关于体育馆及小学校工程结构设计方案说明

   体育馆和小学校工程现已开展设计工作，因体育馆属于大跨度结构，常规混凝土结构设计不能满足变形、抗裂和裂缝宽度等规范限制，影响结构正常使用极限状态使用要求，我方认为需要采用特殊结构形式，现就相关结构设计方案说明如下：

1、对于大跨度结构，一般有以下几种结构形式选择：预应力混凝土结构、钢结构、钢骨混凝土结构；

2、体育馆工程采用特殊结构形式时，主要应用于框架梁柱部分，不应用于楼板、墙体中，其中预应力混凝土结构只应用于大跨度梁部分，如游泳池24米跨、过街楼20米跨、体育馆二层16米跨处，除特殊情况外，一般不需要对其它框架构件进行预应力设计，也就不增加其它结构构件的造价；而采用钢结构或钢骨混凝土土结构方案，从结构整体协调角度出发，需要全楼做相关设计，否则会造成结构在地震作用下发生差异部位地震力集中问题，这就需要体育馆中常规跨度梁（一般为8米跨）和全部框架柱采用钢结构形式，结构造价增加太多（造价说明见后面说明）；

3、采用预应力结构方案可以保持大跨度梁混凝土处于不开裂工作状态，减少因混凝土裂缝开展造成的结构刚度退化几率，对结构的整体安全性有积极作用；对于游泳池大跨度梁，混凝土处于不开裂状态可以减少池水中氯气对钢筋的腐蚀作用。而钢骨混凝土从设计原理上是不能解决混凝土部分出现裂缝的问题，依然存在结构刚度退化等问题；相对而言，采用预应力方案是主动应对混凝土开裂、减少梁挠度的结构形式，而非预应力方案是被动应对结构形式，结构长期刚度退化也就减少了结构安全储备。

4、在设计上预应力钢筋为替代原结构中部分普通钢筋并解决变形、裂缝问题，在整体计算上仍属于混凝土结构形式，只是施工阶段增加预应力施工工序，对混凝土施工影响较小。如果采用钢结构方案，因地下室必须采用混凝土结构，需涉及钢结构和混凝土两种结构形式，在施工上增加施工难度，特别是钢骨混凝土结构涉及钢骨间穿插钢筋，需要两个工种配合施工，对施工质量要求较高；

5、材料费用情况如下：预应力钢筋造价大约为15000元/吨，普通钢筋造价约为5000~6000元/吨，因为预应力筋是替代原有普通钢筋，大约一根7束钢铰线相当一根直径25的钢筋，预计大跨度梁每延米增加造价100~500元，按8米柱网分摊，每平米增加造价为20~70元。钢结构造价大约为8000~14000元/吨（根据加工难度和施工跨度有关），如采用钢结构形式，如按每平米80公斤计算，单纯钢结构每平米造价约为700元~1100元，再增加防火造价约为每平米200~400元，其经济性不如预应力混凝土方案。如采用钢骨混凝土方案，除混凝土自身造价外，按纯混凝土用钢量一半计算，仍增加每平米350元~550元造价，实际设计中用钢量应该比这个数值要高。

6、从施工角度出发，体育馆虽然层高较高，但主体结构仅两、三层，钢结构施工速度较快的优势在本工程中是不存在的；

7、小学校工程结构形式采用普通混凝土框架结构，有部分教室的开间为8.0X7.8米，采用普通混凝土楼板，板厚约为180~200mm，楼板自重约为4.50~5.00kN/m²，如果能采用空心楼板设计，楼板空心率约为30%~35%，结构自重将会减轻，楼板自重降低至3.20~3.50kN/m²，这样对于结构在地震作用时是非常有利的，考虑本工程为学校建筑，我方建议采用该种楼板，涉及约30间教室，面积约为1850平米，请建设方考虑是否采用该设计方案。