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某国际博览中心广场加建罩棚项目结构设计优化案例

304 2020-12-16 15:18:19

       随着经济的发展,人们对建筑结构设计要求的不断提高,建筑结构设计也越来越多样化。建筑结构优化分析能提高有限的空间、有限的资源,让其最大化的效果发挥,实现安全性、实用性、经济性的良好目标。

       结构设计包括结构选型、结构布置、结构计算、施工图配筋等四个方面,结构优化也是从上述四个方面进行。一个优秀的结构设计应该满足:

       1、结构体系选择恰当,材料选择合适;

       2、结构布置均匀、对称、简洁、合理;

       3、结构计算荷载输入正确、参数设置合理、计算结果满足规范;

       4、施工图配筋设计精细、构造措施周密、方便施工。

       通过结构优化,在满足安全和建筑物功能、效果的前提下,将建筑物钢筋及混凝土含量指标控制在最低水平,以实现项目利益最大化,并得到业主的高度认可和满意。

       因此,只要设计人员结构理论足够的扎实,设计经验足够的丰富,结构选型及材料应用足够的娴熟,那么结构设计脑洞就会有足够的大,总会从各种结构的方案中寻找出一个最经济、合理地设计方案。

      下面就实际工程中发生的案例做一下讲评,以供大伙分享。

       

       案例一、某国际博览中心广场加建罩棚项目基础设计

       某国际博览中心广场加建罩棚上部结构为轻型钢结构,柱距9.5米,跨度28米,高度12.5米,建筑面积约3万平米。地质资料如下:

       第①层 人工填土

      黄褐色、褐黄色,松散~稍密,稍湿~饱和,以碎石类素填土为主,上部3.2~4.0m以开山块石混碎石为主,一般块石直径20~50cm;其下主要为风化砂混小碎石及少量粘性土为主,土质极不均匀,回填时间均小于2年,勘察期间尚未经过强夯加固处理。

      第②层 粉细砂

      深灰~灰色,松散,饱和,为滨海沉积层,土质不均匀,干强度较低。

       第②1层 淤泥质粉质粘土

      浅灰~灰色,松散,饱和,软塑状态,为滨海沉积层,土质不均匀,局部为含淤泥粉土,下部多含粘土成分;

      第③层 粉质粘土

      黄褐色、褐黄色,稍湿,可塑偏软~可塑,土质较均匀,

      第④层 中细砂

      第⑤层 粉质粘土

     

     原设计基础为预应力管桩基础,两桩承台底标高为地面以下-3.5米,承台间设置地梁结,承台高1000mm,顶部设置860X1120钢筋混凝土短柱,2.2米高。如下图:

↑ 桩基平面图


↑ 桩基详图

↑承台详图


       因该场地是原有广场,平时主要用于停泊大型参展货车,地面硬化为300mm厚混凝土。该处地质填海造成,上部约4米厚碎石回填层,预制桩无法打入,故先开挖4.0米以上,挖除碎石回填层做基坑支护及降水措施后,在坑底打桩及浇筑承台、短柱、地梁,这样地面完全被破坏,需重新浇筑地面。

       整个基础工程中标额为1100万元,工期预计6个月。施工机械、人员已经进场,正值12月份冬季施工,开挖比较困难,遂作优化结构设计。优化后施工方案如下:

1、不破坏原有地面,保持原有地面继续使用。

2、取消所有桩基、承台、地梁、短柱;取消基坑支护及降水措施。

3、借鉴港口工程中的碎石挤密法,利用回填的4米厚碎石填土层作为持力层,改为素混凝土柱墩形式,柱墩顶与地面平,柱脚锚栓直接埋置在素混凝土墩内,开挖时用电锯将地面切割2.1X2.4方,开挖深度1.5米,人工夯实基坑,直接浇灌混凝土。

       如下图:

基础平面图


基础详图


       由此一改,投资额由原有1100万元,施工工期6个月就变成了投资额80万元,工期15天完成。该项目已完工两年,未见任何沉降现象!