结构精细化设计

结构精细化设计第一页，共九十六页，2022年，8月28日“鸟巢”及结构优化2004年7月，“鸟巢”没有通过全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会组织的“抗震设防”审查。专家认为：可开启、滑动式的“鸟巢”屋顶不但耗费大量钢材，而且会使场馆承重大大增加，给场馆带来可能的安全隐患。“鸟巢”每平方米的用钢量达到500公斤，总的用钢量接近5万吨。这是一个非常超标的用钢量，2000年悉尼奥运会的平均用钢量仅为30公斤／平方米。“鸟巢”的初始方案将直接造成造价高、施工难度大等不良后果。因此，降低“鸟巢”的结构自重势在必行。“鸟巢”经过相关论证及结构优化调整，用钢量从约5万吨降到约3.5万吨，总投资预算从最初设计阶段的38亿元减少到31.3亿元，为奥运场馆建设省下了6.7亿元。主要进行了三方面优化：一是去掉原来的可开启屋顶；二是扩大中间可开启屋顶的开口，降低用钢量；第三是减少了9000个临时坐席。优化之后‘鸟巢’仍是“鸟巢”，因为设计修改中最重要的原则就是保持鸟巢基本的设计理念不变。

第二页，共九十六页，2022年，8月28日“鸟巢”结构优化的启示进行结构优化设计，必须要尊重建筑师的原创思想。这就像时下的吸脂美体术，只能在不改变人外观、健康和容貌的基础上，减去多余脂肪，达到健美目的。在“瘦身减负”过程中，专家们在保持建筑外形和构件外廓尺寸的前提下，通过根据实际情况优化结构构件的截面厚度，采取局部构造性增强等措施，为场馆进行整体的科学“瘦身”，以达到减轻结构自重的目的。可能有人担心这样会降低场馆的质量性能，但“鸟巢”结构优化前后的对比显示，“瘦身”后的场馆各项性能指标均得到提高。如优化后的场馆的负重变形大大减小，其稳定性和稳健性增强了，可抗8度地震。这类似于举重运动员在赛前通过节食等手段减轻体重。虽然绝对力量可能会下降，但下降幅度远不及体重下降幅度，结果其比赛成绩不降反升。节俭办奥运。第三页，共九十六页，2022年，8月28日万科的成功之道上市15年间，万科的主营业务收入复合增长率达到25.8%，净利润的复合增长率达到31.2%，公司A股上涨幅度约24倍，而B股的上涨幅度则高达110倍。得益于：一、成熟的产品体系二、高效的运营体系三、强有力的成本管理四、集权化的管控第四页，共九十六页，2022年，8月28日结构成本控制的意义结构成本到底有多少？地面以上的结构：钢筋：（35～90）kg/m2×6.5元/kg＝230～590元/m2砼：（0.3～0.5）m3/m2×(386～460)元/m3＝120～230元/m2总价：350～820元/m2，平均：580元/m2第五页，共九十六页，2022年，8月28日地面以下的结构：钢筋：（130～300）kg/m2×6.5元/kg＝840～1950元/m2砼：（0.9～1.4）m3/m2×(400～460)元/m3＝360～650元/m2总价：1200～2600元/m2，平均：1900元/m2基础：总价：25～120元/m2，平均60元/m2第六页，共九十六页，2022年，8月28日按地下室面积占总建筑面积的22％计算，单位面积的综合结构成本为：560～1330元/m2，平均950元/m2。结构相关成本：模板、基坑支护、土方、砌体等。结构成本一般占建安成本的50％左右。第七页，共九十六页，2022年，8月28日结构成本会有很大离散性的原因：客观：地域、结构形式、建筑功能、建筑高度、建筑规模等；主观：产品定位、建筑标准、设计、开发商的设计管理等；房地产商的客户最不关注的成本是什么？――结构成本！结构成本管理是地产商设计管理的核心！结构成本是房地产商最应关注的成本！第八页，共九十六页，2022年，8月28日三种认识：“建筑方案一经确定，结构成本就基本确定了”。“结构成本的降低必然会导致结构安全储备的下降”。