结构设计成本控制的技术方法
【摘要】大年夜多开辟商仅从经济指标上对结构成本进行节制,极端夸大年夜结构成本的节制——含钢量、含糊凝土量越低,布局设计越优良。但结构成本的降落必定会导致布局安然储蓄的降落。那么如安在中间找到一个有效的均衡点使得成本获得有效节制的同时使得建筑品质达标?结构成本——必需是房地产商最应存眷的成本!
1、结构成本治理的手艺关头点1、梁
(1)梁的安插与成本的关系
在正常楼层,8.5米X 8.5米柱网下, 十字梁较井字梁便宜约16-22%
在必然跨度范围内,梁的安插越少越好。
(2)梁配筋编制对成本的影响
2、剪力墙
剪力墙的安插与成本的关系
(1)优化剪力墙安插的位置数量
建筑物的两端和周边重点安插;
建筑物的内部和中间位置削减安插;
——以包管布局的抗震改变指标知足要求
布局的计较位移是不是与规范的最低要求相差不远——断根不需要的结构成本
(2)优化剪力墙的长度
剪力墙太长,布局本身成本增加,同时又使地动力增加,进一步加大年夜结构成本;短肢剪力墙,抗震机能不好,机关配筋成倍放大年夜,成本也会增大年夜;
对策:
最优化的剪力墙长度是其宽度的8倍+100;
剪力墙的翼缘小于600时,应存眷其布局设计成果。
(3)节制剪力墙的厚度取值
《高层建筑混凝土布局手艺规程》7.2.2条:底部加强层剪力墙厚度不小于层高的1/16 (1、二级抗震等第)或1/20 (3、四级抗震等第)。但底部商业、底层假复式室第或架空层层高较高,按此划定,墙厚必需增加较多,同时变成短肢剪力墙,配筋进一步大年夜幅增加。
对策:
颠末《高规》附录专门的公式验算,大年夜部门墙厚不需比尺度层加厚或加厚一点便可知足不变要求,节流本层造价约15%。
3、楼板
(1)楼板的厚度对成本的影响
尺度层楼板厚度对荷载的影响程度 ---2CM的板厚占尺度层总荷载约3.3%
尺度层楼板厚度对板配筋的影响---仅考虑机关身分,板的配筋量与板的厚度成比例增加
尺度层楼板厚度对地动力的影响---2CM的厚度增加地动力约3.3%
(2)实际工程中楼板厚度选择:
通俗3米跨度以内的楼板可取80 -100;
通俗3-4米跨度的楼板可取100;
客堂处的异形大年夜板可取120-150;
通俗屋面板可取120;
管线密集处可取120;
地下室顶板可取180;
4、优化桩(根本)的总量
(1)根本的选型
冲孔桩、钻孔桩
人工挖孔桩
预应力管桩
沉管灌注桩
强夯地基措置
水泥搅拌桩地基措置
筏板根本
自力柱基
(2)出产基地根本选型
概况:
天马微电子股分有限公司四层高的大年夜跨度预应力厂房,3万多平方米;单柱轴力1400 吨;坡形的淤泥质土层漫衍场地,淤泥质土含有机质,强风化岩埋深12-28米,厚度0.2-8.3米,场地内有孤石,浅根本持力层的承载力180 KN/㎡;
标题问题:
大年夜体量的自力柱基加进部门搅拌桩是不是安然合理?其施工周期若何?经济性若何?采取甚么根本情势最好?
解决编制:
大年夜直径锤击沉管灌注桩(卢里桩);节流工程造价 300 万元以上,每平米节俭近100元。
(3)鉴定桩(根本)的总量是不是合理
要求设计院供给桩(根本)的总 反力与建筑物总重量的比值,查对并鉴定其合理性。
(4)优化桩 (根本)的总量
存眷柱底荷载的取值
存眷水浮力的操纵
存眷桩根本中地下室底板下土承载力的操纵
存眷桩承载力的操纵率
存眷根本类型的回并
(5)勘测陈述的取值建议
存眷根本选型及地基措置建议- 矫捷度
存眷承载力的取值建议 –承载力、PHC
存眷抗浮设计水位的标高
可否提出最低设计水位标高
(6)根本采取“墩基”和“桩基”结构成本的改变
备注: 墩根本”是指桩长不大年夜 5-6M,桩径 与桩长之比小 3的桩根本”。
当采取桩基时,《工程地质勘测陈述》的数据中某岩层或土层的桩端承载力尺度值”常常是该岩层或土层“承载力尺度值”的 40-100 倍。
当采取墩基时,《工程地质勘测陈述》不会供给专门的承载力数据,设计院均是按规范经由过程承载力的深度批改得出“墩端承载力设计值”。该承载力常常仅仅是该岩层或土层“承载力尺度值” 的 1.2-3 倍。
是以,“墩根本”常常会比“桩根本”的造价高良多。我们在肯定桩基方案时,当我们的荷载比较大年夜时,甘愿挖深一些,使根本成为“人工挖孔桩”,而不要采取“人工挖孔墩”。
5、柱配箍率
(1)柱配箍率对成本的影响
规范划定:柱的体积配箍率为混凝土单位长度范围内箍筋的体积除以该范围内混凝土核芯区内的体积。
实际设计中,常常将柱混凝土核芯区的体积以柱的整体积来替代,以便利计较,并确保知足规范要求。
以500X500方柱为例:
整体积为:500X500X1000;
核芯区的体积为:440X440X1000;
二者相差29.1%
(2)柱子纵向钢筋的建设技能
当柱子按计较配筋时,法度对X 向及Y向的钢筋均有配筋面积要求,如安在知足知足计较配筋量要求的前提下尽可能削减总配筋量?
