建筑结构优化设计建议

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1、建筑结构优化设计建议 2016.02 第一章基础 1、基础类型： 天然地基基础 复合地基天然地基+增加体（柔性桩、刚性桩） 桩基：常规桩基 后处理加强的后注浆钻孔灌注桩 先处理加强的劲性复合予制静压桩 第一章基础 采用复合地基应注意： 天然地基承载力不宜低于预期复合地基承载力的百分之四 十，软土地基上采用复合地基要慎重。组成复合地基的增 强体桩基，应具备一定刚度，并且不能是端承桩； 随着复合地基承载力需求增大，增强体桩基的支承刚度与 桩身强度，要求也需相应提高，对于20层30层的高层建 筑，不宜采用单纯摩阻桩，桩端进入较好的持力层。但持 力层不宜是强风化以上的岩层，桩身强度承载力要满足计 算，

2、底板与桩基持力层选择需慎重。 第一章基础 南京某小区复合地基事故： 该小区位于河西，七层砖混住宅，场地内有深厚的淤泥质软 土层，增强体刚性桩未穿过软土层，施工也存在质量问题， 建造过程中一直到结构封顶，沉降持续发展，最后采用锚杆 静压桩，压入深层较好的土层，才控制住沉降。 最近几年，我们做了一批20层30层100米以内的高层剪力墙住 宅，采用刚性桩复合地基都取得成功。例如：淮安恒大、淮 安中南、合肥融侨等都是20万30万的高层住宅小区，天 然地基承载力约在200kpa左右，采用予应力管桩作为增加体， 复合地基承载力可达到500Kpa左右 建筑高度 层数(m) 桩基 承载力 工程名称天然地基桩型

3、桩长桩基持力层 粉土与粉质粘 土互层（可塑 预应力管桩 粘土、粉质 1淮安恒大名都33/298.8 淮安中南世纪 城 14m 1300kN粘土 0.049260kPa529kPa22.2mm 软塑 fak=170kPa） （500mm）(I =0.15 E1- L =9.46) 2 粘土 33/296.1粉质粘土夹粉预应力管桩13m 1376kN (I =0.18 E0.049300kPa500kPa20.2mm 土(fak=190kPa）（500mm） L1- 2 =11.9) 2 3合肥天骏花园33/197.2粘土（硬塑 fak=320kPa） CFG（400mm）11m 700kN粘土0

4、.0434320kPa560kPa13.0mm 采用复合地基的设计，应与常规桩基础设计方案作技术经济对比，当桩长不大， 可沿剪力墙下条形布桩或在桩下布置独立桩承台，有可能桩基础更省造价。 因为复合地基需要较厚的筏板，双层双向通长配筋。 第一章基础 复合地基基础设计举例 竣工 桩基桩基持力 复合地基 计算沉 实测 置换率 层承载力 承载力降量沉降 序 号 第一章基础 常规桩基设计 单桩承载力应通过静载试桩确定，按地质勘察报告估 算值仅可作为试桩加载参考用，试桩应要求做至GB50007 附录Q，确定的单桩竖向极限承载力，试桩应要求试至 “极限”。 第一章基础 单桩承载力估算方法： 嵌岩灌注桩，可按

5、JGJ94-2008第5.39方法与南京地 区建筑地基基础设计规范DGJ32/J12-2005第9.2节嵌岩 灌注桩单桩承载力计算方法进行计算，取较大值作为静载 试桩加载准备，在砂土、粉土地基上对于用压入法施工的 予制桩，单桩承载力估算，可采用原位测试法（JGJ94- 2008第5.3节），与经验参数法（JGJ94-2008第5.3节） 计算取较大值作为静载试桩加载准备；对于抗拔桩，在砂 性、粉土地基上的挤压方法施工予制桩，按地勘报告估算 单桩承载力时，可按摩阻条数不折减，提供静载试桩 第一章基础 抗拔桩 工程实例：南京南部新城医疗中心抗拔桩，初步设计拟采 用直径1300钻孔灌桩，一柱一桩，Q

