20结构设计降低含钢量的方法

第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司midasGen&midasBuilding技术讲座新技术•新流程•新概念降低含钢量的方法1第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座目录1.降低含钢量的十四个方法2.绘图师中材料用量的统计方法3.验证例题4.工程实例2第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座楼板使用塑性设计•菜单路径：分析设计控制信息设计信息•可降低楼板配筋量3第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座剪力墙设计时考虑翼缘•菜单路径：分析设计控制信息设计信息•可降低剪力墙的配筋量4第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座柱按双偏压设计•菜单路径：分析设计控制信息设计信息•可降低柱的配筋量5第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座考虑刚域的分析和设计•菜单路径：结构模型控制•可降低梁的配筋量•刚域长度及内力输出位置的可控性6第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座考虑活荷载折减•菜单路径：荷载荷载控制活荷载控制•可部分降低梁、柱的配筋量•可按规范同时考虑梁、柱、基础的活荷载折减7第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座不调整或适当调整周期折减系数•菜单路径：荷载荷载控制地震作用•减少地震作用，降低构件配筋量8第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座合理的结构方案•菜单路径：工具校审系统自动校审经济性•自动校审判断梁柱是否经济，不经济的构件需调整结构构件位置或尺寸。另外设计过程中应避免短柱、短梁构件。•梁配筋率在0.7～1.6%范围内比较合理，竖向构件一般为构造配筋（配筋率0.7～1.0%）。9第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座优化配筋方案•菜单路径：钢筋配置选筋参数优选钢筋库•该方法会逐渐成为设计院或设计人员独有的技术•方案比较10第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座减小归并系数•菜单路径：平面布置归并参数•较小的归并系数可减少含钢量11第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座大跨度梁配筋•菜单路径：钢筋配置选筋参数梁参数•梁跨度较大（大多数梁跨度超过4.8米）的框架或框剪结构采用HRB400钢筋会降低含钢量；且梁配筋尽量放置在一排内。•当梁跨度超过6米时梁下部钢筋可以不全深入柱、墙节点内。12第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座梁板式筏基采用塑性设计•菜单路径：分析设计板设计参数底板计算方法•可降低基础筏板配筋量13第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座其他降低含钢量的方法调整结构楼板体系当楼板跨度较大时可比较不设置次梁、设置一个次梁、设置两个次梁的方案，对一个单元的配筋进行比较。采用轻质隔墙材料减少梁、柱、基础配筋及混凝土用量效果非常明显，隔墙荷载数值也会下降不少，且在抗震设计时因提高框架周期折减系数也减少框架梁柱配筋。综合比较采用轻质墙体材料更经济。梁跨中钢筋非框架梁上部钢筋在跨度中间1/3区段采用较小直径钢筋搭接（或焊接）方法也可降低含钢量（在绘图师中可修改配筋）。对于抗震等级为三、四级的框架梁也可采用同样的方法配筋。14第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座绘图师中混凝土量的统计面积—绘图师计算的面积为楼板净面积，小于实际建筑面积，因此会使计算的每平米含钢量和混凝土量偏大。混凝土量—由于未考虑楼梯、柱墩，且梁长取净长，混凝土量可能会偏小。15第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座绘图师中钢筋量的统计—梁搭接长度—梁、板、支撑水平钢筋长度超过9m时搭接，柱和墙竖向钢筋一层一搭接。主筋—考虑了锚固长度和搭接长度，搭接长度考虑了不同搭接方法。16第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座绘图师中钢筋量的统计—梁箍筋—考虑了弯钩长度，考虑了加密区和非加密区根数的区别。拉筋—考虑不同梁高时的不同直径。17第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座绘图师中钢筋量的统计—柱主筋—考虑了搭接长度，并考虑了不同位置柱的计算区别。箍筋—按规范考虑加密区范围。18第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座绘图师中钢筋量的统计—墙墙—考虑了拉筋。楼板—未考虑分布钢筋，也没有考虑架立筋和附加洞口钢筋。一般可设置钢筋长度调整系数为1.1，弥补对含钢量的影响。19第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座单一构件用钢量计算—板左右支座：长度=(1650+15*10)*(6000/180+1)*2=123600mm重量=123600*0.00617*10*10/1000000=0.076ton上下支座：长度=(1650+15*10)*(8000/180+1)*2=163600mm重量=163600*0.00617*10*10/1000000=0.101tonX向：长度=(8000+15*12)*(6000/125+1)=400820mm重量=400820*0.00617*12*12/1000000=0.356tonY向：长度=(6000+15*16)*(8000/150+1)=339040mm重量=339040*0.00617*16*16/1000000=0.536ton总重量=1.069ton程序计算为：1.1ton20第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座单一构件用钢量计算—梁WKL1计算通长筋：