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造價員經驗交流:造價預算建筑工程設計優化案例(一)

2020.02.01

發布者:網上發布

某高層剪力墻住宅,七度設防,二類場地。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㎡。原設計含鋼量為66.4公斤/平方。業主將原設計圖紙拿到我院后,經過我院的分析,原設計存在如下問題:
(1)、根據建筑使用功能的要求,使的建筑物平面不規則。原設計單位又無法合理的調整結構剛度的布置,初步一看,剪力墻布置的好象是規則,但從計算結果來分析,此結構被布置成了一個不規則結構(表現為:第一周期扭轉;非偶然偏心下位移比超1.4)。造成上述情況的原固是,原設計人員對于結構的均勻對稱布置的要求只是表面上的理解,不是根據建筑物自身動力特點布置剪力墻。
(2)、由于上述的剪力墻布置的不合理,使得設計人員必須設置大量的剪力墻來滿足規范對指標的要求。剪力墻的過多設置,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,所以在一些部位產生了應力集中,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(無法通過減小截面面積或加大截面面積的辦法解決),只能提高混凝土標號(達到了C45),來解決超筋問題了。
(5)、上部剪力墻過多,造成自重過大,使的基礎地板配筋達到了φ22@100。
優化后的結果:
(1)、根據建筑物自身的特點和運動機理,重新的進行剪力墻布置,使建筑物的剛度布置符合其動力特性。
(2)、在合理的布置結構剛度的基礎上,減少不必要的剪力墻
(3)、由于剪力墻的重新合理布置,解決了局部應力集中的問題,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,將砼標號降低到了C30。
(5)、對基礎重新優化計算,將底板配筋由φ22@100降為φ18@150。
優化后的結果:含鋼量由66.4公斤/平方 下降為42.2公斤/平方僅鋼筋一項可節約投資 2.3×(66.4-48.2)=418噸 約200萬元。原設計的66.4公斤/平方的鋼筋含量,初看起來也不算很高,但是原設計存在了很大的安全隱患(第一周期扭轉)。通過我們的優化,降低了含鋼量,又消除了安全隱患,使我們感到非常的欣慰。通過本工程的優化,我們感覺到,結構的優化設計看起來很簡單,減少一些墻體、降低一下標號,但是實際上是遠遠沒有這么容易,取得最優化設計結果的前提是,1)要有深厚的結構設計理論基礎,2)對建筑物受力特點能夠清晰把握,3)豐富的設計實踐經驗,這些因素缺一不可。

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