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1、绿城集团限额设计初步报告绿城集团限额设计初步报告( (结构专业部分结构专业部分) )二二O O一一年七月二十八日一一年七月二十八日郭洋郭洋 郭之蒙郭之蒙目目 录录1 1限额设计工作基本思路限额设计工作基本思路2 2现有数据初步分析现有数据初步分析3 3用钢量影响因素初步分析（二代高层上部结构）用钢量影响因素初步分析（二代高层上部结构）4 4结束语结束语1.1.总体思路总体思路 为为了了更更好好地地找找出出影影响响经经济济技技术术指指标标的的原原因因，更更加加精精确确地地确确定定限限额额设设计计控控制制值值，我我们们抽抽取取的的样样本本将将精精确确到到每每栋栋楼楼。我我们们将将通通过过对对多多栋
2、栋楼楼的的数数据据分分析析归归纳，并结合实际得到最终限额设计控制值。纳，并结合实际得到最终限额设计控制值。一、限额设计工作基本思路一、限额设计工作基本思路2.2. 第一研究对象第一研究对象 因因为为目目前前二二代代高高层层产产品品较较多多，而而上上部部结结构构用用钢钢量量又又是是建建安安成成本本的的主主要要组组成成部部分分，所所以以我我们们将将二代高层上部结构用钢量作为第一研究对象。二代高层上部结构用钢量作为第一研究对象。限额设计工作基本思路限额设计工作基本思路3.3.研究方法研究方法 在在把把影影响响上上部部结结构构用用钢钢量量的的主主要要影影响响因因素素进进行行归归类类，次次要要因因素素进
3、进行行剔剔除除以以后后，我我们们将将用用万万科科公公司司的的控控制制标标准准和和我我们们目目前前用用钢钢量量水水平平进进行行比比较较分分析析。我们将尤其关注极值的出现，并进一步分析原因。我们将尤其关注极值的出现，并进一步分析原因。限额设计工作基本思路限额设计工作基本思路限额设计工作基本思路限额设计工作基本思路万科公司限额设计控制值（部分）万科公司限额设计控制值（部分）4.4.征求各方意见征求各方意见 在在比比较较和和分分析析后后，我我们们将将得得出出理理想想控控制制值值。并并与与设设计计院院结结构构设设计计人人员员进进行行交交流流沟沟通通，听听取取设设计计院院的的意意见见和和建建议议。在在充充
4、分分征征求求各各方方意意见见的的基基础础上形成二代高层上部结构用钢量最终控制值。上形成二代高层上部结构用钢量最终控制值。限额设计工作基本思路限额设计工作基本思路5.5.其他指标的研究其他指标的研究 通通过过对对二二代代高高层层上上部部结结构构用用钢钢量量的的分分析析取取得得限限额额设设计计工工作作的的经经验验，并并将将其其推推广广到到绿绿城城其其他他常常用用建建筑筑类类型型和和其其他他控控制制指指标标的的分分析析中中去去，初初步步形形成成一一整整套适合绿城实际，合理有效的限额设计标准。套适合绿城实际，合理有效的限额设计标准。限额设计工作基本思路限额设计工作基本思路 因为成本因为成本部门部门提供
5、的数据有较多为综合平均提供的数据有较多为综合平均数数，本次分析基于的数据有一部分来自成本，本次分析基于的数据有一部分来自成本部门部门提供的提供的汇总表，一部分来自汇总表，一部分来自从从项目搜集的项目搜集的数据数据。二、现有数据初步分析二、现有数据初步分析 因为抗震设防烈度对上部结构用钢量有主要因为抗震设防烈度对上部结构用钢量有主要影响，所以影响，所以我们按不同抗震设防烈度我们按不同抗震设防烈度对对数据数据进行进行了分类了分类 数据表格数据表格现有数据初步分析现有数据初步分析6 6度区：度区：1.1.基本数据描述：基本数据描述：富富春春和和园园、紫紫兰兰公公寓寓、西西溪溪诚诚园园、兰兰园园这这四
6、四个个项项目目共共8 8栋栋楼楼的的数数据据处处于于6 6度度区区。建建筑筑高高度度除除兰兰园园项项目目为为外外，其其余余均均在在60m60m以以下下，处处于于7-187-18层层区区间间。结结构构形形式式方方面面除除紫紫兰兰公公寓寓和和西西溪溪诚诚园园各各一一栋栋点点式式为为框框架架结结构构，其其余余均均为为框框剪剪形形式式。首首层层层层高高除除兰兰园园为为6m6m，其其余余分分布布在在区区间间。标标准准层层层层高高均均分分布布于于区区间间，以以兰兰园园为为最最高高，西溪诚园次之。西溪诚园次之。现有数据初步分析现有数据初步分析2.2.用钢量分析用钢量分析: :富富春春和和园园和和紫紫兰兰公公
