1、内部文件 未经允许 禁止传阅主要内容设设计计阶阶段段结结构构成成本本控控制制三结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 四总总结结 五二结结构构优优化化的的内内涵涵一结结构构的的安安全全内部文件 未经允许 禁止传阅一结构设计的安全内部文件 未经允许 禁止传阅一一、结结构构设设计计的的安安全全结构安全是优化工作的前提安全风险是最大的风险内部文件 未经允许 禁止传阅案例1：地下挡土墙问题内部文件 未经允许 禁止传阅内部文件 未经允许 禁止传阅内部文件 未经允许 禁止传阅内部文件 未经允许 禁止传阅内部文件 未经允许 禁止传阅第二次安全复核内部文件 未经允许 禁止传阅内部文件 未经允许 禁止传阅内部2、文件 未经允许 禁止传阅案例2：肥槽回填问题内部文件 未经允许 禁止传阅内部文件 未经允许 禁止传阅内部文件 未经允许 禁止传阅内部文件 未经允许 禁止传阅内部文件 未经允许 禁止传阅 优化工作开展01040302 有依据 有原则 有底线 有策略内部文件 未经允许 禁止传阅二结构优化的内涵内部文件 未经允许 禁止传阅二二、结结构构优优化化的的内内涵涵l结构优化的重要性 大量的统计数据和实践表明，前期策划和设计阶段（项目策划、方案设计、初步设计、施工图设计）影响整个项目投资在80%以上，而结构成本占到建安成本的40%60%，同时结构成本还常常由于策划及设计管理的好坏出现非常大的波动，常常造成上千3、万元的造价差别；因此结构优化就成为整个设计阶段成本管理的重中之重。如何做好设计阶段的结构优化工作、如何有效降低结构成本避免浪费、如何通过结构优化来提高项目的整体利润就成为我们所必须关注和认真面对的问题，这也是我们关注结构优化的意义所在。内部文件 未经允许 禁止传阅l结构成本的经济性指标 常用含钢量和混凝土用量来体现结构成本的经济性，但须强调，这不应是唯一考量因素。根据常规项目，地面以上部分的钢筋含量一般在35-80kg/m2之间，地下部分的含钢量在110-200kg/m2之间;地上部分的混凝土用量在0.3-0.5m3/m2之间，地下部分的混凝土用量在0.7-1.4m3/m2之间。结构成本具有很4、大的离散型，地区（设防类别、抗震等级）、场地（地质条件）、结构本身具有的特性（结构体型、布置、是否转换，层高，高度）、建筑做法、材料选取 二二、结结构构优优化化的的内内涵涵内部文件 未经允许 禁止传阅l对结构优化的认识 正确认识：结构安全可靠优先，再谈经济合理并进行优化。“安全可靠”首先要满足规范、法规要求。结构优化专业性较强，对设计人员的技术水平要求很高，不只是对构件配筋按计算结果进行减配。应该需要精细化，如结构方案的合理性，荷载取值的大小，软件计算参数的取值，是否满足规范要求，施工图各专业间的错漏碰缺都会对结构成本造成影响。二二、结结构构优优化化的的内内涵涵内部文件 未经允许 禁止传阅三结5、结构构优优化化思思路路 内部文件 未经允许 禁止传阅三、设设计计阶阶段段结结构构成成本本控控制制 结构成本控制必须贯穿整个设计和策划的全过程，包括前期策划、规划阶段、方案阶段的结构介入、扩初阶段对结构方案的优化、施工图阶段设计师成本意识及施工图配合阶段变更、签证的管理。前期策划：规划方案阶段：初设阶段：施工图阶段：施工配合阶段：地质的考虑建筑布局、结构的代价结构方案的优化结构的精细化设计变更、洽商的合理控制内部文件 未经允许 禁止传阅三、设设计计阶阶段段结结构构成成本本控控制制u 前期控制 结构方案的比选01结构代价的预判02技术原则的确定03内部文件 未经允许 禁止传阅 结构整体布置方案三、6、设设计计阶阶段段结结构构成成本本控控制制u过程管控 计算模型与参数控制 基础的选型及设计 构件的设计及配筋内部文件 未经允许 禁止传阅四结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 根据规范条文，从结构软件计算参数、构件、整体结构三个层次归纳。结构优化计算参数构件结构内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （一）软件计算参数 1.抗震设计的框架-剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小，而承受的弯矩和剪力很大，配筋设计困难。配筋时连梁刚度可以折减，设防烈度低时可少折减一些（6、7度时可取07、7），设防烈度高时可多折减一些（8、9度时可取05）。折减系数不宜小于05。整体指标计算时可以考虑连梁不折减，容易满足规范限值要求。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （一）软件计算参数 2.在结构建模计算时，结构自重计算时扣除重叠部分，以减小荷载，并且可以考虑梁端、柱端刚域，有利于实现强柱弱梁，较少梁端配筋，利于节点区施工，同时降低用钢量。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （一）软件计算参数 3.地面粗糙度类别按影响程度从大到小共分四类：A类为海边，B类为城郊，C类为城内，D类为城中心高层密集区；以70m高层为例，8、风荷载A、B类相差约14%，B、C类相差约38%，C、D类相差约50%；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；内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （一）软件计算参数 4.