保利地产-地下室无梁楼盖结构形式的技术经济综合分析(2015)

地下室无梁楼盖结构形式的技术经济综合分析广东保利房地产开发有限公司技术部2015－01POLYREALESTATE2014目录前言与背景地下室几种常见楼盖形式的经济性分析无梁楼盖相关成本影响的分析无梁楼盖的设计要点总结前言及背景目前地下室楼盖常采用无梁楼盖体系。集团从2007年广州中宇广场项目地下室首次采用到目前广东公司约有50%以上项目的地下室均采用了无梁楼盖体系。根据集团的要求，对无梁楼盖的使用进行更系统的总结和分析。广东公司进行了典型地下室单元多方案试设计对比、多项目结构单元对比、同一项目两套地下室施工图对比、地下室相关成本分析、已竣工项目结算数据分析、施工工期统计等工作，对地下室无梁楼盖体系的特点进行了更系统的梳理，并总结了无梁楼盖结构的设计要点。无梁楼盖是双向受力的板柱结构，相比传统梁板结构，由于不设置梁，其板厚要大一些，荷载直接由板传至柱，缩短了传力路径，传力更为直接，综合技术经济指标较好。适用范围：无梁楼盖结构体系一般要求柱网较规整（宜按矩形方格网状布置），且每个方向不宜少于三跨，柱网长短边之比不宜大于1.5；可适用于地下室顶板及各层楼板(包括人防顶板)；当地下室顶板作为上部塔楼结构的嵌固部位时，国家规范要求在塔楼及相关范围（约塔楼周边外延2跨柱跨、约20m）采用梁板结构体系。但广东省新高规对此规定进行了调整，允许在相关范围采用无梁楼盖体系。优点：降低层高，减少地下室的总埋深：采用无梁楼盖的地下室常用层高为3300~3500mm，采用梁板结构的地下室常用层高为3600~3900mm。在保证楼层净高相同的情况下，层高可以减少300~400mm。层高的降低减小了地下室总埋深，尤其是对多层地下室更加显著；总埋深的减小可直接节省以下成本：基坑支护费用、土石方开挖量(基坑底为中、微风化岩时更可有效减少工期)、地下室抗浮的造价以及地下室底板、外侧墙的造价；对承受荷载较大的覆土顶板和人防顶板，采用无梁楼盖更能充分发挥板的空间受力性能。经分析对比和经验数据表明，材料指标占优，结构造价(含混凝土、钢筋及模板量)较其他楼盖形式低；可大大减少钢筋(梁箍筋)的加工量以及模板用量，施工方便，节省工期；板底平整美观，设备管线布置灵活方便，同时可优化喷淋等设备的布置数量。不足之处：无梁楼盖相比其他楼盖形式，自重及混凝土用量相对较大。前言及背景无梁楼盖结构简述前言及背景地下室采用不同楼盖形式时的层高分析金沙洲09地块(矩形托板柱帽)金沙洲02地块(锥形+矩形托板柱帽)珠海金湾(锥形柱帽)中汇广场(平板+型钢剪力架)前言及背景广东公司已完工项目无梁楼盖地下室案例地下室常见楼盖形式的经济性分析经济性分析模型主要研究内容典型单元试设计对地下室不同楼层位置的几种常见的楼盖形式进行试设计，针对楼盖本身的结构经济性进行对比实际项目结构单元选取多个采用地下室无梁楼盖体系的实际项目的楼板结构单元进行材料指标含量分析同项目无梁楼盖与梁板结构施工图对比地下室顶板分别按梁板结构和无梁楼盖进行施工图设计，并对比其经济性。地下室楼盖对比研究内容为详细研究各种地下室楼盖形式的经济性，组织了省内4家设计单位分别对地下室不同楼板位置（覆土顶板，地下室中板，人防顶板）的几种常见的地下室楼盖形式（无梁楼盖，十字梁，井字梁，单向板，加腋梁板）进行试设计，针对楼盖本身的结构经济性（含钢量，混凝土量，模板量）进行对比，并组织了两次汇报和专家研讨会。地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计设计条件覆土顶板(1.5米覆土，附加恒载为27kN/m2，活载为5kN/m2)；砼C35，钢筋HRB400。人防顶板(人防荷载按核6级取55.0kN/m2，附加恒载3.0kN/m2）；砼C35，钢筋HRB400。地下室中板（附加恒载3.0kN/m2，活载按车道考虑为4kN/m2）；砼C30，钢筋HRB400。设计柱距按8.1x8.1m，选取7x7跨，计算单柱受荷范围内（如右图所示）的楼盖土建造价（包括梁、板、柱帽，不包括柱）；内容包含钢筋、混凝土、模板；综合单价套用2014年第二季度信息价（含利润、措施费、税费等）。