“对于建筑这样的‘百年大计’，一定要保证‘安全’，一定要‘增加结构的安全储备’”。第九页，共九十六页，2022年，8月28日――建筑方案的确定，结构成本确定了60～70％，另外的结构方案优化和结构精细化设计占30～40％。――结构方案的优化会降低无效成本，精细化、系统化设计，会确保结构合理。国家规范保证了结构应有的安全储备。――结构的使用年限一般为50年，必须在合理使用年限内保证结构安全可靠，但没有必要人为再提高结构设计标准，国家规范没这样的要求。若增加结构成本，进而提高结构安全储备，要看是否提升建筑的价值。第十页，共九十六页，2022年，8月28日当前结构成本控制的市场状况：仅从经济指标上对结构成本进行控制。（在审图和合同方面下功夫较多，将大量的设计精力放在了降低经济指标上，忽略了其他工作，有些工作确实降低了建设阶段的经济指标，但造成了使用、运行等方面的限制或增加了使用成本。）第十一页，共九十六页，2022年，8月28日当前开发商的思路：极端强调结构成本的控制，含钢量、含混凝土量越低，结构设计越优秀。（应该走综合成本控制的概念）第十二页，共九十六页，2022年，8月28日成本管理理论的发展传统成本管理理论是：着重工程建设阶段成本管理；对项目操作成本进行约束。现代成本管理理论：从范围上讲，全方位成本管理，从成本管理最优化配置、价值分析、风险分析等领域，以系统的观点全面分析项目的投入产出比；从时间上讲，项目全生命成本管理，即把成本管理的链条向前扩大到决策阶段，向后延伸到项目的使用阶段，使项目的成本在其整个生命周期中达到最优化。第十三页，共九十六页，2022年，8月28日成本管理的内涵第十四页，共九十六页，2022年，8月28日结构成本控制的管理思路及方法事前控制是项目成本管理的重中之重；必须对整个策划、设计和建设的全过程进行管理。――前期策划阶段。拿地的成本估算，是否有影响成本的风险（塌陷坑、溶洞、泥坑等）存在。――规划阶段。场地情况；不利地质；配套成熟度；反复报批、政府评审、审批的情况是否有影响成本的风险存在。――方案阶段。结构（含基础）合理可行，避免返工。结构等专业提前介入（机电、空调、设备、物业管理等）。――扩初阶段。结构优化，设备专业定案。――施工图设计阶段。成本意识沟通，结构精细化设计。――施工配合阶段。做好变更、签证的控制。第十五页，共九十六页，2022年，8月28日变更及签证的原因：――设计类：超成本目标；设计优化；设计错误；设计缺陷；二次设计。――施工类：现场条件；施工错误；施工困难；进度要求。――营销类：客户需求；竞争需求。――其他。很多项目由设计失误所带来的设计变更占总建造成本的3～6％，其中设计决策错误的比重常常占到60％；重复性错误一般占30％。第十六页，共九十六页，2022年，8月28日事前控制的几个要点。选择设计院的思路和方法选择专业负责人的思路和方法与设计院沟通工程成本控制意识的思路和方法设计周期合理取值的思考设计费合理取值的思考设计合同中设计公司应承担的风险限额设计合同的引入和使用第十七页，共九十六页，2022年，8月28日选择设计院的思路和方法（扩初及施工图阶段）易于沟通。重视项目，不迷信大牌设计院。态度重视。重要人员出面，真正重视。项目情况。项目任务饱满度和项目业绩情况。服务意识。服务业绩和同行评价情况。市场口碑。同行及类似项目的评价。第十八页，共九十六页，2022年，8月28日选择专业负责人的思路和方法业绩、经验（非挂名、直接参与）；市场反馈（图纸质量、责任意识、成本意识、服务意识。从同行处了解）；三个配合（图纸修改、专业协调、工地现场，且本人亲自处理）；影响力及控制力（管理能力、威信）。项目设计团队最重要，不只是一个人或一个设计公司。第十九页，共九十六页，2022年，8月28日与设计院沟通工程成本控制意识的思路和方法。前期主动的沟通和要求；尊重平等的心态；质量标准的换位思考；同行的交流与竞争；双赢的思路和手段。