抗浮系数取值合理性及成本影响浅析
开心市民小谢
2023年10月27日 10:21:27
来自于新政新规
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《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019(以下简称《抗浮标准》)实施之后,其对工程抗浮成本的影响是业内关注的重点。该标准引入诸多系数如抗浮稳定安全系数、水浮力组合系数、抗浮结构重要性系数等,其取值合理性直接关系到工程的抗浮成本。本文以上海某住宅项目为例,对比抗浮系数的取值对抗浮成本的影响,最后对抗浮系数取值合理性进行讨论并给出建议。

《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019(以下简称《抗浮标准》)实施之后,其对工程抗浮成本的影响是业内关注的重点。该标准引入诸多系数如抗浮稳定安全系数、水浮力组合系数、抗浮结构重要性系数等,其取值合理性直接关系到工程的抗浮成本。本文以上海某住宅项目为例,对比抗浮系数的取值对抗浮成本的影响,最后对抗浮系数取值合理性进行讨论并给出建议。


     

 

 

     
1.抗浮系数的规范规定      

     

1.1          
抗浮稳定安全系数          


         


《抗浮标准》 3.0.3条规定了抗浮稳定性验算公式,抗浮稳定安全系数与抗浮工程设计等级关联,浮力设计值分项系数见3.0.9条。


▲《抗浮标准》3.0.3条——抗浮稳定安全系数


1.2          
水浮力标准组合系数          


         


《抗浮标准》 3.0.9条规定了抗浮设计作用效应组合系数,抗浮稳定性验算时,水浮力分项系数取1.0,确定抗拔桩数量时,水浮力作用效应采用标准组合,即水浮力组合系数取1.0。


▲《抗浮标准》3.0.9条——水浮力分项系数与组合系数


1.3          
抗浮结构重要性系数          


         


《抗浮标准》 7.1.8条规定了抗浮结构及构件结构设计时,不同抗浮设计等级采用的重要性系数。 《抗浮标准》编制组文件指出 结构及构件的 “结构设计”包括长度、配筋、裂缝等,此时才考虑重要性系数。


▲《抗浮标准》——抗浮结构重要性系数



 

     
2.抗浮系数对成本影响对比      

     

2.1          
工程概况          


         


本工程为上海住宅项目,地下室基本情况如下:

结构形式:钢筋砼框架;

层数及层高:地下一层,层高3.8m;

标准柱跨:8.1m×(4.75m+6.7m+4.75m);

荷载:顶板覆土按1.5m,地下室面层按100mm;

抗浮水位:取室外地面下0.5m;

桩型:抗压兼抗拔管桩。


2.2                    
对比方案          


         


本工程抗浮设计等级为甲级, 结构重要性系数与抗浮稳定安全系数按 抗浮标准 取值 ,软件不重复考虑,软件参数如下所示:


▲ YJK软件——抗浮稳定安全系数与结构重要性系数


由于部分设计认为算单柱下桩拔力时,水浮力计算要考虑 1.1重要性系数(具体软件执行为定义1.1水浮力组合系数), 故桩基对比方案采用 PHC500(100)-AB管桩和PHC400(95)-AB管桩分别考虑高水组合系数1.1和高水组合系数1.0,统计范围为2个车位+1个车道柱跨内桩基工程量。


水浮力计算考虑高水 1.1和高水1.0标准组合系数,软件参数如下:


         
         

▲ YJK软件——高水1.1和高水1.0标准组合系数


水浮力计算考虑高水 1.1标准组合系数,PHC500(100)-AB和PHC400(95)-AB相应抗拔桩布置如下:


         
PHC500(100)-AB (高水 1.1)                    
         
          PHC400(95)-AB(高水1.1)          


水浮力计算考虑高水 1.0标准组合系数,PHC500(100)-AB和PHC400(95)-AB相应抗拔桩布置如下:


         
PHC500(100)-AB(高水1.0)                    
         
          PHC400(95)-AB(高水1.0)          


2.3          
对比结果          


         


水浮力计算考虑高水 1.1标准组合系数:采用 PHC500(100)-AB大小跨均为一柱一桩; 采用 PHC400(95)-AB大跨为一柱两桩,小跨为一柱一桩;


水浮力计算考虑高水 1.0标准组合系数:采用 PHC500(100)-AB大小跨均为一柱一桩 ,桩长可减短 采用 PHC400(95)-AB大小跨均为一柱 ,即可满足要求


不同水浮力组合系数桩基经济性对比如下表:


▲ 不同水浮力组合系数成本对比表


由上表可知,高水 1.1标准组合系数,采用 PHC500(100)-AB 更经济;高水 1.0标准组合系数,采用 PHC400(95)-AB 更经济;而两者单方造价却相差近 1/3。由此可见,水浮力组合系数影响 桩基经济性选型结论 ,对抗浮成本影响很大。



 

     
3.抗浮系数取值合理性分析及建议      

     

3.1          
取值分析依据          


         


3.1.1  在《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019主要问题释义中(标准编制组出的文件),新抗浮标准对工程结构设计的影响问题举了一个例子。可以看出,抗浮设计等级甲级,水浮力计算及抗浮稳定性验算均未体现1.1组合系数或重要性系数。


▲《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019主要问题释义


3.1.2  2021年苏州市建设工程施工图设计审查疑难技术问题指导2.1条也明确了计算抗拔桩数量时并未要求执行该标准第7.1.8条重要性系数的规定,仅抗浮结构及构件设计时执行。


▲2021年苏州市建设工程施工图设计审查疑难技术问题指导


3.1.3  YJK软件执行情况:《抗浮标准》刚实施之际,YJK3.1.0版本,抗浮稳定验算时确实考虑了结构重要性系数,此处编制疑似有误。


▲ YJK3.1.0抗浮设计的结构重要性系数


而后续版本如 YJK5.2.1抗浮稳定验算已删除结构重要性系数 。即使设置高水分项系数 1.1, 抗浮稳定验算 也是 考虑高水分项系数 1.0的组合


▲ YJK5.2.1无抗浮设计的结构重要性系数、高水分项系数1.0


3.2          
合理取值建议          


         


《抗浮标准》7.1.8条指出抗浮结构及构件结构设计时,需要考虑重要性系数γ0,但此重要性系数γ0仅用于在抗浮梁板强度计算,重要性系数γ0是根据抗浮等级确定的,而抗浮稳定性计算时,由于已经考虑了抗浮等级系数Kw,因此不需要重复考虑;在计算水浮力和抗浮桩根数时,均采用标准值即组合系数1.0,更无需考虑重要性系数γ0。如抗浮系数选取不当,必将带来抗浮成本大幅上升。

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yj蓝天
2023年10月28日 08:52:44
2楼

资料不错,学习啦,谢谢楼主分享

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天地不言
2023年10月28日 09:36:42
3楼

《抗浮标准》 7.1.8条规定了抗浮结构及构件结构设计时,不同抗浮设计等级采用的重要性系数。 《抗浮标准》编制组文件指出 结构及构件的 “结构设计”包括长度、配筋、裂缝等,此时才考虑重要性系数。

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