地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计构造要求覆土顶板1.作为塔楼嵌固端，板厚一般不宜小于180mm，板钢筋应双层双向布置，且每个方向的配筋率不得小于0.25%；2.地下室顶板环境类别为二b类，构件裂缝控制为0.2mm。人防顶板（核6级）1.人防板最小板厚200mm；2.无梁楼盖板受力钢筋配筋率不应小于0.3%。地下室中板1.大面积地下室的板面宜设置通长钢筋。地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计无梁楼盖方案：板厚取值：覆土顶板350~400mm，人防顶板300mm，中板200~250mm。采用托板式柱帽，柱帽平面尺寸2500~3000mm，可搭配斜锥。十字梁方案：板厚取值：覆土顶板180mm，人防顶板200mm，中板120mm。主梁取值：覆土顶板800~900mm，人防顶板800mm，中板600~700mm。井字梁方案：板厚取值：覆土顶板180mm，人防顶板200mm，中板110mm。主梁取值：覆土顶板800~900mm，人防顶板800mm，中板600~700mm。单向板方案：板厚取值：覆土顶板180mm，人防顶板200mm，中板110mm。主梁取值：覆土顶板800~900mm，人防顶板800mm，中板600~700mm。加腋梁板方案：建议板厚：覆土顶板250mm，人防顶板200mm，中板200mm；腋高200。建议主梁高：覆土顶板800mm，人防顶板700mm，中板600mm；腋高200。建议加腋长度按1500~1700mm范围取值。地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计构件尺寸选型参考覆土顶板、人防顶板无梁楼盖方案1（锥形+矩形托板柱帽）地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计楼盖做法图例覆土顶板、人防顶板无梁楼盖方案2(矩形托板柱帽)地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计楼盖做法图例单向板楼盖方案（覆土顶板）地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计楼盖做法图例加腋梁板楼盖方案（覆土顶板）地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计楼盖做法图例地下室中板无梁楼盖方案地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计楼盖做法图例不同楼盖结构形式总弯矩对比(覆土顶板)结构型式梁总弯矩（kN.m）板总弯矩（kN.m）梁+板总弯矩（kN.m）备注无梁楼盖03246(2597)[2147]3246(2597)[2147]()考虑穹顶效应[]考虑穹顶效应及柱帽计算跨度折减十字梁34084643872井字梁34752063681单向梁板32782023480加腋板（有限元）100615222528分析：用有限元计算的加腋板考虑了梁板协同工作，其梁板总弯矩与无梁楼盖法考虑了穹顶效应后的总弯矩较为接近。普通十字梁、井字梁及单向板楼盖由于其受力主要由结构梁承担，故其梁板总弯矩高于无梁楼盖及加腋板。地下室常见楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计覆土顶板人防顶板地下室中板构件尺寸砼用量(m³/㎡)含钢量(kg/㎡)模板量(㎡/㎡)造价(元/㎡)构件尺寸砼用量(m³/㎡)含钢量(kg/㎡)模板量(㎡/㎡)造价(元/㎡)构件尺寸砼用量(m³/㎡)含钢量(kg/㎡)模板量(㎡/㎡)造价(元/㎡)无梁楼盖板厚400，柱帽3000，托板高200，斜锥高2000.43240.091.03492板厚300,柱帽3000，托板高200，斜锥高2000.33241.121.044438板厚240,柱帽2500，无托板，斜锥高3600.25520.041.03287十字梁板板厚180，主梁450x900，次梁250x8000.28952.031.64540板厚200，主梁500x