第二十页，共九十六页，2022年，8月28日设计周期的合理取值的思考――设计周期对总成本的影响资金的时间价值；市场风险的变化；产品的实际价值。第二十一页，共九十六页，2022年，8月28日设计周期对总成本的影响第二十二页，共九十六页，2022年，8月28日如何在保证质量、不增加成本的前提下缩短设计周期？――决策的导向及措施；――工序的前置及搭接；――标准化设计的推广。第二十三页，共九十六页，2022年，8月28日设计费的合理取值的思考――设计费本身及其对总成本、进度、质量的影响（如下图）――设计费取值――设计费支付第二十四页，共九十六页，2022年，8月28日设计费本身及其对总成本、进度、质量的影响第二十五页，共九十六页，2022年，8月28日设计合同中设计公司应承担的风险有哪些？――设计错误所导致的损失（磕碰错漏），如楼梯碰头；――设计延误所导致的损失，如×××元/天；――施工配合不到位所导致的损失，如×××元/次；――设计成果超限额的罚则。第二十六页，共九十六页，2022年，8月28日限额设计合同的引入和使用――限额引入的意义。鼓励、奖励、要求设计人员按低于某个限额指标进行结构优化和结构设计，控制结构成本。――限额的内容。可控制的、重要的、易离散的经济指标。――限额的数值。可实现的，但要努力。――限额的弹性。明确数值的范围和局部调整。――双赢的思路和安排。第二十七页，共九十六页，2022年，8月28日甲方必须提前重视和确认的技术原则――设计单位的《结构设计统一技术措施》或《结构设计指引》；――《结构设计总说明》；――《结构标准设计和构造做法》；要求设计单位一定要进行多结构方案的计算比较，甲方进行过程沟通、确认，明确构造设计原则。通过沟通，设计单位与甲方就结构设计原则达成一致后，方可再行后续设计工作。第二十八页，共九十六页，2022年，8月28日设计过程中甲方必须控制的关键环节――结构体系的确定及主要平面图；――基础的选型、设计参数和设计计算简图；――电算模型及计算参数的取值、计算书；――标准单元的样板界面及配筋图；――地下室的布置及样板配筋图；――结构转换层的布置及配筋图。以上内容沟通，符合要求，达成一致，方可再行后续设计工作。第二十九页，共九十六页，2022年，8月28日与设计公司合作时开发商最担心的是什么？――合作风险。开发商必须占用大量的资源对设计风险进行详细评估；――思想的融合。第三十页，共九十六页，2022年，8月28日如何消除开发商与设计公司合作的担心？――抓住时机寻求长期的战略合作伙伴！选若干家合作伙伴，并进行定期评估。第三十一页，共九十六页，2022年，8月28日施工图审查公司的选择及沟通――选择思路：易于沟通；――沟通时机：重视前期；――沟通内容：规范的边界或有争议之处（例如：超限的判定、裂缝宽度的控制、短肢墙体系的定义、配筋控制等）；――沟通方式：双方或三方。要重视平时的资源借助、关系维护。第三十二页，共九十六页，2022年，8月28日哪些外部资源是必须引入的？――引入的前提和原则是什么？价值。――引入的资源有哪些？垄断部门、政府机关主管、人防、审图、学术权威、行业专家、专业咨询公司等；――引入的时机如何把握？尽早维护，及时引入；――合作方式及注意事项有哪些？顾问。关注价值和时间。（案例：机器维修）。第三十三页，共九十六页，2022年，8月28日第三十四页，共九十六页，2022年，8月28日金成地产结构设计管理流程第三十五页，共九十六页，2022年，8月28日第三十六页，共九十六页，2022年，8月28日结构成本控制的技术关键点层高对成本的影响及控制几厘米？第三十七页，共九十六页，2022年，8月28日控制层高的意义――结构成本1、地面以上部分：减少柱、墙体积；减少总高，降低荷载；减少地震力和风荷载。2、地面以下部分：减少土方量；减少基坑支护；减少侧壁及底板结构量；减少抗浮量。――其他土建成本减少维护墙、分隔墙、装饰工程量；减少门窗、幕墙、粉刷、涂料、防水等工程量。――设备及运营成本节能；减少耗能负荷；减少运营成本。2.9m→3.0m；每加高10cm，约差30元/m2。第三十八页，共九十六页，2022年，8月28日

