结构优化和经济性思路流程及案例

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。
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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
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±00
地下室
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基础
案例1：合肥皖安
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合肥皖安
方案阶段结构经济性初步评估
15.5 m
42 m
七度抗震设防区 进深 = 15.5 米
34 层 户型: 140 + 90 m2
202混0/4凝/7 土量 结构自重 基础造价
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合肥皖安
风荷载取值：
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。
58 kg/m2
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案例2：上海地杰
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18层一梯二单体
活荷载取值：
设计中剪力墙的设计未考虑活载折减， 取值过大。
层数 1 2--3 4--5 6--8 9--18
折减系数 1.00 0.85 0.70 0.65 0.60
ห้องสมุดไป่ตู้
设计活载可以降低25%。
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钢筋量评估：
合理钢筋量 =
ke x kd x km x 50 kg /m2
ke 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。
2020/•4根/7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。
•结构设计优化
安全性 舒适度
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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
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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
结构经济性 数据
构件配筋
结构优化
规划、方案 扩初、施工图
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规划、方案
•结构经济性评估 •多专业控制
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结构经济性：主控参数
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主要控制参数：
钢筋用量
80 60 40 20 0
5
无锡魅力四期14层 45 kg/m2
无锡魅力四期11层 40 kg/m2
上海四季花城14层 57kg/m2
上海四季花城11层 49 kg/m2
6
7
8
抗震等级
钢筋用量
80
60
上海吴泾 55 kg/m2
49 kg/m2
无锡魅力四期
40
40 kg/m2
20
72 kg/m2
0
4
11
18
25
32
39
层数
80
钢筋用量
60
53 kg/m2
40
上海吴泾
45 kg/m2
20
0
2020/4/07.3
0.4
0.5
4
混凝土量 (m3/m)
设计风载可以降低30%。
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合肥皖安
混凝土保护层：
2020/4/7混凝土保护层的减少,能够减少板配筋15%左右.
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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。
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合肥皖安
钢筋含量：
67 kg/m2
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18层一梯二单体
基础设计：
布桩系数取值较规范值高20%，桩长可减少10%左右。
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地杰项目
结构优化汇总
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
2020/4/得7 更加有效且合理。
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地杰项目
结构优化汇总 (预估)
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案例3：地杰地下车库
18层一梯二单体
结构选型：
1.5 m
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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。
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25层一梯二单体
楼板配筋：
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根据规范要求,断开 楼板上层配筋, 降低 钢筋含量.
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结构选型：
地库
700 X 500 150 8100
8100 600 X 400 600 X 400
350
2020/4/7 无梁大板方案
主次梁方案
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结构选型：
地库
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案例4：其他基建
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坡道
方案一：大板
方案二：梁-板
500
上下主筋：18@100
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钢筋量评估：建筑体量
28 m 15 m
35 m
塔式住宅， 30 层
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42 m
板式住宅，30层
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结构方案经济性监控
建筑专业 -建筑体量
规划专业 -建筑层数
结构方案设计 结构经济性监测 评估合理钢筋用量
结构的优化方案
多202专0/4/业7 结构经济性控制
施工专业 -混凝土材料
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扩初、施工图
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坡道面积：1500 ~ 1700 m2
150
典型梁尺寸：550 x 250 梁主筋：4 Ø 20 板主筋：8@200
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结构选型：
坡道
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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
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