结构设计中如何控制结构成本讲解

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结构成本:470~1050元/m2,平均750元/m2 (未考虑模板、基坑支护、施工措施等的费用)
设计过程中必须控制的关键环节有哪些?
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. 标准单元的梁板截面及配筋图 5. 地下室的布置及梁板配筋图 6. 结构转换层的布置及配筋图
结构成本控制的技术关键点
• 如何控制剪力墙的厚度取值?
高规7.2.2条:底部加强层剪力墙厚度不小于层高 或剪力墙无支长度的1/16(一、二级抗震等 级)或1/20(三、四级抗震等级)。
底部商业、底层假复式住宅或架空层层高较高, 按此规定,墙厚必须增加较多,同时变成短 肢剪力墙,配筋进一步大幅增加。
1.本分析表中各指标测算所用面积按初查丈面积,其中不含架空层面积 注: 2.本分析表中外立面开窗率为参考值
结构含钢量优化目标值
结构含钢量优化目标值
建筑类型
结构部位
各地区含钢量优化目标值(kg/m2) 北京、西安 上海、天津 深圳、珠海、广州 武汉、东莞、宁波
普通多层住宅及公寓
上部结构
48
47
40
39
对策:按高规附录D验算墙体稳定性。
结构成本控制的技术关键点
• 异形柱结构中应注意的事项?
1. 异形柱结构会增加成本5~10%。 2. 异形柱结构降低结构的安全度。 3. 是否可以少用异形柱,多用方柱?
结构成本控制的技术关键点
• 柱子纵向钢筋的配置技巧
• 当柱子按计算配筋时,程序对X向及Y向均有配 筋面积要求,如何在满足计算配筋量要求的前 提下尽量减少配筋量?
结构成本控制的技术关键点
• 如何判断桩基础的总量是否合理?
总承载力/总荷载=1.1~1.3 (一柱一桩的灌注桩取小值,多桩承台的管
桩取大值)
荷载估算:框架结构 12~15KN/m2 框剪结构 13~16KN/m2 剪力墙结构 15~18KN/m2 框筒结构 14~16KN/m2 地下室结构 20~25KN/m2
结构成本控制的技术关键点
• 剪力墙的布置与成本的关系
问:如何优化剪力墙布置的位置? 答:尽量布置在两端或周边,内部和中间位置减少布置 。 问:如何优化剪力墙的数量? 答:按50年风荷载计算位移。 问:如何优化剪力墙的长度? 答:剪力墙太长,结构本身成本增加,同时又使地震力增
加;短肢剪力墙抗震性能不好,构造配筋成倍放大, 成本也会增大。 问:程序对长度小于600的翼缘配筋是否合理? 答:手算复核或将翼缘尺寸加大到700以上。
1. 超限审查导致设计周期延长 2. 超限导致抗震等级提高 3. 薄弱部位加强导致含钢量提高
实例:某项目由于超限,含钢量达145kg/m2,增
加造价约400元/m2
结构成本控制的技术关键点
• 高宽比超限的影响
1. 高宽比超限不属于超限审查的范围 2. 高宽比超限导致结构成本提高,提高的
幅度随地域的不同而不同
9 10 33层住宅 56780.51 11
平均钢筋含量 平均砼含量 外立面开窗率
KG/M2 M3/M2 M2/M2
57.00 0.43 0.38
45.93 0.41 0.36
设计值低于限额值19.42% 节约钢筋610T 设计值低于限额值5.08% 节约混凝土1210M3 设计值低于限额值5.26% 节约铝窗1115M2
• 结构梁按新Ⅲ级螺纹钢 • 墙柱按Ⅱ级螺纹钢(一般由构造控制) • 楼板钢筋优先选冷轧带肋钢筋
结构成本控制的技术关键点
• 混凝土强度等级对成本的影响
• 市场价格:C20:277元/m3;C25:296 ;C30:315;C35:
332;C40:362;C50:400。
每增加一级,单价提高5~8%
1. 结构设计优化的关键点 2. 结构荷载取值优化的关键点 3. 结构电算结果优化的关键点 4. 勘察报告结果优化的关键点 5. 结构材料选择优化的关键点 6. 结构设计精细化管理的关键点
施工图设计阶段主要限额设计指 标分析表
施工图设计阶段主要限额设计指标分析表
工程名称:金地梅陇镇花园(二期)施工总承包工程
结构成本控制的技术关键点
• 设计荷载的取值(二)
• 风荷载取值对成本的影响 1、地面粗糙度类别:A、B、C、D
A与B间最大相差24% B与C间最大相差54% C与D间最大相差45% 要用发展的眼光对待,但要考虑当地审图要求。 2、规范规定:高度大于60M的高层建筑,风荷载的 取值可按100年一遇考虑。 位移……50年一遇 受力……100年一遇
• 以500X500方柱配筋为例,每边配筋面积12。 1. 习惯配筋方式:12Ф 20。 2. 另一种配筋方式:4Ф 25+4Ф 18。 两种配筋方式都正好满足计算要求,但钢筋用量相
差17.5%!