7、寓寓共共4 4栋栋楼楼用用钢钢量量在在40-50kg/40-50kg/之之间间，极极值值出出现现在在西西溪溪诚诚园园和和兰兰园园项项目目，最最低低值值和和次次低低值值为为西西溪溪诚诚园园的的kg/kg/和和kg/kg/，最最高高值值和和次次高值为兰园的高值为兰园的kg/kg/和和kg/kg/。现有数据初步分析现有数据初步分析 根据和万科公司标准的比较：根据和万科公司标准的比较：60m60m以下以下6 6度区，度区，层高控制值为层高控制值为43kg/43kg/，西溪诚园用钢量明显偏低较，西溪诚园用钢量明显偏低较多，我们判断可能是用钢量计算问题。而兰园虽然多，我们判断可能是用钢量计算问题。而兰园虽
8、然有较高的建筑高度（）和层高（），但对比万科公有较高的建筑高度（）和层高（），但对比万科公司标准司标准80m80m以下以下6 6度区，层高度区，层高45kg/45kg/，超出达，超出达34%34%。我们应对结构模型和图纸进行进一步分析。我们应对结构模型和图纸进行进一步分析。现有数据初步分析现有数据初步分析7 7度区：度区：1.1.基本数据描述：基本数据描述：上上海海玉玉兰兰花花园园和和舟舟山山玉玉兰兰花花园园共共两两栋栋楼楼处处于于7 7度度区区。建建筑筑高高度度均均在在60m60m以以下下，处处于于7-187-18层层区区间间。结结构构形形式式均均为为框框剪剪形形式式。首首层层层层高高上上海
9、海玉玉兰兰花花园园高高达达而而舟舟山为。山为。标准层层高标准层层高上海为，舟山为。上海为，舟山为。现有数据初步分析现有数据初步分析2.2.用钢量分析用钢量分析: :上上海海玉玉兰兰花花园园用用钢钢量量为为60kg/60kg/，舟舟山山玉玉兰兰花花园园为为，影影响响因因素素中中首首层层层层高高、标标准准层层层层高高会会较较多多地地提提高高上上海海玉玉兰兰花花园园的的用用钢钢量量。对对照照万万科科公公司司60m60m以以下下，层层高高，层层高高47kg47kg/ /的的标标准准，舟舟山山玉玉兰兰花花园园超超了了14%14%，相相对对较较少少。而而上上海海玉玉兰兰花花园园超超出出了了28%28%。如
10、如果果仅仅仅仅因因为为首首层层层层高高，不不应应有有如如此此大大差差距距，我我们们认认为为应进一步分析。应进一步分析。现有数据初步分析现有数据初步分析度区：度区：1.1.基本数据描述：基本数据描述：唐唐山山项项目目和和北北京京诚诚园园共共栋栋楼楼处处于于度度区区。建建筑筑高高度度均均在在60m60m以以下下，处处于于7-187-18层层区区间间。结结构构形形式式均均为为框框剪剪形形式式。首首层层层层高高唐唐山山项项目目为为，北北京京诚诚园园为为。标标准层层高准层层高唐山项目为，北京诚园为和唐山项目为，北京诚园为和3.4m 3.4m 。现有数据初步分析现有数据初步分析2.2.用钢量分析用钢量分析
11、: :唐唐山山项项目目用用钢钢量量为为，北北京京诚诚园园为为和和，两两者者基基本本一一致致。不不过过，对对照照万万科科公公司司的的8 8度度区区，60m60m以以下下，层层高高54kg 54kg / /，层层高高5656/ /的的标标准准，两两个个项项目目三三栋栋楼楼分分别别超超过过了了24%24%、39%39%、36%36%，差差距距很很大大，我我们们认为应协同设计院对图纸进行进一步分析。认为应协同设计院对图纸进行进一步分析。现有数据初步分析现有数据初步分析三、用钢量影响因素初步分析（二代高层上部结构）三、用钢量影响因素初步分析（二代高层上部结构） 影影响响结结构构用用钢钢量量的的因因素素有