如何降低层高？建筑和客户主要关注净高！压缩层高，保证净高（尤其是在限高的高容积率建筑中）！影响净高的因素结构梁高；机电的管线空间；第三十九页，共九十六页，2022年，8月28日1、结构梁高设计院通常做法：取结构本身最经济的梁高，一般为1/8～1/12的跨度。优化措施：综合各种成本因素，取1/12～1/18的跨度，降10％～30％。2、机电的管线空间设计院通常做法：各专业各占一个标高和空间。优化措施：管线综合，可节约200高度。3、结构梁高空间与机电的管线空间可以相互利用采用变截面梁，在机电管线通过处，减少梁高截面；在梁中预埋管线或预留洞口，使管线穿过；采用有柱帽的无梁楼盖，使管线与结构柱帽在同一高度空间内。第四十页，共九十六页，2022年，8月28日案例：长虹在深圳的研发大楼，占地6000平方米，容积率控制在11，限高100米，建筑覆盖率不超过55％，深圳六家大型设计院投标。共同的问题：很难设计到最大容积率要求的面积，怎么办？？？――压缩层高，保证净高！各投标设计公司采取了哪些手段？――结构专业：宽扁梁（评价：√）；预应力梁（评价：施工不便）；劲性梁（混凝土包型钢）（评价：√，局部可用）；钢梁（评价：防火成本高，不经济）；无梁现浇空心混凝土板（GBF）（评价：高层、抗震不允许采用）。――机电专业：非标准空调管；空调双管并行；局部加高梁，管线与梁结合，让管线在梁中穿过。――结构、建筑与机电专业协作：结构设计使结构梁的布置与空调管线的布置平行一致，以便结构梁与空调管线共同占用一个空间高度；（评价：√，最佳方案！）局部加高梁，管线与梁结合，让管线在梁中穿过；在建筑净高要求较低的空间（如走廊）布置主管。（评价：√，最佳方案！）第四十一页，共九十六页，2022年，8月28日结构超限对成本的影响及控制结构超限会有什么影响？――增加成本及设计周期。如何权衡和控制结构超限？――要看投入产出比。结构超限后该如何处理？――专家资源的引入，前期的沟通。第四十二页，共九十六页，2022年，8月28日结构超限案例1：2004年，上海，7度抗震，四类场地土，3栋33层建筑、3栋22层建筑、3栋18层建筑，大地下室相连，有两个结构转换层，平面凹凸不规则，建筑物整体长度达65米，必须按超限结构进行“超限抗震审查”。因未事先进行成本估算、引入专家资源，使得结构设计周期加长、结构成本奇高。分析：业主事先要考虑：1、结构超限对建筑方案的不利影响（剪力墙布置）；2、结构超限对设计周期的影响值；3、结构超限对成本的影响值；4、结构超限的专家资源及时引入。第四十三页，共九十六页，2022年，8月28日结构超限案例2：2001年，深圳，7度抗震，100米高层建筑，四层裙房，办公与住宅两个塔楼，住宅部分设有结构转换层，在方案前期住宅部分平面属于“平面特别不规则的超限结构”。因属建筑中标方案，提前引入专家资源，建筑与结构配合，使得结构超限及时化解。分析：1、专家资源的及时引入，多专业的沟通、互动，相互启发；2、从建筑方案想办法。第四十四页，共九十六页，2022年，8月28日建筑高宽比超限对成本的影响高层规范：在6度及7度抗震设防区，剪力墙结构及框架核心筒结构的高度与宽度比不宜大于6，框架剪力墙结构的高度与宽度比不宜大于5。建筑高宽比超限是否属于抗震超限审查范围？――不属于。建筑高宽比超限对结构会有什么不利影响？――建筑物抗倾覆的能力差。建筑高宽比超限对成本的影响如何？――成本一定会增加，包括结构成本和建筑成本。建筑高宽比超限会增加建筑成本吗？――主要是表面积与体积的比值对成本的影响。建筑高宽比超限增加的结构成本，受哪几个因素的影响？――超限的程度，风荷载；地震力。建筑高宽比超限对结构成本的影响程度如何？