高层公建结构优化报告.doc

XXXXXXX项目

（第十九栋塔楼）

结 构 优 化 报 告

XXXXXX有限公司
2016-06-06

目录

第一节 基本条件

第二节 荷载计算

第三节 优化建议

第四节 结论

XXXXXXX有限公司
2016年06月06日

第一节 基本条件
一、工程概况
本项目为科研办公用房，主体建筑层数:地上部分为十二层，地下部分为一层，建筑主体高44.60m。塔楼结构类型为框架剪力墙结构，裙楼为框架结构。
二、设计依据
1、主体结构设计使用年限为50年。
2、自然条件
50年重现期的基本风压
基本雪压
地面粗糙度
抗震设防烈度
基本地震加速度值
设计地震分组
场地土类别
特征周期
0.45kN/m2
0.30kN/m2
C类
7度
0.15g
第二组
III类
0.55s
3、 业主提供的拟建筑施工图、结构施工图。

三、建筑分类等级
1、建筑结构安全等级：二级。
2、地基基础设计等级：乙级。
3、建筑抗震设防类别：丙类。
4、钢筋混凝土结构抗震等级
5、钢筋混凝土结构抗震等级及轴压比
类别
抗震等级
抗震构造措施等级
结构类型
框架
剪力墙
框架
剪力墙
抗震等级
三级
二级
二级
一级
轴压比
--
--
0.85
0.5
6、建筑耐火等级为二级。

第二节 荷载计算

一、 主要使用荷载(可变荷载)标准值(KN/m2)
1、楼、屋面主要均布活荷载标准值
地下室车库
地下室顶板
办公室
商业
卫生间
4.0
5.0
3.0
3.5
2.5
栏杆水平荷载
楼梯、门厅、合用前室
走廊
上人屋面
电梯机房、风机房
1.0
3.5
2.5
2.0
7.0
消防水池
生活水池
消防车道
按水深确定
按水深确定
35
（按覆土厚度折减）
注： 1. 楼面附加恒载：1.6 KN/m2
2. 屋面层附加恒载4.0 KN/m2
3. 卫生间楼面附加恒载2.5 KN/m2
4. 双向板楼盖的梁设计时消防车荷载可按规范乘以0.8的折减系数。

第三节 优化建议
一、塔楼基础
1、原基础方案优化
1）原设计塔楼下采用CFG桩复合地基，桩径400mm，桩间距1.4m，有效桩长9m；CFG桩位于细砂层，桩身砼强度等级C20。设计院选取单承载力特征值360kPa，复合地基承载力也为360kPa。此设计不合理，单桩承载力和复合地基承载力特征值均偏小。
2）原设计塔楼采用条形基础+防水板，条形基础梁截面为1000x1800mm。塔楼最大柱距为6.1x7.95m，柱距较小，如采用CFG桩复合地基，则建议采用独基+防水板，独立基础尺寸4.5x4.5x1.2m，基础梁及防水板标高上抬，可减少地下室结构高度1.3m。
3）原设计防水板厚度为250mm，四周加腋厚度为500mm。，由《构设计总说明》知，地下室抗浮计算水头约3m；经复核，防水板可不加腋，按平板设计，减小施工难度。
4）DJ01、01a厚度为2050mm,DJ02尺寸为5200x5200x850mm，建议优化。
2、基础方案整体优化
结合建筑和场地情况，塔楼基础改为筏板基础，筏板厚度500mm，柱下局部厚度1200~1500mm，具体如下图所示，筏板结构标高-7.250，相对于条形基础梁底标高-9.050，基坑开挖深度减少1.3m。筏板基础地基承载力约为250kPa，若地基不满足该承载力可作少部分CFG桩进行土体加强。以19#塔楼基础为例，进行比较分析，设计图纸中要求处理后复合地基承载力特征值不小于360kPa，经计算结构实际地基反力最大值约为250kPa，故CFG桩可以按照250kPa地基承载力要求进行设计，可以减少复合桩基数量约40%。

