2021版广东省《高规》项目应用浅析

2021版广东省《高规》项目应用浅析

2021版广东省《高层建筑混凝土结构技术规程》实施已经有近半年时间了,本文就“新高规”在项目应用中的若干热点技术问题,进行浅析,与广大技术人员共同探讨。

01

规范解读

1.1 实施公告

2021年1月8日,广东省住建厅发布公告:批准《高层建筑混凝土结构技术规程》为广东省地方标准,编号DBJ/T 15-92-2021,备案号J12299,2021年6月1日起实施。适用于广东省民用混凝土建筑结构的设计、施工。

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1.2 适用范围

本规程适用于10层及10层以上或高度大于28m的住宅建筑,以及高度大于24m的其他民用建筑。本规程不适用于建造在地震时易诱发山体滑坡、地陷、溃坝等危险地段的高层建筑。对于10层以下、高度不大于28m的住宅建筑,以及高度不大于24m的其他民用建筑,可参照本规程的相关规定进行设计。

1.3 抗震设计方法

广东省新高规采用新的抗震设计方法,用设防烈度地震(中震)进行结构构件抗震承载力校核、设计,与国标《建筑抗震设计规范》、行标《高层建筑混凝土结构技术规程》以多遇地震设计不同,也与美国、欧洲规范的抗震设计方法不同。美、欧规范虽然也以设防烈度地震动参数进行计算,但考虑结构的延性和超强,对地震作用做了较大幅度的折减。

在广东省,可用国标《抗规》、行标《混凝土高规》进行设计,也可用广东省新《高规》进行设计,但不要混用。

 

1.3.1规范主要条文解读:水平位移限值对比

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△ 新高规

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△ 旧高规

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△ 国家高规

变化:以常见的丙类建筑住宅剪力墙结构为例,新高规风荷载作用下的水平位移限额是1/600>旧高规的1/800>国家高规的1/1000,因此新规在风荷载作用下的水平位移限额是放松了要求。

 

影响:对于风荷载作用控制的建筑,采用新规进行位移指标计算比较有利,即对风荷载较为敏感的超高层建筑或风荷载较大区域的高层建筑比较有利。

 

1.3.2 规范主要条文解读:结构构件采用中震设计相关要求

2021版广东省《高规》项目应用浅析

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变化:旧高规和国家高规的抗震设计方法都是采用小震进行结构构件设计,新高规明确了以设防烈度地震作用进行结构构件设计,设防烈度地震作用代指中震,也明确了丙类建筑的性能设计目标和性能水准等要求。

 

影响:新高规采用中震进行结构构件设计,地震力增大了,带来主要结构构件(梁、墙、柱)的钢筋计算结果整体增大,板配筋影响相对较小。

1.4 采用中震设计的理由

我国现行规范抗震设计方法的缺点:

  • 以“中震”作为设防目标,却用小震作用计算结构构件承载力。由于担心考虑的地震作用太小,设置了各种内力增大系数,构件的内力已经不是实际的竖向荷载效应和地震作用效应的组合。地震力取值小,调整系数多,构件内力不真实,不方便设计人对结构总体及关键构件安全度的直观把握。

  • 不方便设计人依R-μ原则调整抗震设计中的地震作用-延性等级组合。

  • 不同抗震设防烈度区、性能设计要求相同的建筑不能控制大致相同的结构抗震安全度。

  • 相同中、高烈度区的结构不能控制大致相同的结构抗震安全性。

  • 不方便与当前大力推广的结构隔震与消能减震设计接轨。

国际抗震设计方法:

 
  • 国际上大多以中震(50年超越概率10%)进行结构承载力计算。借鉴和学习其它国家的抗震设计的经验和方法是提高我国抗震设计水平的途径之一。

结论:新设计方法不存在原《规程》结构构件承载力按小震计算的一系列缺点,能更好与国际上其他国家设计接轨,承载力计算式按抗力大于中震地震效应组合表达,以及计算验证的方式保证“中震可修”目标的实现。

1.5 施工图审查主要变化内容

2021年6月1日起,广东省标准DBJ/T 92-15-2021(备案号J12299-2021)《高层建筑混凝土结构技术规程》生效。

  • 采用广东省新高规进行结构设计时,以广东省新高规作为施工图审查的依据。

  • 由于广东省新高规采用基于设防烈度地震(中震)的性能设计方法,与小震承载力设计相关的“地震设计状况”强制性条文不再适用,取消γRe,取消内力调整系数。

  • 广东省新高规不再采用“抗震措施”、“抗震等级”的概念及规定,因而与“抗震措施”、“抗震等级”相关的条文,包括强制性条文,如《抗规》3.9.1条、3.9.3~3.9.4条、10.3.3条、10.4.4条、10.5.6条、11.1.4条等不再适用。