第四十五页，共九十六页，2022年，8月28日――案例1：深圳项目，高层住宅，7度抗震，基本风压0.75，地面粗糙度B类，高度为99.8米，进深为12.2米，高宽比达8.2。分析结果：增加结构成本67元/m2。――案例2：无锡项目，高层住宅，6度抗震，基本风压0.45，地面粗糙度C类，高度为99.9米，进深为12.5米，高宽比达8.0。分析结果：增加结构成本17元/m2。第四十六页，共九十六页，2022年，8月28日公共大地下室的面积充分利用设计院在地下室设计时的习惯做法是什么？――面积大点好用，面积多了不细用（停车、人防、消防、设备房等）。开发商对面积使用率的关注点在哪里？――地上建筑面积使用率。为什么地下室的空间利用率是盲点？要关注吗？设备用房设计是否精细化？――地下室的单方造价要比地上建筑单方造价高得多，应进行精细化设计！第四十七页，共九十六页，2022年，8月28日基础的选型介绍冲孔桩、钻孔桩；人工挖孔桩；预应力管桩；沉管灌注桩；强夯地基处理；水泥搅拌桩地基处理；筏板基础；独立柱基；（刚性、柔性）条基。第四十八页，共九十六页，2022年，8月28日案例：深圳，四层高的大跨度预应力结构厂房，3万多平方米；单柱轴力1400吨；坡形的淤泥质土层分布场地，淤泥质土含有有机质，强风化岩埋深12～28米，厚度0.2～8.3米，场地内有孤石，浅基础持力层的承载力180kN/m2。原方案采用大体量的独立柱基加入部分搅拌桩处理地基是否安全合理？其施工周期如何？经济性如何？采用什么基础形式为好？――经论证，采用大直径锤击沉管灌注桩，节约200万元。第四十九页，共九十六页，2022年，8月28日如何判断桩（基础）的总量是否合理？――用桩（基础）的总反力与建筑物竖向总轴力（总重量）的比值（布桩系数），核对并判断其合理性。楼层重量标准值（经验估算值）框架结构：1.2～1.5t/m2；框架剪力墙结构：1.3～1.6t/m2；剪力墙结构：1.5～1.8t/m2；框架筒体结构：1.4～1.6t/m2；地下室：2.0t/m2。第五十页，共九十六页，2022年，8月28日如何优化桩（基础）的总量？关注柱底内力的取值；――ND+L,非Nmax。关注桩承载力的利用；――充分发挥。关注桩承基础中地下室底板下土承载力的利用；――底板土承载力≧120kpa，且为摩擦桩时，可以使用。关注水浮力的利用；关注基础类型的归并；――归并的幅度级差要关注，要求设计精细化。第五十一页，共九十六页，2022年，8月28日当基础采用“墩基”，而不采用“桩基”时，结构成本会有什么不同？分析：当采用桩基时，地质报告对桩端承载力是对应土层承载力标准值的40～100倍。结论：尽可能为“桩”，不要成“墩”。第五十二页，共九十六页，2022年，8月28日梁的布置与成本的关系8.5米×8.5米柱网下，布置井字梁经济还是十字梁经济？分析、结论：正常楼层：十字梁较井字梁便宜约10％以上；屋顶花园、有覆土的地下室顶板是井字梁较十字梁便宜，或相差不多。第五十三页，共九十六页，2022年，8月28日一些短墙上的小梁是否需要布置？分析：普通楼板是否足以支撑这些短墙？板的配筋是否为构造配筋，而不是根据计算得出？答案：在一定跨度范围内，梁越少越好。第五十四页，共九十六页，2022年，8月28日梁配筋方式对成本的影响――要考虑柱截面尺寸较大时，刚域约束对梁端弯矩取值的影响，即梁端弯矩应从梁柱交边线处取值；――框架梁中上部通长钢筋尽可能按规范规定的低限配置，支座负筋应按弯矩包络图配合构造要求分段截断；――梁底部钢筋在中间支座处不应安排全部锚固错接、搭接，尽可能采用与邻跨拉通，个别锚固、切断的配筋方式；――住宅标准层梁宽常为200或250，此时梁顶钢筋宜采用小直径钢筋；――不得已不要采用直径大于25的钢筋；――主次梁相交处，优先采用附加箍筋的方法。不得已采用吊筋时，应在采用附加箍筋后经过结构计算采用较小直径的吊筋。第五十五页，共九十六页，2022年，8月28日剪力墙的布置与成本的关系如何优化剪力墙布置的位置？