浅析高层建筑结构设计和成本分析.doc

发表论文就找论道论文（）汇聚期刊，服务学术！浅析高层住宅结构设计和成本分析摘要：结构计算与分析阶段，是决定工程设计质量好坏的关键。随着高层建筑进一步的发展，满足高层建筑的形式，材料，力学分析模型都将日趋复杂多元，为了革新高层建筑，体现其魅力，追求新的结构形式、更加合理的力学模型以及结构设计的成本最优化方案将是土木工程师们的目标和方向。关键词：高层住宅 结构设计 成本分析一、结构设计的各阶段分析1勘察阶段（1）控制要素:a、地下水位（地下水位对地下室底板、外墙配筋影响较大）b、基础设计参数（如各土层承载力特征值）。勘察单位出正式勘察报告前需提交甲方预审，甲方对各设计参数与勘察单位进行沟通，勘察报告应提供多种基础选择建议，并对不同基础形式进行阐述说明；避免仅推荐一种基础类型。根据项目经验，如项目处在溶槽区域，建议钻孔深度满足桩底持力层深度8m10m的要求，以免出现桩基施工过程中大面积超深的情况，进而给后期检测带来麻烦；超前钻应在基坑开挖完成后进行钻探，避免发生不必要成本；超前钻单位应选取有资质的勘察单位进行施工，最好与详勘单位选择同一家，避免后期桩基验收时带来麻烦1，互相扯皮。（2）采购阶段a、在详勘时应选择多家单位对初勘结果进行勘察前的承载力等优化，优化建议作为技术标及评标的重要组成部分。b、详勘投标单位须对承载力、压缩模量、渗透系数等参数及基础选型提出优化建议；（3）施工阶段如果实际地质持力层标高与钻探报告持力层标高相差超过2米，应即日报设计及成本部门处理。 2土方工程 （1）设计阶段控制a、土方工程与地下室层数，高度有直接关系，所以地下室埋深及层数组合应结合原始地面标高综合考虑，保证埋深最浅及土方开挖量最小。 b、设计根据控规标高、项目现状标高、设计方案，进行土方平衡；在规划及方案中应有专项的竖向设计，并对土方平衡加以详细分析。 （2）采购、施工阶段控制 a、土方单位进场前应做好原始地面标高、地形图测量绘制工作，由三方签字确认。土方工程完工，及时做好收方、标高测量工作；并在工程结算时提供相关测量记录；原貌标高须作为合同附件。 b、现场临时道路及临建等应整体规划，并在招标前需定方案。 c、依据土方开挖方案，考虑现场土方平衡，留足土方回填量。 3基坑及边坡工程 a、常规支护方案有自然土方放坡，喷浆，挂网喷浆，预应力锚杆+喷射，挡墙，深层搅拌桩，深搅桩+围护桩+锚杆，钢板桩等；设计须提供支护比选方案(合同中明确)，成本配合； b、达到5m以上的深基坑，优先考虑阶梯放坡。 另：基坑深度超过5m的属于深基坑，边坡高度岩石25m，土坡15m的为高边坡。高边坡及深基坑均需专家评审，根据项目经验，评审应在施工图完成后尽快召开，以免影响施工进度。评审也可由设计单位找熟悉的专家，私下对图纸进行审查，提高报建效率。4基础 各类型基础成本大致按以下顺序递增：天然浅基础管桩（如需引孔时费用增加）筏板人工挖孔桩（规范限制较多）冲孔桩 （1）设计阶段控制 a、设计合同内明确设计单位必须提供两种以上的基础方案（含桩型、桩位布置等）以供比选； b、桩基工程必须由设计、工程、成本参与方案评审后方可确定； c、如需改变桩型，需召开专家会论证和评审后可行。5地下室 地下室层高由于受到基坑开挖、基坑支护、地下水位的影响，对造价的影响更加直接。常规层高3.8m左右。 （1）地下室层高与成本关系定量分析结果如下 a、普通开挖土方及土钉喷锚基坑支护条件下，地下室层 高每增加100mm 每平米增加造价约32元 b、普通开挖土方及支护桩基坑支护条件下，地下室层高每增加100mm 每平米增加造价约36元 c、岩石开挖（动爆）及支护桩基坑支护条件下，地下室层高每增加100mm每平米增加造价约40元 d、岩石开挖（静爆）及支护桩基坑支护条件下，地下室层高每增加100mm每平米增加造价约64元6主体部分（1）正式施工图纸建筑做法表与交楼标准必须经评审并保持一致。（2）消防水池、设备房等优先设置在地下室塔楼下2。（3）地下室不做地坪漆，墙面、柱面不做抹灰，清理后批腻子、刷乳胶漆各一遍，高度至梁底（不含梁底面积）天棚可不考虑腻子刮白。 （4）地下室底板避免整体建筑找坡、采用结构找坡，地下室、裙房顶板采用结构找坡； （5）楼地面地坪可采用结构面原浆压光，无论精装（木地板）、毛坯交楼不须做水泥砂浆二次找平。（6）卫生间沉箱防水层施工完毕后，不必再做保护层。（7）结构形式的成本递增顺序：砖混结构、矩形柱框架、异形柱框架或剪力墙、框架剪力墙、短肢剪力墙。 （8）保温材料选择顺序：聚苯颗粒砂浆、泡沫聚苯板、挤塑聚苯板。 （9）防水、保温工程施工部位在施工图纸中需明确具体施工范围。