考虑建筑隔墙对整体结构刚度的贡献后，实际建筑物自振周期短于计算的周期要求，规范要求将结构周期乘以折减系数，以适当提高地震力。计算时，根据结构整体隔墙数量的多少取值，尽量取高值，以减小地震作用。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （一）软件计算参数 5.在结构建模计算时，梁端受压区钢筋参与计算，并且考虑楼板有利作用，梁按照T形截面计9、算，可以优化梁配筋，降低用钢量。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （一）软件计算参数 6.软件中墙体竖向分布钢筋配筋率影响边缘暗柱计算配筋。，设计时可以按照实际情况填写，而不是直接填写规范最小数值。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件1.柱（1）箍筋最大间距和最小直径内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件1.柱（2）箍筋肢距内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件2.梁（1）梁上线荷载精细化计算1）建筑砌筑隔墙荷载隔墙10、面层、隔墙墙体自重，由梁承担时，一般与隔墙自重合并按线荷载输入。隔墙采用加气砼砌块，容重按所采用的砌块类别取值，一般可按照8kN/m3；两面抹灰厚度均取20mm,共40mm,容重取20kN/m3。2）门窗面荷载按0.5 kN/m2。3)精细化计算a.墙体高度取（层高板厚或梁高）b.遇有门窗洞口的时候，隔墙荷载应根据门窗洞实际计算如下梁上砌体线荷载=砌体面荷载（墙长L墙高H洞口面积A）门窗面荷载洞口面积A 墙长L注：墙高H应扣除梁高c.若梁范围内只有门窗，则梁上线荷=（0.5 kN/m2门窗高度)内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件2.梁（2）框架11、梁箍筋直径、间距300梁宽可以两肢箍，350的梁宽可以三肢箍。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件2.梁（3）框架梁纵筋配置 当梁底部钢筋为两排及以上时，可以采取部分钢筋不伸入支座的做法，减小配筋量，提高梁柱节点浇筑质量。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件2.梁（4）搭接或贯通方案的选择内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件2.梁（5）次梁箍筋及纵筋次梁非抗震，对整体结构刚度贡献很小。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键12、点点 （二）构件3.剪力墙（1）墙体配筋内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件3.剪力墙（1）墙体配筋内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件3.剪力墙（2）边缘构件配筋内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件4.地下室外墙内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件4.地下室外墙（1）计算方式全国民建技措内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件4.地下室外墙（1）计算方式全国民13、建技措内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件5.楼板（1）地下室顶板荷载取值a.地库顶板覆土容中最低可取18kN/m3b.消防车荷载根据板跨及覆土厚度折减取值。c.单体地下室顶板（首层地面）考虑施工堆载，活荷载可以取4 kN/m2。d.单体楼面（采用地暖时）、屋面根据建筑做法计算恒载，不宜简单按 20 x总厚度取值。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件5.楼板（2）计算方法塑性算法结果弹性算法结果 楼板受力计算常用的方法有弹性手册算法和塑性算法，在对裂缝控制等级不高时，可以采用塑性算法，减小用钢量，降14、低成本。在满足裂缝和挠度要求的前提下，塑性计算参数可以取1.6，配筋量能比弹性算法减小20%30%。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件5.楼板（2）计算方法混凝土结构设计规范GB50010-2010裂缝宽度计算公式的适用范围：1.只适用单向简支受弯构件。双向受弯构件不适用，如双向板、双向密肋板。2.不少审图单位要求设计单位提供双向板的裂缝计算宽度和挠度，实际上规范中并未提供计算方法，所以这种要求和计算是没有意义和依据的。全国民建技措内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （二）构件5.楼板（3）厚度取值注意当地15、控制性文件1.20mm厚楼板自重占标准层总荷载约3.3%，厚度增加，荷载加大，梁、墙、基础均会加大，增加成本；2.对于标准层楼板来讲，由于配筋基本按最小配筋率来控制，所以楼板厚度增加反而配筋增大了；3.楼板厚度增大对抗震也有不利影响；4.