扬州某项目结构方案设计中的用钢量对比运用

陈 辉 明

(深圳市协鹏建筑与工程设计有限公司，广东 深圳 518052)

扬州某项目结构方案设计中的用钢量对比运用

陈 辉 明

(深圳市协鹏建筑与工程设计有限公司，广东 深圳 518052)

基于用钢量指标，对扬州某项目中F1，F2地块的结构方案进行量化分析对比，在满足规范要求的前提下，揭露不同的结构高度、结构体系、建筑体型以及荷载等对项目成本的影响，以此提供一种在方案阶段结构工程师配合甲方及建筑师进行方案优化和比选的思路。

用钢量，高层建筑，结构方案

1 项目概述

本项目地块位于扬州市W3控制性详细规划单元内，紧邻蝶湖，如图1所示。其中F1地块拟建一公寓建筑，F2地块拟建一酒店办公建筑，F3地块为附属商业部分。建筑抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级为二级，设计使用年限50年。所在地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.15g，设计地震分组：第一组；场地类别：Ⅲ类；50年重现期基本风压：0.4 kN/m2，地面粗糙度类别：B类。

2 用钢量指标

建筑设计在整个项目的成本投入占比不大，却影响75%的项目成本和项目盈利，由此可见设计方案在项目成本方面的重要地位。结构设计方案主要包含两方面：一是基础设计方案，二是上部主体结构方案。基础是影响造价的一个重要因素，但不在本文的讨论范围。同时F3地块仅为简单的多层商业，也不在本文的讨论范围，本文主要聚焦F1地块和F2地块的上部主体结构方案对成本的影响。

在方案阶段，结构设计在成本优化方面的工作主要体现在不同结构方案的比选，而比选的一个重要的考量即用钢量指标，用钢量意指单位面积含钢率。

实际操作时，由于处于方案阶段，结构的模型将主要针对标准层进行建模，有一定的简化。这样，通过盈建科软件统计的用钢量可能与实际的情况会有一定的出入，但用于横向对比时，可以给甲方及建筑师提供量化的参考，是具有实际意义的。

3 F1地块

3.1结构方案

F1地块拟建一公寓建筑，建筑体型有弧形和V形，考虑复式的标准层高度4.5 m，不考虑复式的标准层高度3.6 m，结构方案对比主要围绕在结构高度、结构体系、建筑体型以及复式与否等几方面进行，各结构方案具体情况见表1。

各方案的结构平面示意图如图2所示。

表1 F1地块各结构方案情况表

3.2整体计算指标

各方案整体控制指标见表2。

表2 F1地块各方案整体控制指标

各方案整体指标均满足高规[1]要求。

3.3用钢量统计

各方案用钢量统计见表3。

表3 F1地块各方案用钢量汇总表

对比表3中数据，对F1地块的公寓建筑各方案进行对比总结：

1)在150 m左右的结构高度下，考虑复式荷载，框筒结构体系的方案a用钢量要远超剪力墙结构体系方案b，混凝土用量也增加了30%左右；2)通过对比方案b和方案d，可发现建筑的体型由规则的弧形变成不规则的V形，结构的用钢量和混凝土用量增长接近15%～20%；3)通过对比方案c和其他各方案，可发现随着高度，荷载的增加，结构的用钢量和混凝土用量不可避免的呈现出增长的趋势；4)综合对比各方案，150 m左右的结构高度下，考虑复式荷载，F1地块合理的结构方案呈现出来的总重量和总面积之比在2.0 t/m2上下。

4 F2地块

4.1结构方案

F2地块拟建一酒店办公建筑，建筑体型为长方形，20层以下建筑业态为酒店，以上为办公性质，办公层考虑复式的标准层高度4.5 m，不考虑复式的标准层高度3.6 m。其中采用复式的标准层分为采用普通梁板和大板形式两种，复式标准层采用大板形式在净高方面有较明显的优势。结构方案对比主要围绕在高度、结构体系、结构布置、复式与否等几方面进行，各方案具体情况见表4。

表4 F2地块各方案情况表

各方案的结构平面示意图如图3所示。

4.2整体计算指标

各方案整体控制指标见表5。

各方案整体指标均满足高规[1]要求。

表5 F2地块各方案整体控制指标

4.3用钢量统计

各方案用钢量统计见表6。

表6 F2地块各方案用钢量汇总表

对比表6中数据，对F2地块的酒店办公建筑各方案进行对比总结：

1)通过对比方案a和方案b，在160 m左右的结构高度下，不考虑复式荷载，框筒结构体系比剪力墙结构体系增加50%左右的用钢量，混凝土用量相差不明显；2)通过对比方案e和方案f，办公层采用大板形式与采用普通梁板结构的用钢量相差不明显，主要的区别在混凝土用量的增加，幅度在13%左右；3)通过对比方案b和方案e,可发现随着办公层考虑复式荷载，层高加大，结构高度相应增加，结构的用钢量增长了39%，混凝土用量也增长了22%；4)通过对比方案b和方案c,d，可发现结构主要抗侧力体系在考虑建筑功能的需求做出了相应调整后，结构的用钢量和混凝土用量也随之增加；5)综合对比各方案，160 m左右的结构高度下，不考虑复式荷载，F2地块合理的结构方案呈现出来的总重量和总面积之比在1.5 t/m2上下。

5 结语

通过对F1,F2地块的结构方案对比发现，在方案阶段，不同的高度、结构体系、结构布置、荷载形式等都将对项目的成本造成不可忽略的影响，有些甚至是颠覆式的改变。所以结构工程师应发挥主观能动性，积极配合甲方及建筑师优化和改善建筑方案，提供量化的数据指标，寻求安全、功能以及造价方面的平衡点。这一过程不仅考验结构工程师的综合素养，也是结构工程师不断追求自我进步的方向。

[1] JGJ 3—2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

ComparisonandapplicationofsteelamountinstructuraldesignofaprojectinYangzhou

ChenHuiming

(ShenzhenCenpointArchitects&EngineersCo.,Ltd,Shenzhen518052,China)

Based on the steel amount, the quantitative analysis and comparison of the F1 and F2 blocks of a project in Yangzhou are carried out. In order to meet the specification requirements, expose the height of structure, different building structure, size, and impact loads on the project cost, in order to provide a kind of cooperate with party A and architects in the phase of the program structure engineer scheme optimization and selection method.

steel amount, tall building, structure scheme

TU318

A

1009-6825(2017)27-0054-02

2017-07-16

陈辉明(1986- )，男，硕士，工程师，国家一级注册结构工程师