结构成本控制的技术关键点
• 楼板的厚度对成本的影响
• 标准层楼板厚度对荷载的影响程度? • 标准层楼板厚度对板配筋的影响程度? • 标准层楼板厚度对地震力的影响程度? • 标准层楼板厚度对梁、柱、墙配筋的间接影响? • 标准层楼板厚度对基础的间接影响?
且>As/4;为三、四级时,可配成>2Ф12 。 问:住宅标准层梁宽为200或250时,梁支座负筋采用大直
径还是小直径钢筋? 答:小直径,角筋兼做通长筋,减少搭接。 问:梁钢筋直径超过25时,对成本造成什么影响? 答:锚固长度为1.1La。 问:主次梁相交处常布置吊筋,是否合理? 答:一般用加密箍筋就够了。
结构成本控制的技术关键点
• 控制地下室层高的意义
1. 地下室层高(土方、竖向构件、水压力、设备及 运营成本等)
2. 根据工程经验,地下室每加深100mm,增加造价 30元/m2 ,(如果30000 m2 x30元/m2 =90万元。
• 降低层高的方法
1. 宽扁梁(1/12~1/18)、变截面梁、无梁楼盖 2. 预应力梁 3. 综合管线图 4. 底板结构找坡,减少垫层(做法一般为半结构找
贵4%,强度提高43%,构造配筋率低
• 新Ⅲ级螺纹钢 VS Ⅱ级螺纹钢
贵1.3%,强度提高20%,柱构造配筋率低0.1
• 冷轧带肋钢筋 VS Ⅱ级螺纹钢
贵13.6%,强度提高20%
• 冷轧带肋钢筋 VS 冷轧带肋钢筋网片
便宜11%,要人工绑扎费用(约80元/吨)
结构成本控制的技术关键点
• 实际工程中钢筋的选择建议
(建筑高度<60M) 自带全埋一层地下室 175
175
170
170
上部结构
61
58
43
45
高层住宅及公寓
(60M≤建筑高度<30M) 自带全埋一层地下室
180
180
172
172
高层住宅及公寓
上部结构
67
63
52
48
(30M≤建筑高度< 100M)
• 梁的布置与成本的关系
问:8.5X8.5米柱网下,布置井字梁经济还是十 字梁经济?
答:一般情况下,井字梁的造价比十字梁增加造 价16~22%。
问:一些短隔墙下的小梁是否需要布置。 答:不需要,可以折算成等效面荷载加到板上。
结构成本控制的技术关键点
• 梁配筋方式对成本的影响
问:框架梁跨中负筋是否要用支座处负筋通长? 答:按规范要求,抗震等级为一、二级时,可配成>2Ф14
• 关注基础选型及地基处理建议 • 关注承载力的取值建议 • 关注抗浮设计水位的标高 • 可否提出最低设计水位的标高
结构成本控制的技术关键点
• 钢筋材料的选择对成本的影响
• 市场价格:Ⅰ级钢:3620元/吨;Ⅱ级螺纹钢:Φ 14及以
下:3730, Φ 14以上:3710 ;新Ⅲ级螺纹钢:综合3850; 冷轧带肋钢筋:4300;冷轧带肋钢筋网片:4800。 • Ⅱ级螺纹钢 VS Ⅰ级圆钢
结构成本控制的技术关键点
• 电算系数的取值
• 梁的弯矩放大系数 • 梁的扭矩折减系数 • 梁柱重叠部分是否简化为刚域 • 混凝土容重的取值 • 连梁刚度折减系数 • 墙、柱、基础计算是否考虑活荷载折减 • 地下室墙是否按压弯构件计算 • 荷载的取值是否有人为的放大
结构成本控制的技术关键点
• 勘察报告的内容
3 4 18层住宅 41056.11 5 6 7 24层住宅 37171.61 8
平均钢筋含量 平均砼含量 外立面开窗率 平均钢筋含量 平均砼含量 外立面开窗率
KG/M2 M3/M2 M2/M2 KG/M2 M3/M2 M2/M2
47.00 0.37 0.38 51.00 0.40 0.38
34.26 0.34 0.30 39.64 0.38 0.30
量有保证,可采用C50及以上; • 剪力墙、柱按轴压比控制,使其尽量接近规定
上限,同时又使绝大部分竖向构件为构造配筋。
结构成本控制的技术关键点
• 图纸设计时归并的把握
• 梁的归并 • 墙柱的归并 • 板的归并 • 桩基的归并 • 基础的归并
精细化设计是施工图过程中控制成本的关键!
