结构优化和经济性(思路、流程及案例)

结构优化和经济性-思路、流程及案例青岛思瑞远建筑设计咨询有限公司2017.2.119.8.311结构优化规划、方案扩初、施工图19.8.312规划、方案•结构经济性评估•多专业控制19.8.313结构经济性：地震抗震等级:7度v.s.6度建筑体量建筑平面长、宽:v.s.建筑层数:11、18层v.s.25、33层混凝土材料混凝土等级混凝土量主控参数19.8.314主要控制参数：0204060805678抗震等级钢筋用量无锡魅力四期14层45kg/m2无锡魅力四期11层40kg/m2上海四季花城14层57kg/m2上海四季花城11层49kg/m202040608041118253239层数钢筋用量上海吴泾40kg/m2无锡魅力四期72kg/m249kg/m255kg/m20204060800.30.40.5混凝土量(m3/m)钢筋用量53kg/m245kg/m2上海吴泾19.8.315钢筋量评估：合理钢筋量=kexkdxkmx50kg/m2ke为地震调整系数kd为体量调整系数km为材料调整系数说明:•钢筋含量评估中,所采用的面积是总楼面面积(CFA)，其数值较建筑面积（GFA）高3%左右。•根据成本口的数据统计，框筒结构体系与剪力墙体系的经济指数相差很小。19.8.316钢筋量评估：建筑体量28m35m塔式住宅，30层42m15m板式住宅，30层6度抗震40kg/m255kg/m27度抗震50kg/m265kg/m219.8.317结构方案经济性监控多专业结构经济性控制评估合理钢筋用量结构经济性监测建筑专业-建筑体量规划专业-建筑层数施工专业-混凝土材料结构的优化方案结构方案设计19.8.318扩初、施工图•结构设计优化安全性舒适度19.8.319结构性能规范安全性：•楼面荷载承载力•结构抗侧力•风•常遇地震舒适度及耐久度：•楼面变形•楼板震动、隔音•楼板及墙体裂缝国家规范强制条文19.8.3110结构优化思路结构定义/选型荷载取值结构整体稳定性构件尺寸构件配筋结构经济性数据从结构的整体性出发，通过有效的材料分布，来实现结构优化。19.8.3111结构优化思路上部结构的设计及荷载取值将影响地下室及基础设计上部塔楼±00地下室基础19.8.3112案例1：合肥皖安19.8.3113合肥皖安42m15.5m混凝土量(m3/m2)钢筋含量(kg/m2)0.45680.48640.506134层户型:140+90m2进深=15.5米七度抗震设防区混凝土量结构自重基础造价方案阶段结构经济性初步评估19.8.3114合肥皖安在2KM为半径的主导风向，范围内：建筑物平均高度不大于9m时为B类，建筑物平均高度9－18m时为C类，平均高度大于18m时可取D类。项目地处合肥市区，建议风荷载地面粗糙度应由原来设计中的B类改为C类。风荷载取值：设计风载可以降低30%。19.8.3115合肥皖安混凝土保护层的减少,能够减少板配筋15%左右.混凝土保护层：19.8.3116合肥皖安地库底板基础低板均安Ø16@200设计，过于保守，应该按照不同的板跨进行调整，使底板配钢节省30%左右。19.8.3117合肥皖安钢筋含量：67kg/m258kg/m219.8.3118案例2：上海地杰19.8.311918层一梯二单体设计中剪力墙的设计未考虑活载折减，取值过大。活荷载取值：设计活载可以降低25%。层数折减系数11.002--30.854--50.706--80.659--180.6019.8.31201.5m18层一梯二单体结构上做到双拼，并且在凹曹处加上连接板，可以使得结构刚度增加，从而可以减少结构墙体，减少外墙面PC量，增加建筑使用率。有助于设计经济性的提高。结构选型：19.8.312125层一梯二单体楼板配筋：根据规范要求,断开楼板上层配筋,降低钢筋含量.19.8.312218层一梯二单体布桩系数取值较规范值高20%，桩长可减少10%左右。基础设计：19.8.3123地杰项目结构优化汇总明细混凝土量(mm3/m2)钢筋量(kg/m2)荷载取值风载优化及活荷载折减-35-4.0结构选型结构双拼接-15-2.5结构配筋楼板配筋--1.0总计-50-7.5基础设计布桩系数的合理取值桩长平均可以降低10%.可见，从结构整体性上得到的经济性优化，要较纯粹的构件的优化来得更加有效且合理。19.8.3124地杰项目结构优化汇总(预估)混凝土量(mm3/m2)钢筋量(kg/m2)合理值优化前优化后优化量合理值优化前优化后优化量400420370-13%596456-14%19.8.3125案例3：地杰地下车库19.8.3126地库结构选型：无梁大板方案350主次梁方案600X400600X400700X5001508100810019.8.3127地库结构选型：结构方案无梁大板方案主次梁方案混凝土量(m3/m2)0.420.39钢筋含量(kg/m2)3632施工简易度施工简单,省却大量模板搭建。一般土方开挖较主次梁方案少0.3m3/m2一般19.8.3128案例4：其他基建19.8.3129坡道上下主筋：18@100500方案一：大板150典型梁尺寸：550x250梁主筋：4Ø20板主筋：8@200方案二：梁-板坡道面积：1500~1700m219.8.3130坡道结构选型：结构方案大板方案梁-板方案混凝土量(m3/m2)0.450.35钢筋含量(kg/m2)0.390.29施工简易度施工简单,省却大量模板搭建。一般19.8.3131总结方案设计充分结构定义正确结构布置合理构件配筋细致19.8.313219.8.3133