造價(jià)預(yù)算建筑工程設(shè)計(jì)優(yōu)化案例

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某高層剪力墻住宅，七度設(shè)防，二類場(chǎng)地。地上18層，高度78.5米，裙房4層高度12.5米。地下一層深度6.0米，總建筑面積2.3萬(wàn)㎡。原設(shè)計(jì)含鋼量為66.4公斤/平方。業(yè)主將原設(shè)計(jì)圖紙拿到我院后，經(jīng)過(guò)我院的分析，原設(shè)計(jì)存在如下問(wèn)題：
（1）、根據(jù)建筑使用功能的要求，使的建筑物平面不規(guī)則。原設(shè)計(jì)單位又無(wú)法合理的調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度的布置，初步一看，剪力墻布置的好象是規(guī)則，但從計(jì)算結(jié)果來(lái)分析，此結(jié)構(gòu)被布置成了一個(gè)不規(guī)則結(jié)構(gòu)（表現(xiàn)為：第一周期扭轉(zhuǎn)；非偶然偏心下位移比超1.4）。造成上述情況的原固是，原設(shè)計(jì)人員對(duì)于結(jié)構(gòu)的均勻?qū)ΨQ布置的要求只是表面上的理解，不是根據(jù)建筑物自身動(dòng)力特點(diǎn)布置剪力墻。
（2）、由于上述的剪力墻布置的不合理，使得設(shè)計(jì)人員必須設(shè)置大量的剪力墻來(lái)滿足規(guī)范對(duì)指標(biāo)的要求。剪力墻的過(guò)多設(shè)置，又使得建筑物的周期縮短、剛度變大，地震力也隨之放大很多。
（3）、大量剪力墻的墻體過(guò)厚（350mm）。由于剛度布置的不合理，又采用硬抗的辦法，所以在一些部位產(chǎn)生了應(yīng)力集中，使一般厚度的墻體超筋，只能加厚剪力墻厚度了。
（4）、還是由于剪力墻布置的不合理，造成了大量連梁超筋，為解決連梁超筋（無(wú)法通過(guò)減小截面面積或加大截面面積的辦法解決），只能提高混凝土標(biāo)號(hào)（達(dá)到了C45），來(lái)解決超筋問(wèn)題了。
（5）、上部剪力墻過(guò)多，造成自重過(guò)大，使的基礎(chǔ)地板配筋達(dá)到了φ22＠100。
優(yōu)化后的結(jié)果：
（1）、根據(jù)建筑物自身的特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)機(jī)理，重新的進(jìn)行剪力墻布置，使建筑物的剛度布置符合其動(dòng)力特性。
（2）、在合理的布置結(jié)構(gòu)剛度的基礎(chǔ)上，減少不必要的剪力墻
（3）、由于剪力墻的重新合理布置，解決了局部應(yīng)力集中的問(wèn)題，可以減薄墻體（改為200mm厚）。
（4）、剪力墻的重新合理布置，使超筋的連梁不再超筋了，將砼標(biāo)號(hào)降低到了C30。
（5）、對(duì)基礎(chǔ)重新優(yōu)化計(jì)算，將底板配筋由φ22@100降為φ18@150。
優(yōu)化后的結(jié)果：含鋼量由66.4公斤/平方 下降為42.2公斤/平方僅鋼筋一項(xiàng)可節(jié)約投資 2.3×(66.4－48.2)=418噸 約200萬(wàn)元。原設(shè)計(jì)的66.4公斤/平方的鋼筋含量，初看起來(lái)也不算很高，但是原設(shè)計(jì)存在了很大的安全隱患（第一周期扭轉(zhuǎn)）。通過(guò)我們的優(yōu)化，降低了含鋼量，又消除了安全隱患，使我們感到非常的欣慰。通過(guò)本工程的優(yōu)化，我們感覺(jué)到，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)看起來(lái)很簡(jiǎn)單，減少一些墻體、降低一下標(biāo)號(hào)，但是實(shí)際上是遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有這么容易，取得最優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果的前提是，1）要有深厚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)，2）對(duì)建筑物受力特點(diǎn)能夠清晰把握，3）豐富的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這些因素缺一不可。
