工程实例优化设计及体会

某工程结构设计优化及体会1、关于结构设计的优化结构设计的目的是在保证建筑安全、技术可行、配合并促进建筑设计的前提下，以最经济的手段来实现建筑的预期效果。建筑在经济上合理与否，取决于设计的合理和优化，特别是高层建筑，设计上的每一环节，每一步骤都可以挖掘出经济效益。结构专业的优化设计，不是以牺牲结构安全度和抗震性能来求得经济效益的，而是以结构理论为基础，以工程经验为前提，以对结构设计规范实质内涵的理解和灵活运用为指导，以先进的结构分析方法为手段，对设计进行深入调整、改善与提高，对成本进行审核和监控，是对结构设计再加工的过程。“优化”工作是以原设计为基础，在充分尊重原设计的基础上，着眼于结构体系和结构布置的合理性和高新技术的应用，同时，“优化”的过程也是发现差错、纠正不足的过程,通过优化降低不安全因素，从而保证项目的技术质量和经济质量。结构设计优化是精益求精的过程，将会带来合理的设计、带来经济技术效益。2、某工程结构专业原设计的主要情况某工程位于青岛市，由两组共六幢高层建筑组成，1#、2#、3#高层住宅为第一组，4#、5#高层公寓和6#酒店为第二组。工程建设地区抗震设防烈度为6度，地震基本加速度为0.05g，设计地震分组为第三组，基本风压为0.60KN/m2，基本雪压为0.2KN/m2,抗震设防类别为丙类，若采用天然地基，筏板基础的持力层为第六层，强风化细粒二长花岗石，地基承载力标准值为600kpa。若采用桩基，桩端持力层为第六层，桩的权限端阻力标准值q=6500kpa。工作重点是对工程的结构设计进行优化。该工程设计单位为某甲级设计院，原结构设计1#、2#、3#、4#、5#楼均为现浇钢筋混凝土剪力墙结构，桩筏基础，6#为现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，基础采用桩基加抗水板。工程中所有桩均采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。裙房及地下车库采用独立桩基加抗水板基础形式。6幢高层建筑结构原设计的主要情况如下：伍幢号望层数基结构高度茧结构形式串基础形式仅抗震等级管有关情况水1简18判55.1萍0m崭剪力墙倡桩筏奶剪力墙四沈级斜筏板亚厚蝇1100低2吐29镜89.0右0m败剪力墙惰桩筏刘剪力墙三中级眉筏板救厚渠1800有3旺33距98.6见0m辈剪力墙续桩筏惹剪力墙三姓级舰筏板饰厚填2000懂4惨33棚98.6连0m获剪力墙齿桩筏与剪力墙三六级骂筏板唇厚秃1800惕5踏29婶87.0扁0m妄剪力墙侄桩筏宜剪力墙三瑞级劳筏板即厚本1800峡6寄15邮54.0述8m童框架剪力寸墙前桩基推框架四级岛剪力墙三团级色抗水板座厚茂500拍其它盗

莲

每框架堆独立桩基扬框架四级黎抗水板政厚率5003、结构设计优化的主要内容3.1、第一组基础的造型第一组三幢高层原设计为桩筏基础，经与建设方、原设计单位讨论商定，本组建筑基础全部改用平板式筏形基础。3.2、桩基的优化原设计第二组4#、5#楼的桩筏基础，桩基有三种规格，分别为桩径d=800,扩大头直径D=1500，桩径d=1000、扩大头直径D=1800和桩径d=1200、扩大头直径D=1800。6#楼桩基采用了5种规格，分别为d=800，D=800和d=1000，D分别取1500、1600、1800、2000等。桩基的配筋存在不符合规范要求的情况。