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【同辰案例】一個優(yōu)化點,2200萬!

  • 時間:2024-06-07
  • 作者:同辰建筑
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案例項目為7度區(qū)149米的研發(fā)辦公樓,采用鋼框架 - 鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)形式。



經(jīng)復(fù)核計算結(jié)果,各層核心筒剪力墻、外框柱軸壓有較大富余,鋼框架梁應(yīng)力比、穩(wěn)定性有較大富余。初步判斷有較大優(yōu)化量。



次梁應(yīng)力比基本在0.97,承載力使用非常充分。說明設(shè)計方并不是非常的保守,充分考慮了結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性。



結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)均貼近規(guī)范限值,如位移1/802( [1/800])。



判斷主要抗側(cè)力構(gòu)件富余較大是為了調(diào)整結(jié)構(gòu)的整體指標(biāo)滿足規(guī)范要求,并非是為了尋求更多的富余度。與設(shè)計方溝通后,驗證了我司的猜測。


因建筑需要,上部部分樓層右側(cè)剪力墻取消,造成結(jié)構(gòu)右側(cè)剛度偏小。結(jié)構(gòu)計算模型位移顯示,結(jié)構(gòu)右側(cè)位移偏大,整體剛度不均勻。為了滿足位移要求,不斷地增大墻柱梁的截面,造成材料強度利用率低。



針對以上問題,經(jīng)檢查結(jié)構(gòu)計算模型,發(fā)現(xiàn)原設(shè)計模型框架梁與核心筒的連接方式均為鉸接。將右側(cè)兩跨的梁端改為剛接后,結(jié)構(gòu)整體剛度更均勻,更接近平動。結(jié)構(gòu)的整體位移由原來的1/801改善為1/910,為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了前提。



經(jīng)過逐層優(yōu)化后,方鋼管混凝土柱的截面、壁厚,外框梁的翼緣厚度均由50mm減小為16-25mm。核心筒剪力墻及鋼骨截面也同樣有大幅減小。在滿足規(guī)范要求并合理安全余度的情況下,僅模型優(yōu)化節(jié)省成本約2200萬元。



建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,根據(jù)構(gòu)件端部的約束條件會預(yù)先假定設(shè)計條件是鉸接、剛接,然后通過對應(yīng)的構(gòu)造措施保證假定的成立。


混凝土結(jié)構(gòu),當(dāng)梁與剪力墻墻平面外相交,且墻厚不大于梁高的一半時,梁端約束條件會假定為鉸接。當(dāng)梁與剪力墻平面內(nèi)連接時,會認(rèn)定為剛接。



指定為鉸接的梁端,在結(jié)構(gòu)計算模型中會做特殊屬性制定,但此指定一般用于承載力計算。即在設(shè)計承載力作用下,允許梁端有允許范圍內(nèi)的開裂和變形(部分進入塑性階段)。


對于結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)計算,如位移、位移比、周期等,規(guī)范明確是在彈性階段的變形,所以在計算時不考慮梁端出現(xiàn)塑性變形的情況,對梁端是否指定為鉸接有一定的爭議。


▲《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.7.2條文說明



所以在調(diào)整混凝土結(jié)構(gòu)計算模型時,想要改變梁、墻的連接剛度,只能是通過改變梁墻截面的方式。


鋼結(jié)構(gòu)的連接方式時更靈活的,剛接、鉸接、滑動等不同形式的支座條件,都有對應(yīng)的連接方式實現(xiàn)這些假定。所以在計算整體指標(biāo)時,可以根據(jù)實際的連接情況,在結(jié)構(gòu)計算模型中進行對應(yīng)的指定。



由此,產(chǎn)生了上文案例的優(yōu)化方向和成果。



▌作者:同辰建筑 劉照強

▌本文僅代表作者個人分析總結(jié),僅供參考

▌來源:同辰建筑原創(chuàng)發(fā)布,轉(zhuǎn)載請注明以上信息

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