6、uk=12500KN，桩基方案论证 时，提议改为每柱下3根直径为600的钻孔灌注桩，3根600的钻 孔灌注桩对比1根直径1300的钻孔灌注桩：抗拔承载力提高38%， 工程量减少 36%。此外，底板配筋可以减少，抗浮工况下基础 底板是倒楼盖，3桩承台面积大于单桩承台，不论按等代框架计 算或用有限元计算，“柱帽”做大，可有效减小底板的计算配 筋。抗拔桩设计应注意不要按抗压桩的设计思路，宜优先 采用较小直径的桩分散布置，可节省桩基造价和底板材料用 量。 N=92.67 N=10 N=130.57 2.29 0.89 8.40 9.80 6 0 10.60 x 10.600 N=23 7细砂x x N

7、=38 N=35-3.43 14.60 16.00 -3.41 -4.91 14.10 15.60 -3.65 -5.35 14.90 16.60 -5 8粉质黏土 -5 -4.83 N=35 N=34 x 9细砂 10 xx -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50 -55 -60 N=39 -9.93 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50 -55 21.10-9.9521.20 -10.5121.20 黏土 N=21 N=29 N=32 26.78 深度(m) 水位 2.60 8.57 标高(m) 审核:校对:制图:图号: 第

8、一章基础 比例尺水平 3-3工 程 地 质 剖 面 图 工程编号:2013001 工程名称:香缇豪庭二期 N=26 N=22 N=26 N=24 N=28 N=27 N=30 N=25 N=32 N=31 -31.85 N=42 -31.73 N=41 42.90 43.10 -32.21 N=34 42.90 N=59 N=71 N=54 N=43 N=47 N=53 N=49 N=38 N=42 N=57 N=19 N=27 N=34 N=40 N=37 N=76 N=36 N=62 N=45 N=38 N=41 N=44 N=42 11中细砂 zx zx zx N=61 N=64 N=3

9、8 N=43 N=60 N=66 qc(MPa)fs=qc/100-60 (-59.31)70.002 (-58.75)70.00qc(MPa)fs=qc/100 (-59.33)70.50 24681046810 水平间距(m) 28.26 1:300垂直1:350 标 高 (m) 15 4抗压桩布桩实例： 16 17 11.1711.25 10.69 10 5 1杂填土 粉土 10 N=12 9.97 N=11 1.20 10.151.10 9.890.80 2 N=10. . 3 4 . 6.55 . 4.70 . 6.69 4.59 . N=96.47 N=16 4.70 粉质黏土 粉

10、土 4.00 6.10 5 N=174.57 6.60 8.50 4.65 2.65 0.65 6.60 8.60 N=7 5粉质黏土 粉质黏土 细砂x -3.56 -5.46 14.20 16.10 -5 8 -4.00 -5.90 14.30 16.20 -5 粉质黏土-4N=15.99 -6.79 15.40 17.20 8粉质黏土 细砂x 9细砂x 9 N=39 N=42 -10.79 x -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50 -55 -60 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50 -10.9621.60-11.0021

11、.30 21.20 10黏土 10黏土 N=19 N=22 N=24 N=21 N=25 N=23 N=29 N=31 N=27 N=29 N=30 -32.86 N=43 43.50 -33.10 N=39 43.40 -32.8943.30 N=54 N=43 N=51 N=45 N=41 N=46 N=42 N=52 N=47 N=40 N=41 zx11 中细砂 zx zx 11中细砂 N=42 N=43 N=40 -55 -60 N=43 N=39 N=41 (-59.36)70.00qc(MPa)fs=qc/100(-59.70)70.00qc(MPa)fs=qc/100 (-59