――在建筑物的两端和周边重点布置，在建筑物的内部和中间位置减少布置（但要满足竖向承重的需要），保证结构的抗震扭转指标满足规范要求。好钢用在刀刃上。如何优化剪力墙的数量？――关注结构计算位移与规范的最低要求的关系，刚好满足即可，清除不必要的结构成本。如何优化剪力墙的长度？剪力墙太长，结构本身成本增加，同时又使地震力增大，进一步加大结构成本；短肢剪力墙，抗震性能不好，构造配筋成倍放大，成本也会增大。对策：――一般情况下，最优化的剪力墙长度是其厚度的8倍＋100；在剪力墙的翼缘小于600时，应特别分析、关注其结构计算的结果。第五十六页，共九十六页，2022年，8月28日如何控制剪力墙的厚度取值？《高层建筑混凝土结构技术规程条：底部加强层剪力墙厚度不小于层高的1/16（一、二级抗震等级）或1/20（三、四级抗震等级）；但底部商业、底层假复式住宅或架空层层高较高，按此规定，墙厚必须增加较多，同时变成短肢剪力墙，配筋进一步大幅增加。对策：可经过《高层建筑混凝土结构技术规程》附录D专门的公式验算，大部分墙厚不需比标准层加厚或加厚一点即可满足墙体稳定性要求，节省本层造价约15％。第五十七页，共九十六页，2022年，8月28日异形柱结构中应注意的事项？――异形柱对成本的影响。一定比普通框架结构成本高。――对结构安全的影响。未经实例结构检测。――是否可以少用异形柱，多用方柱？尽可能多用方柱！（例如，户内隔墙、门后、立面、公共部位空间等处可用方柱。）第五十八页，共九十六页，2022年，8月28日柱配箍率对成本的影响规范规定：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。――实际施工图设计中，设计人员往往将核芯区体积以柱的总体积来替换，以方便计算，并满足规范要求。如此设计对成本有多少影响呢？以500×500截面为例，相差29％！第五十九页，共九十六页，2022年，8月28日柱子纵向钢筋的配置技巧当柱子按计算配筋时，程序对X向及Y向的钢筋均有配筋面积要求，如何在满足计算配筋量要求的前提下尽量减少总配筋量？以500×500方柱、每侧计算配筋量为12cm2为例。习惯的配筋方式为12Φ20（总配筋面积为37.7cm2）；另一种配筋方式为：4Φ25＋4Φ20（总配筋面积为32.1cm2），将4Φ25放在柱角。两种配筋方式均正好满足计算要求，但钢筋用量相差17.5%!――配筋技巧：将较粗钢筋放在角部共用！第六十页，共九十六页，2022年，8月28日楼板厚度对成本的影响――标准层楼板厚度对荷载的影响程度：2cm厚的板厚占标准层总荷载约3.3％！――标准层楼板厚度对板配筋的影响程度：仅考虑构造配筋因素，板的配筋量与板的厚度成比例增加！――标准层楼板厚度对地震力的影响程度：2cm厚的板厚地震力增加约3.3％！――标准层楼板厚度对梁、柱、墙配筋的间接影响：因荷载间接增加配筋等成本！――标准层楼板厚度对基础的间接影响：因荷载间接增加成本！第六十一页，共九十六页，2022年，8月28日实际工程中楼板厚度的选择建议――普通3米跨度以内的楼板厚度可取80～100；――普通3～4米跨度以内的楼板厚度可取100；――客厅处的异形大板的楼板厚度可取120～150；――普通屋面楼板厚度可取120；――管线密集处（板内管线预埋）楼板厚度可取120；――地下室顶板厚度可取180或150（非嵌固端）。第六十二页，共九十六页，2022年，8月28日建筑的地下室及屋顶找坡找坡的成本有哪些？――材料成本、质量维护成本、人工成本、结构成本等；找坡有哪些优化的办法？是否结构找坡或半结构找坡？单坡还是双坡？找坡的方向长度？――重视找坡，科学找坡。地下室底板采用结构找坡的经济性（尤其是大地下室）可节省：――300厚素砼C15找坡层（330×0.25=83元/m2）；――竖向构件（16元/m2）；――挖土方量（6元/m2）；――防水做法、底板及侧壁的配筋等。