实际工程中楼板厚度的建议：a)板跨3800采用100厚，3800板跨4100采用110厚，4100板跨4600采用120厚，4600板跨5100采用130厚，5100板跨5400采用140厚。b)客厅处的异型大板可取120150mm；c)普通屋面板可取120mm；d)管线密集处可取120140mm；e)嵌固端地下室顶板可取180mm；非嵌固端地下室顶板可取1616、0mm；内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （三）结构1.地库顶板方案方案一（十字梁）方案二（主梁+大板）方案三（井字梁）梁砼用量柱砼用量板砼用量墙砼用量总砼用量比率方案一（十字梁）1618.8231.21965434.54249.51.00 方案二（主梁大板）1002.8231.22622434.54290.51.01 方案三（井字梁）2010.8231.21825434.54501.51.06 梁筋用量柱筋用量板筋用量墙筋用量总筋用量比率方案一（十字梁）38.672.1316.853.5357.651.00 方案二（主梁大板）23.722.1337.717、83.7663.631.10 方案三（井字梁）41.672.4415.183.8959.291.03 混凝土用量对比钢筋用量对比前置条件：柱间间距为8.1m，荷载条件为板顶覆土1.5m，不考虑消防车荷载，地震设防烈度为8度，地震分组为第二组，地震加速度为0.20g，场地类别为III类。（1）采用十字梁方案时，混凝土与钢筋用量均最经济，工程施工时模板量亦相对较少，是最优的方案。井字梁方案混凝土用量最多，主梁+大板方案钢筋用量相对最多。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （三）结构1.地库顶板方案钢筋用量对比梁筋用量柱筋用量板筋用量墙筋用量总筋用量比率方案一（18、十字梁）54.745.6521.094.0085.481.00 方案二（主梁大板）29.333.3837.773.7674.240.87 方案三（井字梁）60.887.1915.184.4787.721.03 方案一（十字梁）方案二（主梁+大板）方案三（井字梁）（2）增加考虑地库顶部消防车荷载，各方案的构件截面与布置均不变，再对钢筋用量进行统计。此种情况下，方案二主梁+大板方案有明显优势，用钢量显著降低。（3）若覆土再加厚或其他荷载再加大，在合理控制梁高和地库层高的情况下，十字梁体系因梁高要求过高、截面超筋或抗剪不够而逐渐变得不可行，此时可按井字梁与主梁+大板体系综合考虑比较确定，根据材料用量19、趋势来看，亦可优先选用主梁+大板方案。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （三）结构2.剪力墙布置1）如何优化剪力墙的布置 为防止结构抗震扭转，应在建筑物两端和周边重点布置；建筑物的内部和中间位置减少布置；有条件的情况下，控制位移比不大于1.2，否则应计入扭转影响，考虑双向地震作用，增大构件配筋量。2）如何优化剪力墙的数量以位移指标来控制：纯剪结构的层间位移比为1/1000，设计院设计时要尽可能的接近这一数值；如果计算结果相差太多（如1/2000），说明剪力墙数量太多，应适当减少；（刚度太大）内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关20、键键点点 （三）结构2.剪力墙布置3）如何优化剪力墙的长度 以长宽比来控制：一般的剪力墙长宽比宜取8，即200 mm厚剪力墙，墙肢长度为16501700 mm；剪力墙最优化长度为宽度的8倍+100，否则为短肢剪力墙。短支剪力墙的轴压比限值降低，和配筋率增大。4.剪力墙、柱混凝土标号按轴压比控制，使其尽量接近轴压比规定的上限，同时又使绝大部分竖向构件为构造配筋。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （三）结构3.结构超限 建筑优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免21、侧向刚度和承载力突变。如果出现平面不规则和竖向不规则，则均需采取相应加强措施，如提高配筋率，增大构件截面，地震作用力提高，抗震等级提高等，即使不需要进行抗震专项审查，势必造成结构成本的增加；结构最好的介入时间为方案前期，一旦确定方案，结构超限不可避免。内部文件 未经允许 禁止传阅四、结结构构优优化化的的技技术术关关键键点点 （三）结构3.结构超限 高宽比现规范已不作为超限审查。高宽比过大，建筑物在风荷载和地震荷载的作用下会发生倾覆力矩，建筑高宽比愈大，建筑物抗倾覆力矩的能力就愈差。高宽比超限一定会增加成本，包括结构成本和建筑成本。案例一：深圳某高层住宅，7度抗震，基本风压0.75，地面粗糙度B22、类，高度99.8米，进深12.2米，高宽比8.2，该项目增加结构成本约67元/m2；案例二：无锡某高层住宅，6度抗震，基本风压0.45，地面粗糙度C类，高度99.9米，进深12.5米，高宽比8.0，该项目增加结构成本约17元/m2。内部文件 未经允许 禁止传阅五、总总结结 优化总结：1234优化以保证安全合规为前提；优化以达到经济合理适用为目标；纯粹追求结构主材指标最少的优化不一定是最合理的优化；优化落地需要量身定制。内部文件 未经允许 禁止传阅五、总总结结 以上主要是从设计角度对结构成本控制、优化做的一些总结和探讨。对于EPC项目，优化设计贯穿于项目的全过程。要做到项目稳步进展、风险可控、收益可期，需要项目与设计深层结合、不断磨合，真切地了解设计管理的价值所在，改变传统施工总包的思维与习惯，才能推动优化创效的落地实施。