某高層剪力墻住宅，八度設(shè)防，三類場(chǎng)地。地上32層地下1層，并與兩層裙房和地下1層車庫(kù)相連。該建筑物高度98.45米，裙房高度8.45米。地下一層深度5.0米，建筑面積為2.5萬(wàn)平方米。原設(shè)計(jì)含鋼量為75.2公斤/平方。受業(yè)主委托,對(duì)此項(xiàng)目進(jìn)行了仔細(xì)的分析,發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題：
（1） 主樓剪力墻設(shè)計(jì)的不合理，沒(méi)有加強(qiáng)關(guān)鍵部位，而是全面加大剪力墻的布置總量，使得墻的總數(shù)很多，但是位移才剛能滿足規(guī)范要求。原設(shè)計(jì)人員認(rèn)為自己設(shè)計(jì)的并不保守，因?yàn)槲灰疲?/1024），剛能滿足規(guī)范要求（1/1000）。但是他沒(méi)有看到全樓的剪力墻數(shù)量過(guò)多，剛度極大，造成的地震反應(yīng)的加大。
（2） 主樓與裙房連接設(shè)計(jì)的不合理，造成了裙房的抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的不合理，使得裙房的抗震等級(jí)過(guò)高。
（3） 裙房和地下車庫(kù)選擇了筏板的基礎(chǔ)形式。
優(yōu)化后的結(jié)果：
（1） 針對(duì)上述情況我院對(duì)該項(xiàng)目的剪力墻重新進(jìn)行了布置，對(duì)除了關(guān)鍵部位加強(qiáng)外，大大的減少了剪力墻的數(shù)量，反而是位移比原設(shè)計(jì)更理想了（1198）。
（2） 重新設(shè)計(jì)了主樓與裙房的連接，降低了裙房的抗震等級(jí)。
（3） 將裙房和地下車庫(kù)的基礎(chǔ)形式改為獨(dú)立柱基加抗水板。
優(yōu)化后的結(jié)果：本工程的含鋼量由75.2㎏/㎡降到了56.7㎏/㎡。僅鋼筋一項(xiàng)可節(jié)約投資 2.5×(75.2－56.7)=462噸 約220萬(wàn)元。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，原設(shè)計(jì)除了一些表面的人為放大配筋的因素外，最主要的就是原設(shè)計(jì)人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)結(jié)構(gòu)原理和規(guī)范的把握不深，造成了不必要的浪費(fèi)。
某工程99.5米,框支剪力墻結(jié)構(gòu),地上30層地下2層,轉(zhuǎn)換層位于第三層,基礎(chǔ)采用的鉆孔灌注樁,樁筏基礎(chǔ),樁數(shù)196根,筏基厚度1.45米。接到業(yè)主委托后，我院對(duì)厚方案進(jìn)行重新的計(jì)算與分析。厚建筑設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題有：
（1）轉(zhuǎn)換層以上的剪體數(shù)量較多，使上下剛度比不好。采集者退散
（2）基礎(chǔ)的計(jì)算采用滿布樁基，且筏基厚度過(guò)大，構(gòu)造配筋過(guò)大。
進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)：
（1）適當(dāng)減少轉(zhuǎn)換層以上的剪力墻數(shù)量，總部分重新進(jìn)行了布置，使轉(zhuǎn)換層以上剛度適當(dāng)減少，調(diào)整了位置，取消了全次梁轉(zhuǎn)換情況，
（2）在調(diào)整完上部結(jié)構(gòu)著重對(duì)基和基礎(chǔ)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)：
（a）將樁數(shù)為后壓力注漿。
（b）將樁筏改為樁下臺(tái)加拉梁。
（c）將筏板改為450mm厚的抗水板。
此基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案是以變剛度調(diào)平理論為基礎(chǔ)，新的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式之一。優(yōu)化后的結(jié)果：僅樁數(shù)就由196根下降為109根，筏基由1.45米改為0.45米，僅基礎(chǔ)一項(xiàng)就節(jié)約造價(jià)一百多萬(wàn)元。新理論新技術(shù)的使用是確保設(shè)計(jì)合理經(jīng)濟(jì)的，強(qiáng)有力的手段