项目部对防水工程、保温工程的实际施工部位应有明确记录并经乙方确认，主要争议点如结构联系梁板上下侧、阳台反边、凸窗底板上侧、阳台顶板、外墙腰线、凹阳台墙地面、露台隔墙等处均应有明确的记录和说明3；二、高层住宅层高与成本关系定量分析（1）高层住宅标准层的层高不仅影响舒适度，对造价也有直接影响，高层住宅标准层层高与成本关系定量分析结果如下： a、6 度抗震地区，抗震等级三级，标准层层高每增加100mm 每平米增加造价约29元 b、7 度抗震地区，抗震等级二级，标准层层高每增加100mm 每平米增加造价约41元 （2）控制层高的意义： a、地上成本： 1）减少剪力墙、砌体墙等竖向构件的长度和体积 2）减少总高度，降低荷载，减少基础的布置 3）降低地震力，风荷载等 b、地下成本： 1）土方开挖及运输成本 2）基坑支护面积，单价 3）地下室底板及侧壁的截面和配筋 4）抗拔桩，抗拔锚杆的费用 5）基坑降水的数量及费用 c、其他成本：外墙，面砖，涂料，设备及运输成本(3)影响净高的因素a、结构梁高； b、机电的管道空间，建议出管线综合图，普通地下室管道空间按600mm控制，较传统的布置减少200mm c、结构梁高的空间与机电的管道空间是否可以利用？ 1)采用变截面梁，在机电管线通过处，减少梁截面高度 2）在梁中预埋套管或洞口，使管线穿过4 3）采用带柱帽的无梁楼盖，一般在地下室中使用三、 地下室不同结构布置方案与成本关系定量分析地下室底板布置一般布置无梁底板，做法是利用独立基础或承台做柱帽，用复杂楼板计算），不建议普通梁板布置5（规避地梁裂缝宽度，减少配筋） 地下室和裙房在常见的约8.1M*8.1M的柱网中，不考虑层高因素，不同结构布置方案与成本关系定量分析结果如下：1地下室顶板覆土1.2米，考虑消防车的荷载情况（估算恒载31KN/m2,活载20KN/m2），项目综合成本从小到大的排列顺序为： a、单向平行等间距两道次梁布置方案（假设造价=1） b、带柱帽的无梁楼板布置方案（约1.06倍） c、无柱帽的无梁空心楼板布置方案（约1.15倍） d、井字型次梁布置方案（约1.2倍） e、十字型次梁布置方案（约1.35倍） 2地下室顶板覆土1.2米，不考虑消防车的荷载情况（估算恒载31KN/m2,活载3.5KN/m2），项目综合成本从小到大的排列顺序为： a、带柱帽的无梁楼板布置方案（假设造价=1） b、单向平行等间距两道次梁布置方案（约=1） c、井字型次梁布置方案（约1.06倍） d、十字型次梁布置方案（约1.12倍） e、无柱帽的无梁空心楼板布置方案（约1.22倍）3地下室顶板覆土0.6米，不考虑消防车的荷载情况（估算恒载18KN/m2,活3.5KN/m2），项目综合成本从小到大的排列顺序为： a、带柱帽的无梁楼板布置方案（假设造价=1） b、单向平行等间距两道次梁布置方案（约1.02倍） c、十字型次梁布置方案（约1.12倍） d、井字型次梁布置方案（约1.15倍） e、无柱帽的无梁空心楼板布置方案（约1.25倍）4裙房商业或地下室中间楼板的荷载情况（估算恒载4.5KN/m2,活载3.5KN/m2），项目综合成本从小到大的排列顺序为： a、单向平行等间距两道次梁布置方案（假设造价=1） b、十字型次梁布置方案（约1.1倍） c、井字型次梁布置方案（约1.12倍） d、无柱帽的无梁空心楼板布置方案（约1.24倍） e、带柱帽的无梁楼板布置方案（约1.3倍） 5核六人防顶板的荷载情况（估算恒载8KN/m2, 顶板等效荷载60KN/m2。）项目综合成本从小到大的排列顺序为： a、主梁+厚板布置方案（假设造价=1） b、单向平行等间距两道次梁布置方案（约0.93倍） c、带柱帽的无梁楼板布置方案（约0.93倍） d、十字型次梁布置方案（约0.97倍） e、井字型次梁布置方案（约1.06倍） 对于地下室顶板当必须考虑抗震的嵌固层要求时，应优先采用单向等间距平行梁布置方案6；当可以不考虑抗震的嵌固层要求时，应优先采用带柱帽无梁楼板结构。多层地下室中间层楼板布置优先采用带柱帽无梁楼板或无梁空心楼板布置方案。地下室底板、顶板建议结构找坡。另外因项目地下室层高不同，底板下土层承载力不同，梁截面选取不同，各项目比较会产生不同的结果，故每个项目设计时均应进行结构布置方案比较。需注意的是涉及景观配合部分，如景观泳池的架空做法，微地形的架空做法，景观挡土墙设置，架空层的做法（立面、天花，等）、岗亭内部装饰等需在合同中明确。参考文献1何耘天.浅析高层住宅结构设计中的含钢量控制J.价值工程,2010,29(35):83-84.2孙海涛,蒲晓琴,卢建宇等.某高层住宅剪力墙设计与