800，次梁300x7000.30257.831.601556板厚110，主梁300x600，次梁200x5500.16422.051.44288井字梁板厚180，主梁400x900，次梁250x7000.30451.751.81559板厚200，主梁500x800，次梁250x7000.32459.631.836591板厚100,主梁250x600,次梁200x5500.1722.541.65308单向板板厚180，主梁550x900，单向梁300x8000.28849.081.62523板厚200，主梁600x800，单向梁400x7000.30958.11.594560板厚100,主梁300x600,单向梁200x5500.15221.281.48280加腋梁板板厚250，腋高200;梁400x800,腋高2000.35448.121.33526板厚200，腋高200;梁400x700,腋高2000.31347.371.215485板厚200,不加腋;梁300x600,不加腋0.2422.481.31326造价及材料指标含量分析—瀚华楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计覆土顶板人防顶板地下室中板构件尺寸砼用量(m³/㎡)含钢量(kg/㎡)模板量(㎡/㎡)造价(元/㎡)构件尺寸砼用量(m³/㎡)含钢量(kg/㎡)模板量(㎡/㎡)造价(元/㎡)构件尺寸砼用量(m³/㎡)含钢量(kg/㎡)模板量(㎡/㎡)造价(元/㎡)无梁楼盖板厚300,柱帽3000，托板高400，无斜锥0.35639.021.05454板厚300，柱帽3000，托板高300，无斜锥0.34138.721.05451板厚250，柱帽2400，托板高200，无斜锥0.26818.551.05310十字梁板板厚180，主梁350x850，次梁250x7500.25644.181.57476板厚200，主梁400x800，次梁250x7500.28145.41.52494板厚120，主梁250x650，次梁200x5500.1718.341.44292井字梁板厚180，主梁350x850，次梁200x7000.27342.331.77492板厚200，主梁400x800，次梁200x7000.29242.721.72502单向板板厚180，主梁400x900，单向梁250x7500.26241.761.56468板厚200，主梁500x800，单向梁250x7500.28442.31.51480板厚110，主梁250x700，单向梁200x5500.15415.371.44268加腋梁板板厚250，腋高200；梁450x800,无腋0.37741.141.19499板厚200，腋高200；梁450x700,无腋0.30839.791.14455板厚150，腋高200；梁300x600,无腋0.23118.581.10299造价及材料指标含量分析—筑博楼盖形式的经济性分析—典型单元试设计覆土顶板人防顶板地下室中板构件尺寸砼用量(m³/㎡)含钢量(kg/㎡)模板量(㎡/㎡)造价(元/㎡)构件尺寸砼用量(m³/㎡)含钢量(kg/㎡)模板量(㎡/㎡)造价(元/㎡)构件尺寸砼用量(m³/㎡)含钢量(kg/㎡)模板量(㎡/㎡)造价(元/㎡)无梁楼盖板厚350,柱帽2800，托板高100，斜锥高2000.36840.81.01457板厚300,柱帽2800，托板高150，斜锥高2000.32340.31.01432板厚250，柱帽2400，托板高100，无斜锥0.25920.91.02301十字梁板板厚180，主梁400x900，次梁250x8000.287481.60509板厚200，主梁500x800，次梁300x7000.30751.71.49524板厚120，主梁200x700，次梁200x5000.16819.81.44280井字梁板厚180，主梁400x900，次梁200x7500.30347.31.82530板厚200，主梁500x800，次梁250x7000.32952.91.69558板厚110，主梁200x650，次梁200x4000.16820.41.52287单向板板厚1