桩基部分的设计优化的意见是：基桩规格应统一确定选用规格，规格数量不宜太多，一般取2~4种即可。大直径扩底灌注桩通过增大扩大头直径D可大幅度提高基桩的承载力，设计时在桩身满足桩承载力的前提下，应优先采用D较大的基桩.3.3、筏板厚度原设计1#~5#楼的筏板厚度分别为1100、1800、2000、1800、1800。研究表明增大筏板厚度会使弯矩增加，因此在满足冲切、构造和刚度条件下，降低筏板厚度可降低静力条件、地震作用下的筏板弯矩，从这个角度讲，降低筏板厚度不仅节省工程造价，而且还能改善筏板的受力条件，因此并非筏板厚越大越安全。3.4、地下室外墙芽原设计中给第一组建泻筑的地下雨室外墙厚蛙度难为勤50咽0典，墙体高矛度胶为幸5.8峡0占米。第二谁组建筑的暮地下室外寺墙抓为裙50爆0状，墙体高歪度厌为而6.1再5导米。汇本项目地铲下室外墙牌总长度犹为债87民0倾米，混凝冤土用量约瘦为粘2700追m股3腹，因混凝泼土用量大伶，钢筋用半量大，工贤程量大，南进行精细才化设计，塘节约效果误明显。货3.盾5旱基础抗水展板读原设计两沾组建筑的筐基础抗水越板均采用绵梁板式结寒构，梁格邪间尺寸猎为束8400起×840鸽0确，抗水板庙厚度唐为懒50行0流。登整个基础套抗水板的节面积大，闯梁板混凝泰土用量大连，详细计税算，对保承证经济效的益很有意朽义，工程滴设计应予殊重视。具经计算，苏若保持原霸设计梁截侨面尺寸不忌变，配筋旧可以减小持，减小幅妖度约丈为须20塌%龟，抗水板蚁厚度滴由票50企0葛改晒用竿40搜0床，抗水板歉的上层钢票筋也可减归少俭约笑20跨%老。鄙对于独立领柱基加抗形水板形式非，抗水板丧系统也可处采用无梁痰楼盖形式朴，以独立跨柱基做为去柱帽，抗掀水板为平卧板式，划阁分柱上板鼓带与跨中加板带，进假行计算配压筋。无梁袋楼盖形式拒将更有利轧于节约钢清材。艳3.其6证、地下室续顶板晨原设计第柳一组地下筝室顶板，收主要柱逐网良8400晃×840罢0赤，主次梁运体系，主认梁驾450×齐110客0先，次梁采锯用葵3×燃3骂网格，截律面悲为木300×篇850凝0扁。第二组冰建筑地下机室顶板主珍要柱众网鲜8400瞎×840央0格，主次梁挖体系，主拳梁错450×忘110检0济，次真梁皆400×旦80扩0奉，板景厚推25穿0哥。躺应按照建沟筑分区和处不同做法叔、不同活焦荷载，划夹分区域，钓在不同的柱区域，按芝照不同的延荷载情况帜，选取不链同的梁截确面和板厚至进行精心绩设计。立3.脖7刻、主楼上蔽层结构的姨各层现浇主板厚甜本工程上渔部结构各犬层现浇楼伟板存在偏妥厚情况。者3.律8伪、顷1桐#湾住宅楼剪游力墙的布艳置斥1顷#斗住宅楼为各现浇钢筋燕混凝土剪动力墙结构水，层桃数友1盖8惠层，高家度棵55.1午0以米，剪力事墙抗震等门级为四级桐。原设计俗的计算主车要结果显威示，地震痒作用朽下趋X对向最大层敲间位移角往为恰1/55偶8搁3婆，末Y扁向的最大竞层间位移奸角男为顿1/34简0裂0酬。在风荷标载作用下卫，辆X难向最大层俩间位移角征为沿1/93晓4秀3惹，粥Y浴向的最大雅层间位移植角息为牢1/28较7烟2办，剪力墙绪轴压比一擦般适在蚊0.馅2定～闲0.气3农左右，这座些数据显抹示，层间幼位移角偏幕小，结构否刚度偏大宋，剪力墙筐轴压比偏叼小，剪力五墙承载力盘余地较大衬，说明剪色力墙布置菊偏多，墙帜体偏厚或牙偏长。做3.尺9右、嫌6脚#医酒店上部糖结构搂6敞#品酒店系框资架剪力墙朝结构银，蜜1黎5但层侵，页54.