造价预算建筑工程设计优化案例

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某高层剪力墙住宅，七度设防，二类场地。地上18层，高度78.5米，裙房4层高度12.5米。地下一层深度6.0米，总建筑面积2.3万㎡。原设计含钢量为66.4公斤/平方。业主将原设计图纸拿到我院后，经过我院的分析，原设计存在如下问题：
（1）、根据建筑使用功能的要求，使的建筑物平面不规则。原设计单位又无法合理的调整结构刚度的布置，初步一看，剪力墙布置的好象是规则，但从计算结果来分析，此结构被布置成了一个不规则结构（表现为：第一周期扭转；非偶然偏心下位移比超1.4）。造成上述情况的原固是，原设计人员对于结构的均匀对称布置的要求只是表面上的理解，不是根据建筑物自身动力特点布置剪力墙。
（2）、由于上述的剪力墙布置的不合理，使得设计人员必须设置大量的剪力墙来满足规范对指标的要求。剪力墙的过多设置，又使得建筑物的周期缩短、刚度变大，地震力也随之放大很多。
（3）、大量剪力墙的墙体过厚（350mm）。由于刚度布置的不合理，又采用硬抗的办法，所以在一些部位产生了应力集中，使一般厚度的墙体超筋，只能加厚剪力墙厚度了。
（4）、还是由于剪力墙布置的不合理，造成了大量连梁超筋，为解决连梁超筋（无法通过减小截面面积或加大截面面积的办法解决），只能提高混凝土标号（达到了C45），来解决超筋问题了。
（5）、上部剪力墙过多，造成自重过大，使的基础地板配筋达到了φ22＠100。
优化后的结果：
（1）、根据建筑物自身的特点和运动机理，重新的进行剪力墙布置，使建筑物的刚度布置符合其动力特性。
（2）、在合理的布置结构刚度的基础上，减少不必要的剪力墙
（3）、由于剪力墙的重新合理布置，解决了局部应力集中的问题，可以减薄墙体（改为200mm厚）。
（4）、剪力墙的重新合理布置，使超筋的连梁不再超筋了，将砼标号降低到了C30。
（5）、对基础重新优化计算，将底板配筋由φ22@100降为φ18@150。
优化后的结果：含钢量由66.4公斤/平方 下降为42.2公斤/平方仅钢筋一项可节约投资 2.3×(66.4－48.2)=418吨 约200万元。原设计的66.4公斤/平方的钢筋含量，初看起来也不算很高，但是原设计存在了很大的安全隐患（第一周期扭转）。通过我们的优化，降低了含钢量，又消除了安全隐患，使我们感到非常的欣慰。通过本工程的优化，我们感觉到，结构的优化设计看起来很简单，减少一些墙体、降低一下标号，但是实际上是远远没有这么容易，取得最优化设计结果的前提是，1）要有深厚的结构设计理论基础，2）对建筑物受力特点能够清晰把握，3）丰富的设计实践经验，这些因素缺一不可。
某高层剪力墙住宅，八度设防，三类场地。地上32层地下1层，并与两层裙房和地下1层车库相连。该建筑物高度98.45米，裙房高度8.45米。地下一层深度5.0米，建筑面积为2.5万平方米。原设计含钢量为75.2公斤/平方。受业主委托,对此项目进行了仔细的分析,发现如下问题：
（1） 主楼剪力墙设计的不合理，没有加强关键部位，而是全面加大剪力墙的布置总量，使得墙的总数很多，但是位移才刚能满足规范要求。原设计人员认为自己设计的并不保守，因为位移（1/1024），刚能满足规范要求（1/1000）。但是他没有看到全楼的剪力墙数量过多，刚度极大，造成的地震反应的加大。
（2） 主楼与裙房连接设计的不合理，造成了裙房的抗震等级设计的不合理，使得裙房的抗震等级过高。
（3） 裙房和地下车库选择了筏板的基础形式。
优化后的结果：
（1） 针对上述情况我院对该项目的剪力墙重新进行了布置，对除了关键部位加强外，大大的减少了剪力墙的数量，反而是位移比原设计更理想了（1198）。
（2） 重新设计了主楼与裙房的连接，降低了裙房的抗震等级。
（3） 将裙房和地下车库的基础形式改为独立柱基加抗水板。
优化后的结果：本工程的含钢量由75.2㎏/㎡降到了56.7㎏/㎡。仅钢筋一项可节约投资 2.5×(75.2－56.7)=462吨 约220万元。通过分析发现，原设计除了一些表面的人为放大配筋的因素外，最主要的就是原设计人的设计经验不足，对结构原理和规范的把握不深，造成了不必要的浪费。
某工程99.5米,框支剪力墙结构,地上30层地下2层,转换层位于第三层,基础采用的钻孔灌注桩,桩筏基础,桩数196根,筏基厚度1.45米。接到业主委托后，我院对厚方案进行重新的计算与分析。厚建筑设计存在的主要问题有：
（1）转换层以上的剪体数量较多，使上下刚度比不好。采集者退散
（2）基础的计算采用满布桩基，且筏基厚度过大，构造配筋过大。
进行重新的设计：
（1）适当减少转换层以上的剪力墙数量，总部分重新进行了布置，使转换层以上刚度适当减少，调整了位置，取消了全次梁转换情况，
（2）在调整完上部结构着重对基和基础重新进行设计：
（a）将桩数为后压力注浆。
（b）将桩筏改为桩下台加拉梁。
（c）将筏板改为450mm厚的抗水板。
此基础的设计方案是以变刚度调平理论为基础，新的基础设计形式之一。优化后的结果：仅桩数就由196根下降为109根，筏基由1.45米改为0.45米，仅基础一项就节约造价一百多万元。新理论新技术的使用是确保设计合理经济的，强有力的手段