徐珂:建筑结构设计 建筑结构 一个普通结构工程师的建筑结构设计博客

关于体育馆及小学校工程结构设计方案说明

   体育馆和小学校工程现已开展设计工作,因体育馆属于大跨度结构,常规混凝土结构设计不能满足变形、抗裂和裂缝宽度等规范限制,影响结构正常使用极限状态使用要求,我方认为需要采用特殊结构形式,现就相关结构设计方案说明如下:

1、对于大跨度结构,一般有以下几种结构形式选择:预应力混凝土结构、钢结构、钢骨混凝土结构;

2、体育馆工程采用特殊结构形式时,主要应用于框架梁柱部分,不应用于楼板、墙体中,其中预应力混凝土结构只应用于大跨度梁部分,如游泳池24跨、过街楼20跨、体育馆二层16跨处,除特殊情况外,一般不需要对其它框架构件进行预应力设计,也就不增加其它结构构件的造价;而采用钢结构或钢骨混凝土土结构方案,从结构整体协调角度出发,需要全楼做相关设计,否则会造成结构在地震作用下发生差异部位地震力集中问题,这就需要体育馆中常规跨度梁(一般为8跨)和全部框架柱采用钢结构形式,结构造价增加太多(造价说明见后面说明);

3、采用预应力结构方案可以保持大跨度梁混凝土处于不开裂工作状态,减少因混凝土裂缝开展造成的结构刚度退化几率,对结构的整体安全性有积极作用;对于游泳池大跨度梁,混凝土处于不开裂状态可以减少池水中氯气对钢筋的腐蚀作用。而钢骨混凝土从设计原理上是不能解决混凝土部分出现裂缝的问题,依然存在结构刚度退化等问题;相对而言,采用预应力方案是主动应对混凝土开裂、减少梁挠度的结构形式,而非预应力方案是被动应对结构形式,结构长期刚度退化也就减少了结构安全储备。

4、在设计上预应力钢筋为替代原结构中部分普通钢筋并解决变形、裂缝问题,在整体计算上仍属于混凝土结构形式,只是施工阶段增加预应力施工工序,对混凝土施工影响较小。如果采用钢结构方案,因地下室必须采用混凝土结构,需涉及钢结构和混凝土两种结构形式,在施工上增加施工难度,特别是钢骨混凝土结构涉及钢骨间穿插钢筋,需要两个工种配合施工,对施工质量要求较高;

5、材料费用情况如下:预应力钢筋造价大约为15000/吨,普通钢筋造价约为5000~6000/吨,因为预应力筋是替代原有普通钢筋,大约一根7束钢铰线相当一根直径25的钢筋,预计大跨度梁每延米增加造价100~500元,按8柱网分摊,每平米增加造价为20~70元。钢结构造价大约为8000~14000/吨(根据加工难度和施工跨度有关),如采用钢结构形式,如按每平米80公斤计算,单纯钢结构每平米造价约为700~1100元,再增加防火造价约为每平米200~400元,其经济性不如预应力混凝土方案。如采用钢骨混凝土方案,除混凝土自身造价外,按纯混凝土用钢量一半计算,仍增加每平米350~550元造价,实际设计中用钢量应该比这个数值要高。

6、从施工角度出发,体育馆虽然层高较高,但主体结构仅两、三层,钢结构施工速度较快的优势在本工程中是不存在的;

7、小学校工程结构形式采用普通混凝土框架结构,有部分教室的开间为8.0X7.8,采用普通混凝土楼板,板厚约为180~200mm,楼板自重约为4.50~5.00kN/m2,如果能采用空心楼板设计,楼板空心率约为30%~35%,结构自重将会减轻,楼板自重降低至3.20~3.50kN/m2,这样对于结构在地震作用时是非常有利的,考虑本工程为学校建筑,我方建议采用该种楼板,涉及约30间教室,面积约为1850平米,请建设方考虑是否采用该设计方案。

Tags:

发布: 徐珂建筑结构设计 分类: 结构设计想法 评论: 0 浏览: 1075
留言列表
发表留言
◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。