原基础

3、地下室高度优化
1) 除塔楼部分以外的车库高度：地下车库建筑层高5.3m，净高约4.5m，按货车通行要求，层高可以减小。

4、嵌固端
由于塔楼地下室基础为条形基础，底板为防水板，柱底不具备传递水平力条件，建议嵌固端改为地下室顶板。

二、地下室外墙
1、暗梁
地下室顶板处暗梁可以取消，具体做法如下：

地下室外墙顶板位置做法

三、地下室顶板
1、缺人防结构图纸。

2、非人防部分
原设计除塔楼范围外地下室顶板厚度为250mm，配筋10@125双层双向，地下室板板大部分区域跨度均小于3.5m，故板厚度可以减小为180~200mm，配筋可以改为10@150双层双向。同时楼板自重减小，顶板梁配筋可以适当减小。

四、框架柱
1、原设计柱箍筋未考虑重叠部分箍筋体积，根据国家高规(JGJ 3-2010)6.4.7.4条，可以考虑重叠部分箍筋体积，按KZ3计算，考虑后箍筋钢筋量可以减少50%。如下图

2、原设计标高29.450~主屋面柱配筋过大，按根据国家高规(JGJ 3-2010)6.4.8条，箍筋间距可改为200。按KZ3计算，钢筋量可以减少40%。如下图

五、剪力墙
1、原设计将剪力墙建议在七层缩小至200mm厚。如下图

2、原设计基础顶~4.950的Q1墙身水平筋配筋率按构造要求仅需C10@200(0.25%)，图中配置到C12@200(0.37%)，建议将水平筋改为C10@200。如下图

六、梁、板
1、部分框架梁截面为350x500,梁宽可改为300mm。由此可将梁箍筋肢数由四肢箍变为两肢箍，减少用钢量。
2、框架梁通长筋在满足不小于两端顶底纵筋较大截面面积的1/4规范要求后，
可采用直径≥14的小直径钢筋，如下图：

修改前

修改后
3、梁底钢筋无需全部伸入支座内，除角部位置钢筋外，其他底筋可断于距支座边0.1L0位置处。
4、除计算需要外，次梁箍筋可采用直径6、间距250mm，如下图：

修改前

修改后

5、原设计次梁顶部拉通钢筋直径为D16、D18、D20。根据《砼规》第9.2.6条“当梁的跨度小于4m时，直径不宜小于8mm；当梁的跨度为4m～6m时，直径不应小于10mm；当梁的跨度大于6m时，直径不宜小于12mm”。

修改前

修改后
6、板支座上部钢筋原位标注时，板上部钢筋伸出长度计算起点未明确，建议从梁中线算起。
7、二层F轴~H轴间部分楼板未配筋。

七、楼梯
1、以AT1梯板为例，原设计梯板钢筋底筋受力筋由C10@120可以改为C8@120，分布筋由C8@120可以改为C8@200。
修改前

修改后
经计算，调整后钢筋节省15%。
八、结构设计总说明

九、结构布置优化
塔楼部分位置十字梁改为单向梁布置形式如图：

两种结构形式梁板配筋对比：

修改前

修改后
（图中未定量标注板筋均为C8@200）
经过计算分析，修改后梁板钢筋节省了15%。
第四节 结论

1、采用地基基础方案整体优化，地基承载力特征值360kPa可以减小为250kpa，复合桩基减少约40%。
2、基础改为筏板，筏板厚度500mm，基坑开挖深度减少1.3m，开挖土方量减少，底板水头减少约1m。
3、地下车库建筑层高5.3m，净高约4.5m，按货车通行要求，层高可以减小。
4、上部塔楼结构楼层部分十字梁改为单向梁布置形式，梁板钢筋用量减少约15%。
5、其余部分参照上述报告钢筋量约可减少10%~15%.