结构成本控制的技术关键点的总结
实例:1、深圳某项目由于高宽比超限,增加造价
约67元/m2。 2、无锡某项目由于高宽比超限,增加造价
约17元/m2。
结构成本控制的技术关键点
• 基础选型介绍
1. 冲孔桩、钻孔桩 2. 人工挖孔桩 3. 高强预应力管桩 4. 沉管灌注桩 5. 强夯地基处理 6. 水泥搅拌桩地基处理 7. 筏板基础 8. 独立基础
坡,垫层厚度取200mm)
结构成本控制的技术关键点
• 控制地面以上层高的意义
地面以上层高(风荷载、地震力、竖向构件、 外墙、设备及运营成本等)
• 降低层高的方法
1. 宽扁梁、变截面梁、无梁楼盖 2. 预应力梁 3. 型钢梁、钢梁 4. 结构梁布置与管线布置平行
结构成本控制的技术关键点
• 结构超限的影响
结构设计中如何控制结构成本
中国华西工程设计建设有限公司
内容提要
• 结构成本的概况 • 设计过程中必须控制的关键环节 • 结构成本控制的技术关键点
结构成本的概况
混凝土270~400元/m3(等级提高一级,单价提高5%~8%) 钢材3600~4900元/吨 地面以上含钢量35~90kg/m2 地面以下含钢量110~200kg/m2 基础与桩基25~120元/m2,平均60元/m2 土方开挖及运输20~30元/m3
重点控制项目名称: 序号
分项部位 面积(M2) 指标明细
单位
限额设计指标
施工图设计 指标
指标比较说明
1
平均钢筋含量
地下室 45554.29
2
平均砼含量
KG/M2 MB/M2
153.20 1.10
83.40 0.67
Βιβλιοθήκη Baidu
设计值低于限额值45.56% 节约钢筋3180T 设计值低于限额值39.09% 节约混凝土19580M3
结构成本控制的技术关键点
• 如何优化桩基础的总量?
1. 关注柱底内力的取值 2. 关注桩承载力的利用率 3. 关注桩基础中地下室底板下土承载力的利用 4. 关注水浮力的利用 5. 关注基础类型的归并
结构成本控制的技术关键点
• 少用墩基础,尽量用桩基
墩基础属于天然基础:L<6米或L/D<3。
结构成本控制的技术关键点
• 对柱及剪力墙(轴压比控制)的影响程度:高 • 对梁的影响程度:中 • 对板的影响程度:低
结构成本控制的技术关键点
• 实际工程中混凝土的选择建议
• 普通的结构梁板一般为C25、C20; • 受力较大的梁板可采用C30,如地下室的底板、
顶板、屋顶花园的楼板等; • 结构转换层梁板宜采用高等级,如当地施工质
(7层及以下)
自带全埋一层地下室 162
162
160
160
花园洋房(6+1层及以下)
上部结构 自带全埋一层地下室
51 162
50 162
43 160
42 160
别墅、双拼TOWNHOUSE
上部结构 自带全埋一层地下室
53 162
53 162
44 160
43 160
高层住宅及公寓
上部结构
55
53
45
43
结构成本控制的技术关键点
• 建筑的地下室及屋顶找坡
• 找坡的成本有哪些? 材料、人工、结构、维护等
• 有哪些优化的办法? 半结构找坡、双坡、减少找坡长度
• 重视找坡、科学找坡。
结构成本控制的技术关键点
• 设计荷载的取值(一)
• 地下室顶板的荷载(覆土、施工荷载、消防车 荷载、使用荷载)
• 外墙荷载(窗洞)尽量说服甲方用轻质材料 • 内墙材料
设计值低于限额值27.11% 节约钢筋520T 设计值低于限额值6.86% 节约混凝土1040M3 设计值低于限额值21.05% 节约铝窗3280M2 设计值低于限额值22.27% 节约钢筋420T 设计值低于限额值4.34% 节约混凝土645M3 设计值低于限额值21.05% 节约铝窗2970M2
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