长度=(6000+18*30)*4=26160mm重量=26160*0.00617*18*18/1000000=0.052296ton上部原位筋:长度=(6000/4+18*15)*2=3540mm重量=3540*0.00617*18*18/1000000=0.007077ton箍筋:加密区:长度=(550+30*10)*(6000/100/4+1)*2*2=54400mm重量=54400*0.00617*10*10/1000000=0.033565ton非加密区:长度=(550+30*10)*(6000/200/2+1)*2=27200mm重量=27200*0.00617*10*10/1000000=0.016782tonWKL1总重量=0.110*2=0.220ton21第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座单一构件用钢量计算—梁WKL2计算通长筋：长度=(8000+18*30)*6=51240mm重量=51240*0.00617*18*18/1000000=0.102433ton上部原位筋:长度=(8000/4+18*15)*2*2=9080mm重量=9080*0.00617*18*18/1000000=0.018152ton箍筋:加密区:长度=(550+30*10)*(8000/100/4+1)*2*2=71400mm重量=71400*0.00617*10*10/1000000=0.044054ton非加密区:长度=(550+30*10)*(8000/200/2+1)*2=35700mm重量=35700*0.00617*10*10/1000000=0.022027tonWKL2总重量=0.187*2=0.374ton总重量=0.220+0.374=0.594ton程序计算为：0.60ton22第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座单一构件用钢量计算—柱（支撑同柱）主筋：长度=4000*20=80000mm重量=80000*0.00617*25*25/1000000=0.309ton箍筋:箍筋大套的长度＝4*B-8*Cover+24*D=4136mm箍筋小套的长度＝2*(B-2*Cover)+2*(B-2*Cover)/5+24*D=2616mm箍筋拉筋的长度＝B-2*Cover+24*D=1286mm加密区:长度=(4136+2*2616+1286*2)*(4000/100/4+1)*2=262680mm重量=262680*0.00617*14*14/1000000=0.318ton非加密区:长度=(4136+2*2616+1286*2)*(4000/200/2+1)=131340mm重量=131340*0.00617*14*14/1000000=0.159ton总重量=(0.309+0.318+0.159)*4=3.14ton程序计算为：3.14ton23第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座单一构件用钢量计算—剪力墙（Y向墙体）水平钢筋：长度=（墙长+35*钢筋直径*系数（WallLinkAs=1.4））*(墙高/间距+1)*排数=(6000+35*8*1.4)*(4000/160+1)*2=332384mm竖向钢筋：长度=(墙高)*(墙长/间距+1)*排数4000*(6000/160+1)*2=304000mm墙体拉筋：单根拉筋长度=直径*10*2+墙厚–2*保护层=8*10*2+300-50=410mm总长度=墙长/竖向筋间距/2*墙高/水平筋间距/2*单根拉筋长度=6000/160/2*4000/160/2*410=95940.0mm总重量=0.00617*dia*dia*length/(1000.0*1000.0)=(332384+304000+95940)*0.00617*8*8/1000000=0.289ton程序计算为：0.2891ton24第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座单一构件用钢量计算—剪力墙（X向墙体）水平钢筋:长度=（墙长+35*钢筋直径*系数（WallLinkAs=1.4））*(墙高/间距+1)*排数=(8000+35*8*1.4)*(4000/160+1)*2=436384mm竖向钢筋:长度=(墙高)*(墙长/间距+1)*排数=4000*(8000/160+1)*2=408000mm墙体拉筋：单根拉筋长度=直径*10*2+墙厚–2*保护层=8*10*2+300-50=410mm总长度=墙长/竖向筋间距/2*墙高/水平筋间距/2*单根拉筋长度=8000/160/2*4000/160/2*410=127920mm总重量=0.00617*dia*dia*length/(1000.0*1000.0)=(436384+408000+127920)*0.00617*8*8/1000000=0.384ton程序计算为：0.3839ton25第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座单一构件用钢量计算—剪力墙（暗梁）主筋：长度=（墙长+35*钢筋直径*系数（BeamLinkAs=1.4））*4=35136mm箍筋:单肢长度=（梁高+13.6*d）*肢数+(梁宽)*肢数(550+11.9*10)*2+(250)*2=1838mm总长度=（墙长+35*主筋直径*系数（WallLinkAs=1.4）/箍筋间距）*箍筋长度=((8000+35*16*1.4)/200+1)*1838=80872mm总重量=0.00617*dia*dia*length/(1000.0*1000.0)35136*0.00617*16*16/1000000+80872*0.00617*10*10/1000000=0.0554+0.05=0.1054ton程序计算为：0.1054ton26第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术有限公司技术讲座单一构件用钢量计算—剪力墙（边缘构件）主筋：长度=墙高*根数=4000*8=32000mm重量=0.00617*dia*dia*length/(1000.0*1000.0)=0.051ton程序计算为：0.051ton箍筋：长度=(肢长*2+墙宽*2+15*D*2)*2*(墙高/间距+1)(550*2+250*2+15*14*2)*2*(4000/125+1)=133320mm重量=0.00617*dia*dia*length/(1000.0*1000.0)=0.1612ton27第三代结构设计解决方案北京迈达斯技术