轻质陶粒砌块在广州滨江大厦工程的应用-培训手册
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培 训 手 册
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■木质栈板的正确使用……
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■混凝土小型空心砌块……
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培训手册
 
 
   
轻质陶粒砌块在广州滨江大厦工程的应用
   
 
摘要:滨江大厦集旅业、酒店为一体,共二十六层,为减轻结构负荷,全部采用了轻质粘土陶粒砌块。本文对滨江大厦工程采用陶粒砌块的力学、经济特性作了分析,并与传统砖墙作了比较,总结得出,若按89年定额计算,采用了陶粒砌块较砖墙可节省直接费用8.36元/m2,钢筋4.49元/m2,水泥392元/m2。

一、滨江大夏主楼结构简介
  滨江大厦是旅业、酒店的综合楼。主体部分首层是综合服务设施,外围19.5m×49.5m,七层以上是客房,外围18.1m×49.5m。主楼建筑面积25080平方米。
  属框架—剪力墙结构。在横向,除电梯井外,共12片剪力墙,其中中间二片为框支剪力墙(五层以下是框架,以上是剪力墙,其余均是落地式剪力墙。)纵向除电梯井外均是墙肢与框梁组成的壁式框架。
  主楼墙体6300m3,其中钢筋混凝土墙3800 m3,陶粒砌体2500 m3。主楼总重量(地下二层以上,包括所有墙、板静活重)32000t。墙体重量13100t,其中陶粒砌体占3600t,(包括双面粉刷及面料)使用了轻质粘土陶粒砌块后,主楼总重量较砖墙方案减少了3200t,为10%。
基础采用人工挖孔桩,由于兴建单位对整体设计作过较大的修改,现在本工程利用了一部分按原方案造好的桩,不足部分挖桩补充。因而对基础及地下室部分不作经济上的比较。
设计中,墙外荷载取用如下:
  90厚间墙    1.5-1.6KN/m2(包括双面粉刷)
  190厚内、外墙 2.0-2.3KN/ m2(包括双面粉刷及面料)

二、陶粒砌块方案(简称“陶粒方案”)与砖墙方案的比较
  从表1中可以看出:
  1、荷重
  建筑物总重(地下二层以上):陶粒方案32000t,砖墙方案35200t,陶粒方案较砖墙方案减少(以下简称“减少”)3200t,10%。
  标准层每层重(包括所有静活载):陶粒方案1040t,砖墙方案1167t,减少127t,12%,计减少145kg/m2。
  2、总地震力
  地震力:陶粒方案4300KN,砖墙方案4680KN,减少380KN,8.1%;
  地震力:陶粒方案3760KN,砖墙方案4160KN,减少400KN,10%;
  表1 滨江大厦主楼陶粒砌块与砖墙方案力学指标比较:

项目
陶粒方案
砖墙方案
陶粒方案减少
周期
(第一振型)
横向
2.008
2.114
纵向
2.633
2.777
总重 t
地二层以上
32000
35200
10%
地面以上
27410
31410
10%
基底地震剪力(总地震力)KN
横向

4300

4680
8.1%
纵向
3760
4160
10%
基底地震弯矩KN·m
横向
222330
246840
10%
纵向
232690
258920
10%
最大顶点位移
(地震)cm
横向
8.22cm
9.11cm
10%
纵向
12.35cm
13.71cm
10%
最大顶点位移
(风载)/cm
横向
4.2
4.2
纵向
2.7
2.7
最大相对层间位移(地震)cm
横向
1/888
1/805
10%
纵向
1/593
1/531
10%
剪力墙最大轴力(④轴北墙)KN
地震组合
26900
29040
7.4%
风载组合
29750
31510
5.6%
框支柱最大轴力(⑤柱)KN
地震组合
15250
16390
7%
风载组合
17000
18010
5.6%
短向板跨中弯矩
N·m
南客房
7800
9360
17%
北客房
5030
6470
22%

  表2 滨江大厦主楼陶粒砌块与砖墙方案经济比较:
计算
项目
层数
抽样项目
建筑
面积m2
直接费 (元)
钢筋
水泥
红砖
(千块)
陶粒砌块
陶粒
红砖
陶粒
红砖
陶粒
红砖
190厚
90厚
1-4层
4
4层
612.3
127.644
(127.869)
130.508
(129.395)
32.50
33.48
77.08
79.16
14.4
2.57
0.3
5-6层
2
5层
306.2
69.250
(69.425)
70.766
(69.815)
17.72
18.23
39.82
41.10
13.2
2.2
0.25
7-24层
18
7层
2557.6
573.877
(576.506)
598.595
(582.958)
149.94
164.05
248.22
258.48
202.3
2.7
36.45
合计
24
3476.1
770.791
(773.800)
799.869
(782.163)
200.16
215.76
365.12
378.74
229.0
7.47
37.0
比较陶粒方案较砖墙方案增(+),减(-)
总计
-29,073
-15.6
-13.62
-8.36
(-2.41)
-0.00449
-0.00392
-3.63
(-1.07)
-7.23
-3.6