12、有很很多多，我我们们通通过过工工程程设设计计经经验验分分析析，提提取取了了影影响响二二代代高高层层上上部部结结构构用用钢钢量量的主要因素。的主要因素。技术层面的三大类因素：技术层面的三大类因素：l地区因素地区因素l建筑因素建筑因素l结构因素结构因素注：其他还有统计口径等，不作为技术因素进行考虑注：其他还有统计口径等，不作为技术因素进行考虑1 1 地区因素地区因素u基本风压基本风压u地震作用地震作用u基本雪压基本雪压u地区规范差异地区规范差异（1 1）基本风压）基本风压 规范决定的基本风荷载的地区值，与建筑高规范决定的基本风荷载的地区值，与建筑高度、建筑体型共同影响结构风荷载取值。按照工度、建筑
13、体型共同影响结构风荷载取值。按照工程经验，一般地区对于平面布置规则的住宅建筑，程经验，一般地区对于平面布置规则的住宅建筑，当高度超过当高度超过100m100m时，风作用可能会超过地震作用时，风作用可能会超过地震作用成为水平方向的主要作用力，即使在沿海风力较成为水平方向的主要作用力，即使在沿海风力较大的区域大的区域( (如舟山等地如舟山等地) )除个别特殊情况外也是如除个别特殊情况外也是如此。此。 （2 2）基本雪压）基本雪压 基本雪压按照国家规范属于竖向作用。由于基本雪压按照国家规范属于竖向作用。由于雪荷载只作用于屋顶层，数值很小，且不与活荷雪荷载只作用于屋顶层，数值很小，且不与活荷载同时进入
14、计算，因此地区间雪荷载取值差异对载同时进入计算，因此地区间雪荷载取值差异对于含钢量的影响可以忽略不计。于含钢量的影响可以忽略不计。 （3 3）地震作用）地震作用 地区地震作用由抗震设防烈度、抗震设计基地区地震作用由抗震设防烈度、抗震设计基本加速度、地震分组等本加速度、地震分组等3 3个基本参数决定。它们与个基本参数决定。它们与建筑自身所在的场地类别一起，决定了地震作用建筑自身所在的场地类别一起，决定了地震作用的大小。地震对于结构的影响包括的大小。地震对于结构的影响包括2 2个方面：个方面：1 1是是地震力的大小；地震力的大小；2 2是抗震措施的要求。前者是地区是抗震措施的要求。前者是地区间差异
15、影响，后者主要是建筑自身条件（设防分间差异影响，后者主要是建筑自身条件（设防分类、高度、层数、层高、平面）影响。类、高度、层数、层高、平面）影响。地区地区地震基本地震基本设防烈度防烈度（基本加速度）（基本加速度）地震所在分地震所在分组浙江省大部分区域6度（0.05g）1浙江省内：岱山，嵊泗，舟山（2 个市辖区），宁波（镇海区、北仓区）7度（0.10g）1青岛6度（0.05g）2胶州6度（0.05g）3济南6度（0.05g）2合肥7度（0.10g）1新泰7度（0.10g）2北京8度（0.20g）1上海7度（0.10g）1唐山8度（0.20g）1 地震烈度和加速度影响水平地震影响系数最大值；地震地
16、震烈度和加速度影响水平地震影响系数最大值；地震分组与场地类别影响特征周期值。根据工程经验，一般地震分组与场地类别影响特征周期值。根据工程经验，一般地震烈度提高烈度提高1 1度会增加度会增加10%-20%10%-20%含钢量（按含钢量（按20102010年新抗震规范可年新抗震规范可能更多）；特征周期增加约增加能更多）；特征周期增加约增加2%-5%2%-5%含钢量。含钢量。（4 4）地区规范差异）地区规范差异 地区规范差异主要体现在对于结构构造措施地区规范差异主要体现在对于结构构造措施的要求（如最小板厚、构造钢筋布置等）。总体的要求（如最小板厚、构造钢筋布置等）。总体上因为全国各地对于结构设计要求
17、差异不大，因上因为全国各地对于结构设计要求差异不大，因此这类因素影响不大但难以统计，应按具体的各此这类因素影响不大但难以统计，应按具体的各地规范执行，对限额指标适当调整。地规范执行，对限额指标适当调整。地区因素总结地区因素总结 根据以上分析，地区因素的主要差异影响最根据以上分析，地区因素的主要差异影响最大的是两大水平作用的取值。而两者之中对于绿大的是两大水平作用的取值。而两者之中对于绿城二代高层项目大部分建筑单体而言，城二代高层项目大部分建筑单体而言，地震作用地震作用是影响结构计算和含钢量最主要的因素。是影响结构计算和含钢量最主要的因素。2 2 建筑因素建筑因素u建筑平面布置建筑平面布置u建筑