淋0千米高，框况架抗震等愁级四级，蓝剪力墙抗份震等级为池三级。原钉设计框架睡柱配筋结巡果与计算贩结果差距孤较大，框怒架梁的布糊设较乱，诵梁截面统猜一性欠佳住，部分梁胃梁高偏大抗。傲4卖、工程结闷构设计优寨化后的经预济效益斑4.谋1造、基础部友分的优化双后的经济许效心益郊(劲以下略）虏4.托2疑、地下室件部分的优蛛化后的经改济效益将4.稼3抄、主楼上蜡部结构楼其板优化后漠的经济效挪益钞4.陡4欧、谦1劈#敲住宅楼剪炮力墙破、逢6灭#幸酒店框架趋梁柱优化已后的经济拖效益异4.须5腾、工程结宁构专业优掩化设计后傲后的经济坑效益辈经过上述摆粗略计算亚，整个工鸣程经结构造优化设计葬后，节约拉的结构直挎接费用昂在唯60候0境万元以上效。庸5刷、结构优片化设计的占体会和5.更1仰、优化设膨计是有必题要的僵现现阶段梦多数工程外的结构设逝计需要进厦行优化。耳地产公司阻事务繁多史，工作量岔大，人力稿资源有限卖，单靠地摘产公司对回设计把关趟是不现实饰的；而设产计单位的泳设计项目颈多，设计牲人员繁忙第，项目要特求的设计拖周期短，惯设计人员余中年轻缺论经验者不符少，在设笋计过程中吃很难花较半多精力进域行项目的押经济方面枯的分析，拘成本意识集较弱，因烤此一般的田结构设计花并未做到酬精细合理起，有进行桥优化的空责间与余地羡。野优化设计楼是有必要投的，是投虹资方、建拼设方的追共求，也是誓优秀设计就团队和优台秀设计师吴的追求，之优化设计没有利于节瓜约成本，摘设计费用扒一般为项明目投资额尺的合1%~5借%膜，但对投看资的影响裤却高马达泼75典%召，在满足泥同样功能祥的前提下辅，优化设黄计可降低凶工程造价药的稍1%~1斥0紧%抛，甚至可勿达哈10%~数30惑%励。同时，式优化设计系有利于减漆少工程事夜故，改正尝不合理内净容，消除赔安全隐患穿。你5.大2凤、结构优动化的着眼赞点与专业瓦思路贷结构设计醋优化的工栋作重心和列重点是利乔用过硬的许技术和经错验，对成被本进行审闷核和监控谎，通过技暖术措施和捐对结构方赔案的经济城技术比较闻以得到一露个合理的掏方案，并网在设计过菜程中通过孤对计算（脸荷载、计企算参数、纯计算结果脆等）以及终构造等方遭面的把控缴而得到一奴个安全、灶经济、合饱理的设计照成果。军优化设计沸追求的是可安全、经晚济和美观臭的统一。零在优化设焦计实践中保，我们并刷未掌握比对人高深的拾结构设计案理论，也童并没有突撤破性的分幸析，对设刚计精益求娱精的责任遥感和成本思控制意识泻，使我们轰能静心细讲致对待结血构设计，黎进行多方柴案的对比使分析，找造到其中安剧全、经济国、美观的朵平衡点。初在优化过维程中，我辉们采取办材法减小构值件截面，讯减薄板厚寺，采用较肥矮的梁高线，合理地男增大楼层球净高，减故少剪力墙止等，都受王到了业主崭的欢迎，总这些做法勾减少了混偿凝土用量踪，减轻了唤结构自重防，合理的推减低了结抱构刚度，巨减小了地争震力，优短化的结果疤不是牺牲许了安全度甩而是提高六了结构安矛全度。不5.3股骆优化设计否工作大有熊可为悼中国工程兽院院士江搏欢成写到勤：梁“次我国优化拔设计工作权方兴未艾炕，大有可谅为。私企森、民企对懂此态度积甜极，国企觉相对不够提重视。它邻符合可持写续发展和裕科教兴国摇伟大战略惕，是科学裹发展观在捧建筑行业训中的落实弟。邮”陵中国工程幻院院士程赖耿东这样虹谈论设计场优化硬：煎“谁在建筑领站域应用优阻化设计，残不仅可行舟而且十分酸符合节约徐能源，保郊护环境的乱可持续发善展观。结兽构优化设打计作为一巧种基于计毛算