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北京某大学教学楼结构优化设计介绍

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2017-07-31
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北京某大学教学楼结构优化设计介绍

本项目位于北京,地上5~6层,属于多层办公教学楼,总建筑面积4万平米。原结构方案采用混凝土框架+剪力墙体系,地基采用CFG桩基础。设计完后,业主反应超出预算,原设计方案的工程造价1.58亿。原设计虽历时一年优化,造价始终降不下来。

经我司仔细分析,原设计虽因温度收缩缝考虑,整个建筑物设置了6个单独个体,但其中有很多单体仍超长,其中有个单体长度甚至达到112米,严重超长,并没有按规范规定控制在55米之内(现浇混凝土框架55米,剪力墙45米),所以后期依然无法避免温度裂缝产生。

因抗震受力需要,纯混凝土框架无法满足要求,所以在每个单体两端增加了剪力墙,这就使得结构刚度较大,地震力也较大。

为解决以上问题。我司提出取消所有剪力墙和温度缝,采用轻质成品内墙板降低自重,采用方钢管混凝土柱+组合钢梁+桁架楼承板体系,将6个独立的单体连接起来,形成一个完整的结构来共同抗震。

经建立空间模型计算机分析,结构的强度、刚度均满足规范要求。对比新旧结构,自重由47000吨下降为26700吨。自重下降40%。工期可以提前至少3个月,梁柱截面减小,框架柱由700改为500, 室内净空提高,舒适度提高,室内有效使用面积可以增加约3%。

地基处理费用原估计1100万元,采用新结构体系后,地基处理费用合计300万元。结构费用1200元/m2,单方造价约1200+75+(250+250)(机电)+1200(内外墙装修)=2975元/m2

工程总造价:2975x4万平米=1.19亿元x1.2(含总包利润、管理费)=1.428亿元。

国家批复1.45亿元,还结余200多万元,共节约1.58-1.428=0.152亿元,约节约10%。不仅有效控制了工程造价,加快工期,提高施工质量,而且抗震性能更好,结构无裂缝,梁柱断面小有效使用面积增加,层高增加,舒适性提高,绿色建筑节能环保。

 

透视图1

 

透视图2 

 

透视图3 

 

分塔透视图 

 

 

第一振型图

 

 

 

地震位移比角图

 


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