12、.59)70.00 246810246810 水平间距(m) 深度(m) 水位 28.0030.09 2.00 8.41 标高(m) 审核:校对:制图:图号: 第一章基础 比例尺水平 4-4工 程 地 质 剖 面 图 工程编号:2013001 工程名称:香缇豪庭二期 1:300垂直1:350 标 高 (m) 12 4抗压桩布桩实例： 1413 10.64 10.4110.30 10 5 10 1杂填土 粉土 1 2 杂填土 粉土 10.040.60 9.600.70 9.810.60 2.70 4.20 5.60 2 7.44 6.24 3.20 4.40 7.71 6.21 4.81 7.1

13、0 6.00 3.20 4.30 4粉土4 5 粉土 5 4.64 2.54 0.54 6.00 8.10 10.10 x 4.50 2.70 0.80 5.80 7.60 9.50 5粉质黏土 粉质黏土 粉质黏土 2.91 1.21 7.50 9.20 6粉质黏土 6 00 7细砂x 7 第一章基础 4抗压桩布桩实例： 桩型方案比较 第一章基础 4抗压桩布桩实例： 方案一:PHC600高强砼管桩 (L=20m/进入10层粘土层约4m) Ra=1600 图中布n=96根实际需要n=122根(未考虑筏板重量)+12=134根 第一章基础 4抗压桩布桩实例： 方案二： CM复合桩 M900/PHC

14、500(L=14m/进入9层细砂层约3.5m) Ra=2400 / n=81 第一章基础 4抗压桩布桩实例： 方案三: D700钻孔灌注桩( L=32m/进入10层粘土层约16m ) 方案四: D700后注浆灌注桩( L=20m/进入10层粘土层约4m ) Ra=2500 / n=83 第一章基础 4抗压桩布桩实例： 工程概况：吴江新苏中心，框架-核心筒结构，地上71层， 第一章基础 总高239m，地下三层。 标准组合：建筑总重 259249 T；核心筒总重 10617 T。 4抗压桩布桩实例： D1500,L=80m Ra=12300kN 64根 核心筒承载力不足 第一章基础 4抗压桩布桩实

15、例： D800,L=80m Ra=7000kN，核心筒156根 核心筒承载力满足 第一章基础 4抗压桩布桩实例： 第二章 地下室外墙 1、 计算可按压弯构件考虑。 2、 当地下室土方开挖施工设有刚性防护桩时，土压力可取静 止土压力，并乘以折减系数0.67。 3、 抗裂验算可取常水位，裂缝宽度验算公式中，混凝土保护 层厚度（30mm时）可取30mm计算。 4、 墙顶与各层地下室楼板标高处可不设暗梁，一般情况下墙 底亦可不设暗梁。 第三章楼盖结构 七度抗震设防0.10g框剪结构水平结构构件，用钢量约 占结构总用钢量50%以上。梁板是优化设计重点考虑的问题。 1、梁 楼面梁布置：当柱网为矩形时，短跨

16、为主梁，长跨为次梁 较合适。 正方形柱网，楼面荷载大时，可考虑十字型或井字型设次 梁 第三章楼盖结构 南京天时大厦，框剪结构，26层。框架柱网7.5米x11米。短跨为主 梁800x500，大跨为次梁，截面400x450，跨高比24.44，按有粘接 部分预应力梁设计，最大限度的控制层高，适应了业主的需求 第三章楼盖结构 现浇板楼面，跨度小于2.8m时，梁可取消，填充墙下 加钢筋2#2或2#14 楼面梁应综合考虑在梁截面常规（跨高比）尺寸下，钢 筋在经济配筋率范围内，矩形梁0.6%1.5%，如果计算配 筋都是构造配筋或大于1.5%时就需调整截面尺寸。十字梁、 井字梁，双向传力，计算配筋往往很小，梁宽可考虑用 200mm。 第三章楼盖结构 附表1 钢筋混凝土结构梁截面尺寸 常用跨度 （m） 梁的种类梁截面高度h (m)适用范围备注 序号 1普通主梁(1/101/18) L0 2框架扁梁(1/161/22) L0 3普通次梁(1/121/20) L0 4独立简支梁(1/81/12)L0 9 9 现浇整体楼盖 现浇整