18、材料建筑材料u建筑高度及层高建筑高度及层高（1 1）建筑平面布置）建筑平面布置 建筑平面布置主要通过对结构平面布置产生建筑平面布置主要通过对结构平面布置产生影响，从而影响计算结果。对结构平面布置的影影响，从而影响计算结果。对结构平面布置的影响包括建筑平面长宽及其比值（影响结构缝的设响包括建筑平面长宽及其比值（影响结构缝的设置、刚心位置、扭转效应），房间布置（影响结置、刚心位置、扭转效应），房间布置（影响结构柱网、墙体、洞口布置），房间跨度大小（影构柱网、墙体、洞口布置），房间跨度大小（影响结构板厚）等。响结构板厚）等。 此外，建筑平面布置上的拐角窗对结构含钢量此外，建筑平面布置上的拐角窗对结构
19、含钢量也有一定影响。据现有资料分析，含有拐角窗的也有一定影响。据现有资料分析，含有拐角窗的建筑平面方案约每平方增加的含钢量。建筑平面方案约每平方增加的含钢量。（2 2）建筑材料）建筑材料 建筑材料的选取对结构有较大影响，包括砌建筑材料的选取对结构有较大影响，包括砌体材料（实心砖、空心砖、轻质砼砌块等）、外体材料（实心砖、空心砖、轻质砼砌块等）、外墙装饰材料（石材幕墙、面砖、涂料）等。目前墙装饰材料（石材幕墙、面砖、涂料）等。目前集团二代高层项目已经大量推广使用轻质材料，集团二代高层项目已经大量推广使用轻质材料，但外墙部分由于石材幕墙大规模应用，荷载增加但外墙部分由于石材幕墙大规模应用，荷载增加
20、较大，对含钢量也有一定影响。（石材按较大，对含钢量也有一定影响。（石材按30mm30mm厚厚计算每平方荷载约）计算每平方荷载约）（3 3）建筑高度及层高）建筑高度及层高 建筑高度与层高对结构含钢量有重大影响。建筑高度与层高对结构含钢量有重大影响。建筑高度影响到结构选型、结构竖向荷载和水平建筑高度影响到结构选型、结构竖向荷载和水平荷载（风作用与地震作用）以及构造措施要求荷载（风作用与地震作用）以及构造措施要求（抗震构造包括抗震等级等要求）。建筑层高影（抗震构造包括抗震等级等要求）。建筑层高影响结构计算（主要是结构墙柱等竖向构件的受力）响结构计算（主要是结构墙柱等竖向构件的受力），按照现有资料数据
21、分析，基本上每增加含钢量，按照现有资料数据分析，基本上每增加含钢量约增加每平方约增加每平方1kg1kg左右。左右。抗震规范规定的结构类型最大适用高度抗震规范规定的根据高度决定的抗震等级（部分）建筑因素总结建筑因素总结 根据以上分析，对于绿城二代高层项目，影根据以上分析，对于绿城二代高层项目，影响较大的是平面的布置、建筑高度与层高。主要响较大的是平面的布置、建筑高度与层高。主要把握平面布置的设计，合理设置层高，同时，对把握平面布置的设计，合理设置层高，同时，对于建筑高度，把握于建筑高度，把握60m60m、80m80m等等关键临界高度关键临界高度，避，避免抗震等级提高带来浪费。免抗震等级提高带来浪
22、费。3 3 结构因素结构因素u结构类型结构类型u结构抗震措施与超限结构抗震措施与超限u结构板厚及钢筋方案结构板厚及钢筋方案u结构计算参数结构计算参数（1 1）结构类型）结构类型 目前绿城二代高层项目基本上以框架及框剪目前绿城二代高层项目基本上以框架及框剪结构为主。一般对于低烈度区的普通住宅，低层结构为主。一般对于低烈度区的普通住宅，低层（9 9层以下）采用框架结构最为经济，高层（层以下）采用框架结构最为经济，高层（1818层层以上）采用纯剪力墙结构最为经济。对于高层建以上）采用纯剪力墙结构最为经济。对于高层建筑，其他房产公司一般采用纯剪力墙结构。但由筑，其他房产公司一般采用纯剪力墙结构。但由于