说明:
  1.本表只包括⑥-⑦轴×C-F轴间,1-24层建筑主要部分(未包括粉刷、装修等)及结构的直接费与材料用量,按砖墙改为陶粒砌体的经济比较。其中陶粒砌块为归纳至本砌块A、C型的数量。
  2.按照89年广东省建筑工程预算定额(修订本)计算。直接费中,括号内数为按90年一季度材料价计算,下同。
  3.直接费中,陶粒砌块的材料费69,147元(72,160元),红砖材料54,344元(36,640元),使用陶粒砌块较红砖增加14,803元,27.2%(25,520元,97%)。
  4、最大顶点位移
  地震荷载下,横向最大顶点位移:陶粒方案8.2cm,砖墙方案9.1cm,减少10%,纵向最大顶点位移:陶粒方案12.3cm,砖墙方案13.7cm,减少10%。
  风荷载下,横向最大顶点位移:陶粒方案4.2cm,砖墙方案4.2cm,不变。纵向最大顶点位移:陶粒方案2.7cm,砖墙方案2.7cm,不变
  5、剪力墙(以④轴之E-F北墙为例)最大轴力
  地震荷载组合下:陶粒方案26,900KN;砖墙方案29,040KN;减少2140KN,7.4%;
风荷载组合下:陶粒方案29,750KN;砖墙方案31,510KN;减少1760KN,5.6%。
  6、框支柱(以⑤F柱为例)最大轴力
  地震荷载组合下:陶粒方案15,250KN(轴压比0.60);砖墙方案16,390KN(轴压比0.65);减少1140KN,7%;
  风荷载组合下:陶粒方案17,000KN;砖墙方案18,010KN;减少1010KN,5.6%。
  7、梁板内力
  支承砌体的主次梁一般弯矩减少10%-30%;
  框梁弯矩一般减少10%-16%;
  标准层客房内的板是采用大板,间墙直接搁在板上,不设次梁支承;
  南客房板短向跨中弯矩减少17%;
  北客房板短向跨中弯矩减少22%。
  8、经济比较
  从表2看出,按照89年定额计算,采用陶粒方案较砖墙方案节省直接费8.36元/m2(3.63%),钢筋4.49kg/m2(7.23%),水泥3.92kg/m2(3.6%),按主楼面积25080m2计,节省费用20.9万元,钢筋112t,水泥98t。
  89年下半年部分基建下马以来,砖价下跌而陶粒砌块价格基本不变,以90年第一季度材料价计算,采用陶粒方案仍较砖墙方案略有节省,为2.41元/m2(1.07%),按主楼面积25080平方米计,节省6.0万元。

三、几点看法
  (一)从计算得知,在构件截面积尺寸不变的情况下,采用了轻质陶粒砌块代替砖之后,建筑物重量减轻了,地震力减少了,从而整体受力有所改善。梁柱的内力相应减少,直接承受砌体的板内力也减少,因而配筋减少了,降低了结构造价。虽然陶粒砌块单价比砖墙提高,综合起来还是比较经济的。由此看来,轻质陶粒砌块是高层建筑较理想的墙体材料。
  (二)由于本建筑物横向为剪力墙结构,没有填充墙。纵向以壁式框架为主,填充墙也不多。整座建筑物以混凝土墙为主,砌体所占比例不大,因而砌体材料的减轻对整座建筑物的影响还不甚显著。但对于多、高层的框架结构,填充墙较多的框架——剪力墙结构,砌体材料的减轻对整座建筑物的影响就会增大,采用陶粒方案效益会更好。
  (三)本工程的比较是在构件截面尺寸基本不变的情况下进行的。但是由于采用陶粒砌块,内力减少了,位移也减少了,这意味着部分构件的截面尺寸可以比采用砖墙为小。如果调整了构件截面尺寸再作比较,同时考虑到基础荷载减少的影响,陶粒砌块方案就会更经济些。


参加单位:
广州市建筑设计院
时间:1996年5月

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