建筑结构优化设计建议-侯善民.ppt
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建筑结构优化设计建议-侯善民.ppt
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建筑结构优化设计建议建筑结构优化设计建议侯善民侯善民2013.052013.051、基础类型:
、基础类型:
天然地基基础天然地基基础复合地基复合地基天然地基天然地基+增加体(柔性桩、刚性桩)增加体(柔性桩、刚性桩)桩基:
常规桩基桩基:
常规桩基后处理加强的后注浆钻孔灌注桩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先处理加强的劲性复合予制静压桩第一章第一章基础基础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;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,对于桩身强度,要求也需相应提高,对于20层层30层的高层建层的高层建筑,不宜采用单纯摩阻桩,桩端筑,不宜采用单纯摩阻桩,桩端进入较好的持力层。
但持进入较好的持力层。
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,底板与桩基持力层选择需慎重。
算,底板与桩基持力层选择需慎重。
采用复合地基应注意:
采用复合地基应注意:
第一章第一章基础基础南京某小区复合地基事故:
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,土层,增强体刚性桩未穿过软土层,施工也存在质量问题,施工也存在质量问题,建造过程中建造过程中一直到一直到结构封顶结构封顶,沉降持续发展,最后采用锚杆沉降持续发展,最后采用锚杆静压桩,压入深层较好的土层,才控制住沉降。
静压桩,压入深层较好的土层,才控制住沉降。
最近几年,我们做了一批最近几年,我们做了一批2020层层3030层层100100米以内的高层剪力墙住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、合肥融侨等都是安中南、合肥融侨等都是2020万万3030万的高层住宅小区,天然万的高层住宅小区,天然地基承载力约在地基承载力约在200kpa200kpa左右,采用予应力管桩作为增加体,左右,采用予应力管桩作为增加体,复合地基承载力可达到复合地基承载力可达到500Kpa500Kpa左右左右第一章第一章基础基础第一章第一章基础基础序序号号工程名称工程名称建筑建筑层数数高度高度(m)(m)天然地基天然地基桩型型桩长桩基基承承载力力桩基持力基持力层桩基基置置换率率桩基持力基持力层承承载力力复合地基复合地基承承载力力计算沉算沉降量降量竣工竣工实测沉降沉降量量11淮安恒大名都淮安恒大名都33/233/298.898.8粉土与粉粉土与粉质粘粘土互土互层(可塑(可塑软塑塑fakfak=170kPa=170kPa)预应力管力管桩(500mm500mm)14m14m1300kN1300kN粘土、粉粘土、粉质粘土粘土(I(ILL=0.15=0.15EE1-21-2=9.46)=9.46)0.0490.049260kPa260kPa529kPa529kPa22.2mm22.2mm22淮安中南世淮安中南世纪城城33/233/296.196.1粉粉质粘土粘土夹粉粉土土(fakfak=190kPa=190kPa)预应力管力管桩(500mm500mm)13m13m1376kN1376kN粘土粘土(I(ILL=0.18=0.18EE1-21-2=11.9)=11.9)0.0490.049300kPa300kPa500kPa500kPa20.2mm20.2mm33合肥天合肥天骏花园花园33/133/197.297.2粘土(硬塑粘土(硬塑fakfak=320kPa=320kPa)CFGCFG(400mm400mm)11m11m700kN700kN粘土粘土0.04340.0434320kPa320kPa560kPa560kPa13.0mm13.0mm复合复合地基地基基础设计基础设计举例举例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,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。
为复合地基需要较厚的筏板,双层双向通长配筋。
常规桩基设计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,试桩应要求做至算值仅可作为试桩加载参考用,试桩应要求做至GB50007GB50007附附录录QQ,确定的单桩竖向极限承载力,试桩应要求试至,确定的单桩竖向极限承载力,试桩应要求试至“极限极限”。
第一章第一章基础基础单桩承载力估算方法:
单桩承载力估算方法:
嵌岩灌注桩,可按嵌岩灌注桩,可按JGJ94-2008JGJ94-2008第第5.395.39方法与方法与南京地南京地区建筑地基基础设计规范区建筑地基基础设计规范DGJ32/J12-2005DGJ32/J12-2005第第9.29.2节嵌岩灌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(制桩,单桩承载力估算,可采用原位测试法(JGJ94-2008JGJ94-2008第第5.35.3节节),与经验参数法(),与经验参数法(JGJ94-2008JGJ94-2008第第5.35.3节节)计)计算取较大值作为静载试桩加载准备;对于抗拔桩,在砂性、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,提供静载试桩承载力时,可按摩阻条数不折减,提供静载试桩第一章第一章基础基础抗拔桩抗拔桩工程实例:
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用直径13001300钻孔灌桩,一柱一桩,钻孔灌桩,一柱一桩,QukQuk=12500KN=12500KN,桩基方案论证,桩基方案论证时,提议改为每柱下时,提议改为每柱下33根直径为根直径为600600的钻孔灌注桩,的钻孔灌注桩,33根根600600的钻孔的钻孔灌注桩对比灌注桩对比11根直径根直径13001300的钻孔灌注桩:
抗拔承载力提高的钻孔灌注桩:
抗拔承载力提高38%38%,工,工程量减少程量减少36%36%。
此外,底板配筋可以减少,抗浮工况下基础底板。
此外,底板配筋可以减少,抗浮工况下基础底板是倒楼盖,是倒楼盖,33桩承台面积大于单桩承台,不论按等代框架计算或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,用有限元计算,“柱帽柱帽”做大,可有效减小底板的计算配筋。
做大,可有效减小底板的计算配筋。
抗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,小直径的桩分散布置,可节省桩基造价和底板材料用量。
可节省桩基造价和底板材料用量。
第一章第一章基础基础第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
桩型方案比较桩型方案比较第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
方案一方案一:
PHC600高强砼管桩高强砼管桩(L=20m/进入进入10层粘土层约层粘土层约4m)Ra=1600图中布图中布n=96根根实际需要实际需要n=122根根(未考虑筏板重量未考虑筏板重量)+12=134根根第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
方案二:
方案二:
CM复合桩复合桩M900/PHC500(L=14m/进入进入9层细砂层约层细砂层约3.5m)Ra=2400/n=81第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
方案三方案三:
D700钻孔灌注桩钻孔灌注桩(L=32m/进入进入10层粘土层约层粘土层约16m)方案四方案四:
D700后注浆灌注桩后注浆灌注桩(L=20m/进入进入10层粘土层约层粘土层约4m)Ra=2500/n=83第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
D1500,L=80mRa=12300kN64根根核心筒承载力不足核心筒承载力不足工程概况:
吴江新苏中心,框架工程概况:
吴江新苏中心,框架-核心筒结构,地上核心筒结构,地上71层,层,总高总高239m,地下三层。
,地下三层。
标准组合:
建筑总重标准组合:
建筑总重259249T;核心筒总重;核心筒总重10617T。
第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
D800,L=80mRa=7000kN,核心筒,核心筒156根根核心筒承载力满足核心筒承载力满足第一章第一章基础基础44抗压桩布桩实例:
抗压桩布桩实例:
1、计算可按压弯构件考虑。
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(层厚度(30mm时)可取时)可取30mm计算。
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。
底亦可不设暗梁。
第二章第二章地下室外墙地下室外墙七度抗震设防七度抗震设防0.10g框剪结构水平结构构件,用钢量约框剪结构水平结构构件,用钢量约占结构总用钢量占结构总用钢量50%以上。
梁板是优化设计重点考虑的问题。
以上。
梁板是优化设计重点考虑的问题。
第三章第三章楼盖结构楼盖结构1、梁梁楼面梁布置:
当柱网为矩形时,短跨为主梁,长跨为次梁楼面梁布置:
当柱网为矩形时,短跨为主梁,长跨为次梁较合适。
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正方形柱网,楼面荷载大时,可考虑十字型或井字型设次梁梁第三章第三章楼盖结构楼盖结构南京天时大厦,框剪结构,南京天时大厦,框剪结构,26层。
框架柱网层。
框架柱网7.5米米x11米。
短跨为主米。
短跨为主梁梁800x500,大跨为次梁,截面,大跨为次梁,截面400x450,跨高比,跨高比24.44,按有粘接,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,适应了业主的需求现浇板楼面,跨度小于现浇板楼面,跨度小于2.8m2.8m时,梁可取消,填充墙下时,梁可取消,填充墙下加钢筋加钢筋2#22#2或或2#142#14楼面梁应综合考虑在梁截面常规(跨高比)尺寸下,钢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,矩形梁筋在经济配筋率范围内,矩形梁0.6%1.5%0.6%1.5%,如果计算配,如果计算配筋都是构造配筋或大于筋都是构造配筋或大于1.5%1.5%时就需调整截面尺寸。
十字梁、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,梁宽可考虑用井字梁,双向传力,计算配
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- 建筑结构 优化 设计 建议 侯善民
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