以右图500X500方柱为例:
编制一:配筋:12Ф20(37.7)
编制二:配筋:4Ф25+ 4Ф20 (32.1)
两种配筋编制均正好知足计较要求,但钢筋用量相差17.5%
配筋技能:尽可能加大年夜柱子角筋的建设
6、荷载取值
(1)存眷部门位置的荷载取值
地下室顶板的活荷载取值– 2000、1000、400
外墙的荷载取值– 窗洞的影响
内墙的荷载取值– 轻质材料的提早肯定
空间可能分隔的荷载取值– 非固定隔墙的自重取每延米长墙重(kN/m)的1/3作为楼面活载的附加值计进(kN/㎡)
(2)风荷载取值对成本的影响
地面粗拙度类别共有四级:A、B、C、D,其选择对风荷载的影响及对成本的影响:
A与B之间最大年夜相差24%
B与C之间最大年夜相差54%
C与D之间最大年夜相差45%
对策: 用成长的目光存眷取值是不是合理。
规范划定:高度大年夜于60M的高层建筑,风荷载的取值可按100年一遇考虑。 其对成本的影响程度若何?
对策:阐发规范要求的目标; 采纳积极的成本节制办法!
7、电算系数的取值
梁的弯矩放大年夜系数;
梁的扭矩折减系数;
梁柱堆叠部门是不是简化为刚域;
混凝土容重的取值;
连梁刚度折减系数;
墙、柱、根本计较是不是考虑活荷载的折减;
地下室外墙是不是按压弯构件计较;
荷载的取值是不是有报酬的放大年夜;
8、图纸设计时回并的掌控
邃密化设计是施工图过程中节制成本的关头
梁的回并
墙柱的回并
板的回并
桩基的回并
根本的回并
9、层高对成本的影响及节制
建筑层高基于成本考虑,即便只有:几个厘米 --- 也是我们要细心切磋的标题问题!
(1)节制层高的意义:
结构成本:
削减所有布局柱、剪力墙等竖向构件的长度和体积
削减建筑的总高度、降落布局的总荷载,间接降落结构成本
降落上部布局所承受的地动力、风荷载,间接降落结构成本
地下室土方开挖及运输的数量
基坑支护的面积、基坑支护的单价
地下室底板及侧壁的截面及配筋
抗拔桩、抗拔锚杆的费用
基坑降水的数量及费用
其它土建成本:
削减所有外保护砖墙、内分隔墙、装潢隔断距离的数量
削减门窗、幕墙、粉刷、涂料、瓷砖、石材、防水材料等数量
设备及运营成本:
更好地知足节能规范的要求
削减空调等设备的负荷量
削减后期空调等设备的运营成本
(2)降落层高
对良多公共建筑,包含地下空间,规范或客户所真正存眷的其实不是建筑物的层高, 而是利用空间的——净高
影响净高的身分:
布局的梁高
——设计院凡是的做法:取布局本身最经济的梁高(一般 为1/8-1/12的跨度)。
综合各类成本身分,取值应较正常布局本身最经济的梁 高降落10%-30%。(建议为1/12-1/18的跨度)
电机的管道空间:
——设计院凡是的做法是空调、电缆、水管各占一个标高,实际空间操纵率很低。
优化办法:
要求设计院做每层的:综合管线图——来优化各专业管线的交叉安插和统一调和。采取综合管线图,对电机管线进行当真的优化设计后,对地下室常常可以节流出近 200 的高度空间。
布局梁高的空间与电机的管道空间交叉优化设计:
采取变截面梁,在电机管线经由过程处,削减梁截面高度。
在梁中预埋管或预留洞口,使管线穿过。
采取设柱帽 (或不设柱帽)的无梁楼盖,使管线与布局柱帽在统一高度空间。
寄望:以上布局电机的优化设计均有前提前提
(3)经典案例:
长虹在深圳的研发大年夜楼,占地6000平方米,容积率节制在11,限高100米,建筑笼盖率不超越55%。深圳六家大年夜型设计院投标,共同的标题问题:很难设计到最大年夜容积率要求的面积。
各公司的解决编制 ——紧缩层高
布局:
宽扁梁
预应力梁
型钢梁
钢梁
无梁现浇空心混凝土板 (GBF)
电机:
非尺度空调管
空调双管并
布局与电机:
设计使布局梁的安插与空调管线的安插保持一致,以便布局梁与空调管线共同占用一个空间。局部加高布局梁
10、布局超限
布局超限必定增加结构成本
布局超限必定增加设计周期
布局超限的衡量和节制— 投进产出比
资本的及时引进
需要的前期沟通
11、建筑高宽比超限
高层规范:在6度及7度抗震设防区,剪力墙布局及框架核芯筒布局的高度与宽度比不宜大年夜于6,框架剪力墙布局的高度与宽度比不宜大年夜于5。
建筑高宽比的超限不属于抗震超限审查范围。
建筑物在风荷载和地动荷载的感化下会产生倾覆力矩,建筑高宽比愈大年夜,建筑物抗倾覆力矩的能力就愈差。
高宽比超限对成本的影响
高宽比超限必然会增加成本,包含结构成本和建筑成本。
高宽比超限增加的结构成本,受以下几个身分影响;
高宽比超限的程度
建筑物的风荷载
建筑的地动力
注:本文来自边缘构件的BLOG