结构成本优化设计技术要点和方法

、结构成本控制的意义 控制结构成本，并不会导致结构的安全储备的降低，而是要取消掉其中的无效 成本。 结构成本的降低是指通过积极化的设计，在保证工程质量的同时去除无 效的结构成 本，以达到最小的投入产出比。二、结构成本控制的管理思路及方法 结构成本控制必须贯穿整个设计和策划的全过程，包括前期论证及策划阶段的 地质情 况调查、规划阶段的初勘、方案阶段的结构介入、扩初阶段对结构方案 的优化、施工 图阶段给设计院灌输成本意识及施工图配合阶段变更、签证的管 理。（一）设计院的选择（主要指扩初设计和施工图设计阶段）1、更应注重对设计团队的选择，而不是对设计院的选择。2、培养能长期合作的战略伙伴，但必须不只一家。3、分阶段进行设计成果的后评估。4、注重专业负责人的选择。（二）设计费的合理取值 设计费可略高于当地的平均水平值、略高于设计院的心理预期，对于调动设计 院的积 极性，保证设计质量行之有效。（三）设计周期的合理确定 对于一个项目来说，设计周期越短越好，因此要在保证质量、不增加成本的前 提下， 尽量缩短设计周期，这就需要在决策导向上予以保证，并合理利用工序 的前置和搭接 时间，积极推广标准化设计；另外，要想快，创新点就要尽量少（四）设计过程中必须控制的关键环节1、结构体系的确定及主要平面布置图2、基础的选型及设计图3、电算模型及计算系数的取值4、地下室的布置及样板配筋图5、标准层的布置及截面配筋图6、结构转换层的布置及配筋层图03 三、事前控制的要点（一）限额设计（合同的引入及应用）1、限额的内容应该是那些可控的、易离散的。如钢筋和砼的含量，停车位 的面 积等）2、限额的数值应比市场水平略低3、限额的弹性具体项目允许适当的调整范围4、双赢的思想奖罚分明（二）必须重视和提前输入的技术原则1、结构设计统一技术措施2、结构设计总说明3、标准构造做法（三）施工图审查公司选择1、沟通时机尽早沟通达成共识，避免大的设计修改和返工。2、沟通内容注重在规范的边界或有争议处，如超限的判断、裂缝宽度、短 肢墙 体系的定义、配筋等。（四）对一些垄断部门 供电、供水、燃气、规划、人防、审图等，可以作 为外 部的资源，要及早适时地引入。04 四、结构设计管理流程（一）灌输意识： 向设计院灌输成本意识，沟通并提出成本要求。（二）事前控制： 完成统一技术措施，并与设计院沟通、相互补充、达成一致。（三）过程控制（优化方案）： 设计院进行结构布置、计算，基础进行双方案 比 较，双方沟通、达成一致，结构布置基本确定；（四）样板配筋图： 设计院完成样板配筋图，双方沟通、达成一致；（五）绘制施工图： 设计院按双方确认的样板配筋图设计；同时报给审图公司 进行 审查；（六）正式施工图： 设计院根据反馈意见，沟通、修改，最终出正式施工图纸。 五、结构成本控制的技术关键点及方法（一）层高的控制方法1、控制层高的意义：可以减少结构成本、其他土建成本、设备及运营成本。层 高对 成本影响的参考值：上部结构的层高每减少 100mm 可减少成本 30 40 元 /卅。地下室可能还会再高些。2、控制的方法（1） 上部结构梁高：可取跨度的 1/12 1/18。（ 2）对地下室建筑，在合同中要求设计院做每一层的综合管线图，来进行优化 与 协调。经此优化，可减少净高约 200mm。3）对于梁与管线的少数矛盾处，还有以下方法供考虑： 采用变截面梁，局部减少梁高度。 在梁中预埋管或留洞。（ 4）对地下室建筑，采用无梁楼盖。（二）结构超限的控制方法1 、遇有结构超限时，必须进行权衡，分析其投入产出比。2、尽量协调其他措施，避免出现严重的结构超限情况。3、不可避免时，应引入必要的外部资源，提前解决。（三）建筑高宽比的控制 建筑层数越多，高度越高，风荷载及地震荷载就越大。 控制尽量不要超出规范 限值太多。 对于不同地区，高宽比超限增加的成本也不同， 主要的影响因素 有：超限程度、风荷载、地震力。（四）控制好基础的选型及设计合理性的方法1、及时组织对地基基础方案设计进行评审，控制好基础的选型。2、用设计院提供的桩（或基础）的总反力与总竖向轴力设计值的比值，进行合 理 性的快速判断。比值在 1.15 是比较合适的。3、控制好柱底内力的取值（不一定要取 Nmax）。4、控制好桩承载力的利用率（如 400 桩、500 桩的承载力与轴力的配合问题）5、控制好基础类型的归并（不能归并的太多）。6 对于非软弱土且承载力不小于 12 吨/卅时，可作为支撑地下室底板或筏板的 自重考 虑。（五）控制好结构梁的布置方式1、在 8.1 X 8.1米的柱网下，地下室顶盖及屋顶花园应采用井字梁布置方式； 对 于标准层等受荷较小的柱网优先考虑平行、十字梁。2、对于住宅标准层结构，当墙的长度不大于 3 米，厚度小于 120, 板为构造配 筋 时，尽量不设小梁。六）控制好梁的配筋方式1、框架梁的通长负筋配置，应避免采用粗大钢筋全梁贯通，而小直径的钢筋配 置更 节约。2、主次梁相交处，很多是没必要配吊筋的，只需设置附加箍筋。