23、绿城户型设计要求，现阶段我们采用框剪结构于绿城户型设计要求，现阶段我们采用框剪结构居多。居多。（2 2）结构抗震措施及超限）结构抗震措施及超限 结构抗震措施包括计算措施与构造措施。计结构抗震措施包括计算措施与构造措施。计算措施如算措施如“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉、强强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉、强节点弱构件节点弱构件”等，均对结构受到的地震作用按照等，均对结构受到的地震作用按照抗震等级不同起放大作用。因此，合理控制框架抗震等级不同起放大作用。因此，合理控制框架及剪力墙的等级至关重要。按照以往资料测算，及剪力墙的等级至关重要。按照以往资料测算，多层框架部分抗震等级每提高一级，约增加多层框架部
24、分抗震等级每提高一级，约增加5%-5%-20%20%含钢量。含钢量。 抗震构造措施包括构造柱、圈梁、拉结筋等，抗震构造措施包括构造柱、圈梁、拉结筋等，由于混凝土房屋各抗震等级要求相差不大，对含由于混凝土房屋各抗震等级要求相差不大，对含钢量影响相对较小（对砌体结构影响较大）。钢量影响相对较小（对砌体结构影响较大）。 此外，结构方案的抗震超限影响成本较大。抗此外，结构方案的抗震超限影响成本较大。抗震超限包括高度超限、平面不规则、竖向不规则震超限包括高度超限、平面不规则、竖向不规则与扭转不规则等不规则超限。按照规范，超限应与扭转不规则等不规则超限。按照规范，超限应进行专项审查并采取加强措施。对于绿城
25、二代高进行专项审查并采取加强措施。对于绿城二代高层，应注意平面不规则的影响，根据资料，高宽层，应注意平面不规则的影响，根据资料，高宽比大于比大于6 6的结构方案会增加的含钢量。的结构方案会增加的含钢量。（3 3）结构板厚与钢筋方案）结构板厚与钢筋方案 结构板厚影响板配筋率及竖向恒荷载自重。结构板厚影响板配筋率及竖向恒荷载自重。由于最小配筋率的控制影响，板越厚要求的钢筋由于最小配筋率的控制影响，板越厚要求的钢筋用量越大，同时自重大对于梁柱墙等构件也有一用量越大，同时自重大对于梁柱墙等构件也有一定影响。钢筋方案包括采用定影响。钢筋方案包括采用I I、IIII、IIIIII级等各种级等各种钢筋组合的
26、配筋。同样板厚，采用钢筋组合的配筋。同样板厚，采用高强度的钢筋高强度的钢筋能大量减少用钢量。以能大量减少用钢量。以I I级钢与级钢与IIIIII级钢比较，后级钢比较，后者在同样者在同样120120厚的板条件下能节约厚的板条件下能节约15%15%左右的用钢左右的用钢量。量。（4 4）结构计算参数）结构计算参数 目前设计单位采用目前设计单位采用PKPMPKPM常用计算软件对结构常用计算软件对结构进行计算，同一建筑模型，不同人员甚至同一人进行计算，同一建筑模型，不同人员甚至同一人员不同时间的计算结果也可能存在差异。对于一员不同时间的计算结果也可能存在差异。对于一些些SATWESATWE等软件参数的选
27、取，各人理解不同，选取等软件参数的选取，各人理解不同，选取范围也不同，对含钢量影响也较大。所以建议对范围也不同，对含钢量影响也较大。所以建议对设计计算参数取值也作出一定的规范和统一。设计计算参数取值也作出一定的规范和统一。结构因素总结结构因素总结 结构因素是影响含钢量最重要的因素。但是结构因素是影响含钢量最重要的因素。但是结构本身受建筑方案影响较大，很多建筑方案不结构本身受建筑方案影响较大，很多建筑方案不能由结构主动调整。对结构设计自身的控制，应能由结构主动调整。对结构设计自身的控制，应该注重于柱网布置等结构方案控制、板厚与钢筋该注重于柱网布置等结构方案控制、板厚与钢筋方案选取、设计参数的统一
28、等。方案选取、设计参数的统一等。四、结束语四、结束语 通通过过以以上上的的初初步步分分析析我我们们可可以以看看到到，我我们们对对限限额额设设计计工工作作的的基基本本思思路路是是可可行行的的，但但分分析析过过程程中中出出现现了了一一些些特特殊殊情情况况，如如何何处处理理需需要要进进一一步步加加以以分分析析。此此外外，由由于于样样本本数数量量较较少少，对对于于寻寻找找数数据据分分布布规规律律和和各各因因素素相相关关性性较较为为困困难难，因因此此希希望望能能得得到到成成本本部部门门进进一一步步的的支支持持，提提供供更为精确的数据。更为精确的数据。课题小组成员：郭洋课题小组成员：郭洋 郭之蒙郭之蒙汇报完毕汇报完毕谢谢！谢谢！