  • 广东省高规采用设防烈度地震进行设计,与多遇地震相关的条文,包括强条不再适用,如《高规》4.3.12。

  • 广东省高规的“抗震构造等级”特一、一、二、三、四与原高规抗震等级对应的抗震构造对应,与此相关的强制性条文仍然适用,如《高规》6.3.2、6.4.3条等。

  • 广东省新高规修改了重力二阶效应的计算方法,故《高规》5.4.4条(强条)不再适用。

  • 广东省新高规对框架-核心筒结构外框架梁的设置有规定,《高规》9.2.3条(强条)不再适用。

  • 广东省新高规没有设置强制性条文。如果条文与《抗规》、《高规》对应的条文为强条,则应按强条看待。

02

模型参数设置

本文以常见的丙类建筑为例,针对广东新高规的YJK模型参数设置进行分析,具体如下所示:

2.1 结构总体信息

结构所在地区选择“广东高规(2021)”

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2.2 计算控制信息

可根据需要设置“中梁刚度放大系数(地震)”

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2.3 地震信息

勾选“考虑性能设置”,地震水准为“中震”等,具体如红色框所示。

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需要包络大震计算结果时,可勾选“按照抗规方法进行性能包络设计“,并根据实际情况设置相应的参数。

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注:其余未列的模型参数设置,基本与旧高规和国标一致,本文不作展开探讨,根据项目实际情况和规范要求进行选取。

03

项目案例分析

本文以广州地区某住宅和科技园项目丙类建筑为例,进行项目案例分析,主要从经济性角度进行分析,具体如下所示:

 

3.1 科技园厂房建筑,框剪结构,层数为10F,建筑高度为50米。

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△ 标准层平面示意

 

3.2 科技园厂房建筑,采用广东新高规与国标、旧高规的工程量对比(工程量来源于模型统计)。

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△ 工程量对比结果

结论:根据工程量对比结果,50米的厂房建筑采用广东旧规进行设计最为经济,其次是国标,最后是广东新规。

主要原因分析:相对于广东旧规,广东新规采用中震进行构件设计,由于计算配筋结果较大,造成钢筋指标增加,且由于部分构件计算配筋显红,造成部分墙柱截面和梁截面需要增加,故混凝土指标也增加;相对于国标,混凝土指标相似,但由于中震计算配筋结果较大,总体钢筋指标较高。

 

3.3 住宅建筑,剪力墙结构,层数为33F和50F,建筑高度为100米和150米。

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△ 33F住宅标准层平面示意

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△ 50F住宅标准层平面示意

 
3.4 住宅建筑,采用广东新高规与国标的工程量对比(工程量来源于模型统计)。

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△ 工程量对比结果

结论:根据工程量对比结果,100米和150米的住宅建筑采用广东高规进行设计更为经济。

主要原因分析:相对于国标,由于国标风荷载水平位移角要求更为严格,采用广东高规的墙柱截面较国标的要小一些,并且端柱的设置也要少一些,故混凝土指标较国标要好,但是中震计算配筋结果较大,总体钢筋指标较国标要高一些,综合成本为广东新高规略有优势,约节省2~3元/m2。

04

结论

综上所述,初步结论:新高规的钢筋指标普遍高于旧高规和国家高规,原因是采用中震进行结构构件设计,地震力增大带来的配筋增大;新高规的混凝土指标对于风荷载控制下的建筑有优势,但是对于轴压比控制下的建筑,基本没有优势,甚至是处于劣势。
 
延伸结论:对于风荷载较为敏感的建筑,即风荷载指标采用国标进行计算,满足规范要求的限额较为困难时,采用广东新高规会更为有利,经济性也更好。
注:由于目前广东新高规刚开始实施,大部分项目都没有进行施工图造价统计,不同的地理位置、结构类型、结构形态、户型布局、建筑高度等因素都会对实际工程量产生不同的影响。且由于新高规的计算配筋结果较大,施工图配筋的人为因素影响也不能忽视,即结构构件的配筋设计,不同的设计师都会有各自的判断,由此也会对结果产生偏差,因此需要大量的项目数据分析才能得出更为精细和准确的结论,故本文所列结论仅作参考。

– END –

▌来源:同辰建筑原创发布,转载请注明以上信息
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