（七）控制好剪力墙的布置方式 1、控制好剪力墙长度，使其尽量不成为短肢剪力墙。建议的最优化长度为：其 宽度 的 8 倍+100。2、当剪力墙高厚比超过规范构造要求时，经过高规附录 D 的公式验算，大 部分墙不需比标准层加厚或加厚一点即可满足要求。3、剪力墙尽量布置在外侧，其抗扭转作用更好。剪力墙尽量少布置，只要满足 位移 比限制就行了。（八）控制柱的布置方式1、多用方柱，不用或慎用异形柱。2、采用方柱时应注意：设在门的背后；设在与内隔墙相连的位置；设在与建 筑立面结合或不影响建筑的位置。（九）控制好柱配箍率的计算方法及柱的配筋方法1、规范规定：柱的体积配箍率应按砼单位长度范围内箍筋体积除以该范围内砼 核芯 区内的体积。而不是柱的横截面积计算。2、柱子按计算配筋时，程序对 X 向丫向均有配筋面积要求，应在满足计算配筋 量的 要求下，尽量减少总配筋，如尽量加大角筋的配置，同时也加大了结构的 安全度。（十）控制好楼板的厚度1. 普通 3米跨度以内的楼板可 tjZ 80-100mm.2、普通 3 4米跨度的楼板可取 100mm.3 A客厅处异羽人板可取12018伽血4*普通屋面板不小于 120mm05、管线密集处可取 120nune6 嵌固端地下室顶板可取180m m.罪嵌固端地下室顶板可取lGOmirio（十一）控制好建筑的地下室及屋顶找坡的方法1、对地下室顶板及屋面如采用建筑找坡，尽量采用双坡2、对于大面积的地下室顶板，建议采用结构找坡。3、对大面积的地下室地坪建议：地坪为50 60 厚素砼地坪即可；在车库 坡道 处设多道截水沟，并在入口处设向外的泛水坡。（十二）控制设计荷载的取值1、地下室顶板活荷载 由于活荷载不是同时施加的，当设计填土厚度为 1米时，考虑如下：第 1阶段, 施工阶段填土 500厚进行保护，施工活荷载为1吨/卅；第 2阶段，使用阶段填 土 1000厚，使用活荷载为 0.4吨/卅；计算时取其大者即可。（未考虑消防车 荷载）2、外墙荷载应扣除门窗的影响。（设计院常不扣）3、内墙荷载取值：对于可能采用的轻质材料要提前确定，以防止设计院预留量 过 大。4、对于有内隔墙的楼板：隔墙每延米重量的 1/3 加到楼面活荷载内即可。（十三）控制风荷载的取值1、大多数高层建筑的计算周期和位移都是由风荷载起控制作用；而地面粗糙度 类别 对风荷载有很大影响，在计算时要用发展的眼光关注取值的合理性，尽可能的取C或 D 类。2、规范规定：高度大于60M的高层建筑，风荷载的取值按100年一遇考虑，比50 年一遇的风荷载取值大很多，而高层住宅的结构合理使用年限为 50 年，所 以在设计计算中，控制位移时风荷载按 50 年一遇考虑，内力部分配筋时风荷载 按 100 年一遇考虑。（十四）控制结构程序计算时电算系数的取值K梁的弯矩放大系数一-LO （不放儿2. 梁的扭矩折减系数一-0.4 （规范 0.4-L0）o3. 梁部分是否简化为刚域一-应简化为刚域口4. 钢筋栓容重-取 2628 吨/曲5. 连梁刚度折减系数-0.6 （规范 0. 6-1.0）.6. 墙、 柱*基础计算是否考虑了活荷载的折减-一应折减7. 地下宅外墻足否按压弯构件计算一-应按压弯构件。8. 荷载的取值是否有不合理的放大。十五）钢筋材料的选择要求 对于梁、柱、墙建议如下： 直径6 8时，采用I级圆钢（HPB235。 直径10时，采用U级螺纹钢（HRB335。 直径12及以上时，采用新川级螺纹钢（HRB400。 如有小直径的新川级螺纹钢，建议全部采用（施工也方便）。（十六）砼标号的选择要求1、普通的结构梁板砼标号一般为C2O C25即可2、受力较大的梁板砼标号可采用C30 （如地下室底板、顶板、屋顶花园的楼板等）。3、剪力墙、柱砼标号应按轴压比控制，并使尽量接近轴压比上限的规定，同时又 使绝大部分竖向构件为构造配筋。4、结构转换层梁板宜采用高标号，如当地施工质量有保障，可采用 C50及以上 标号。（十七）对地质勘察报告的要求1、应提供多个方案选择的可能，供设计院作经济比较。2、关注承载力的取值建议。另外，不应给取值范围，因为设计院往往会保守地取其小值。3、抗浮设计的水位标高应尽量取低值。4、有条件时要提出最低设计水位。5、钻孔深度可尽量深点，探明地质情况以便减少风险。（十八）图纸设计时归并的把握归并的越细，成本就会控制得越好-精细化设计。六、保证工程质量的技术关键 点在优化结构成本的同时应该保证工程质量，减少业主投诉。（一）两个原则1、对客户最为关注的质量焦点，必须提高成本的投入。2、对客户不关注的质量问题，必须加强成本的控制。（二）提高哪些关键成本可以 大幅减少客户的投诉1、楼板的配筋-端跨、管线密集处、屋面板、大跨度的单向 板的长方向钢筋应加强。2、较长剪力墙的水平钢筋-墙长大于2.5米时，钢筋应适当加强3、地下室侧墙的水平钢筋 - 用小直径的钢筋，小间距的配置在 最外侧4、砌体的裂缝 - 主要加强现场施工管理。5、门窗、外墙及楼、屋面板的渗漏 - 主要加强施工管理。6、悬臂板、悬臂梁的截面及主要受力钢筋应适当加大。7、荷载不明确的部位，设计应有所加强。