补短,在框架内设置一些剪力墙,就成为框架-剪力墙体系。
一般情况下,低强度地区的普通住宅建筑,低层(9层以下)采用框架结构,高层(18层以上)采用纯剪力墙结构最为经济。
2、结构性超限控制
不合理的结构体系会造成成本增加,超限强化措施的成本也会增加,钢材含量可能会增加0~100%。
例如,绿城通过历史项目数据发现,多层框架部分的抗震等级每提高一次,用钢量大约增加5%至20%。
控制超限的方法是:
与建筑充分沟通,采取一些结构处理措施,尽量避免超限;
关注结构性强化措施带来的成本增加:结构性超支的严重程度和成本增加;关注超支审查报告中的结构性强化措施以及成本增加。
3、结构转变的控制
全结构改造虽然将增加用钢量15-20公斤/平方米,但提高了整个塔的抗震水平。同时,结构墙、柱减少后,单位面积的销售额也会增加。
3、钢筋新材料
1. 钢筋等级和钢材强度
通过以下六种强度钢材的对比可以看出,强度的增加远远大于成本的增加。因此,选择高强度钢材还可以减少整体建筑的用钢量。
2、新型冷轧带肋钢筋的应用——高延性冷轧带肋钢筋
高延性冷轧带肋钢筋是指热轧圆棒经冷轧成型、回火热处理而获得的具有高延展性的冷轧带肋钢筋。
CRB600H高延性冷轧带肋钢筋抗拉强度设计值为fy=415MPa,明显高于目前常用的HPB235(fy=210MPa)、HPB300(fy=270MPa)热轧光筋钢筋HRB335(fy=300MPa)热轧带肋钢筋也高于HRB400(fy=360MPa)热轧带肋钢筋,但价格较低。
以下为CRB600H高延性冷轧带肋钢筋替代HRB400钢筋的换算表:
4、结构优化
1、剪力墙设计控制
(1)剪力墙布置位置优化
原则:重点布局两端及周边,减少中间及核心管布局
目的:以尽可能少的剪力墙保证结构的抗震扭转指标满足要求。
(2)剪力墙布置数量和长度的优化
(3)剪力墙配筋控制
2. 塔设计的控制
(1)少用异形柱结构,多用矩形柱
(2)柱纵向钢筋配置
3.梁设计的控制
4、加固设计的控制
(1)加固设计
加固余量:应控制在计算结果与结构要求较大值的5%以内,不宜超过10%(结构转换层和结构超限加固措施区可适当放宽)
(2) 绘图合并
高层塔楼标准楼板加固设计合并:建议每3至5次合并一次
五、新《标准》原文
新《标准》明确指出,3.2.1、3.3.2条为强制性规定,必须严格执行!这两项强制性规定的具体内容如下:
▲来源:《GB 50068-2018建筑结构可靠性设计统一标准》
同时,标准还规定建筑结构中各种结构构件的安全等级应与结构的安全等级相同。部分结构件的安全等级可以调整,但不得低于三级……
此外,新标准还要求建筑结构设计时应进行环境影响评价。当结构所处的环境对其耐久性影响较大时,应根据不同的环境类别采用相应的结构材料、设计结构和防护措施。 、施工质量要求等钢结构框架抗震等级,并在结构使用过程中制定定期检查和维护制度,使结构在其设计使用寿命内不因材料劣化而影响其安全或正常使用……
我们来看看即将修订的《建筑结构可靠性设计统一标准》的主要技术内容——
1、全面配合《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008;
2、调整了建筑结构安全设定水平,增加了相关功能子因子的取值,取消了原标准对基本功能组合在永久荷载效应占主导时起控制作用的组合;
3、增加了抗震设计状态,将“小震不损、中震可修复、大震不倒塌”的设计理念引入到建筑结构抗震设计中;
4、完善既有结构可靠性评估规定;
5、增加了结构整体稳定性设计的新规定;
6、增加了结构耐久性极限状态设计的相关规定。
与旧的《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2001)相比,还有一个重要变化,就是γG(静载系数)由1.2调整为现行的1.3,γQ(活载系数) )系数)由之前的1.4调整为现在的1.5。
旧《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2001)规定γG(静载分量系数)γQ(活载分量系数):
新的《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2018)规定γG(静载分量系数)γQ(活载分量系数):
这两个系数的提高将导致普通房屋的用钢量增加5%,地下车库的用钢量增加10%!
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