最新最经济做法：取消地下室建筑、结构找坡，仅在结构底板中预埋排水管，接入分区的集水井，多设些地漏即可。第六十三页，共九十六页，2022年，8月28日关注设计荷载取值――地下室顶板的活荷载取值20KN/m2（过消防车值，只可局部车道取）、10KN/m2（施工堆载，因分时出现，可与覆土荷载互为调整）、4KN/m2（小车库、商场密集人群）；――内隔墙的荷载取值：轻质隔墙材料需提前确定；――空间可灵活分隔的荷载取值：非固定隔墙的自重取每米墙重（KN/m值）的1/3，作为楼面活荷载的附加值计入（KN/m2值）。第六十四页，共九十六页，2022年，8月28日风荷载取值对成本的影响地面粗糙度类别共有四级：A、B、C、D，其选择对风荷载的影响如何？对成本的影响如何？――A与B之间最大相差24％；――B与C之间最大相差54％；――C与D之间最大相差45％；对策：用发展的眼光取地面粗糙度。例如，对于未来的城市中心，可以用10年重现期的风荷载按当前粗糙度复核。规范规定：高度大于60m的高层建筑，风荷载的取值可按100年一遇考虑。分析、对策：分析规范要求的目的；采取积极的成本控制措施。保证承载力安全，变形：50年一遇的风荷载变形须保证满足规范要求，100年一遇的风荷载变形可放宽，但承载力必须保证。第六十五页，共九十六页，2022年，8月28日关注电算时一些系数的取值――梁的弯矩放大系数1.0（强调取1.0，必要时，只对个别梁单独事后放大，避免整体放大）；――梁的扭矩折减系数0.4；――梁柱重叠部分应简化为刚域（柱较大时，考虑刚域与不考虑刚域的梁端负弯矩差15～25％）；――混凝土容重的取值25KN/m3；――连梁刚度折减系数0.6～0.7（风和地震可不同）；――墙、柱、基础计算应按规范考虑活荷载的折减；――地下室外墙应按压弯构件计算；――荷载取值不得人为放大。第六十六页，共九十六页，2022年，8月28日关注地质勘察报告――关注基础选型及地基处理建议，建议的方案要有两个以上，注明结果由设计单位决定，地质报告初稿应与业主、设计单位技术人员沟通后成稿；――关注承载力的取值；承载力取值往往是参照不同的规范有不同的结果，有时相差较大，有些勘察单位取得较保守，经验很重要！关键在于选择有经验的勘察单位！――关注抗浮设计水位标高（一定是标高，而不是地面以下的埋深）。该值涉及底板、侧壁墙、抗拔桩的设计及成本；――可以要求勘察单位提出最低设计水位标高；――可对勘察单位的钻孔深度提出要求；第六十七页，共九十六页，2022年，8月28日钢筋材料的选择对成本的影响市场价格：Ⅰ级钢：5330元/吨；Ⅱ级螺纹钢：Φ14以下5650元/吨，Φ14以上5500元/吨；新Ⅲ螺纹钢：综合5600元/吨；冷轧带肋钢筋：6010元/吨；冷轧带肋钢筋网片：6510元/吨；――Ⅱ级螺纹钢VSⅠ级园钢：价格贵6％，强度高43％；最小配筋率可降低。故尽可能采用Ⅱ级螺纹钢；――新Ⅲ螺纹钢VSⅡ级螺纹钢：价格贵了1.8％，强度高20％，对按计算配筋的梁柱有显著影响。对于柱的构造配筋率：可减0.1（当二级抗震时，柱构造配筋率：0.7％→0.6％，减少14.3％）；减少梁柱的配筋数量，方便施工；故尽可能采用新Ⅲ螺纹钢；――冷轧带肋钢筋VSⅡ级螺纹钢：价格贵了6.4％，强度高20％。冷轧带肋钢筋仅用于板配筋，易生锈，但经济性好。因规程不同及产品供应的直径范围内冷轧带肋钢筋所导致的“实际最小配筋率”要低些，如ø10@200在100厚的板中配筋率是0.393％，较冷轧带肋钢筋最小配筋率0.2%增加了96.5％。故尽可能采用冷轧带肋钢筋；――冷轧带肋钢筋VS冷轧带肋钢筋网片：贵了8.3％；减少绑扎费用，节省人工费80元/吨；提高工程质量，加快工程进度；――冷轧带肋钢筋VS冷轧扭钢筋：价格差不多，强度相同；冷轧扭钢筋绑扎较困难，综合单价高；规范变化后，冷轧扭钢筋无优势。第六十八页，共九十六页，2022年，8月28日实际工程中钢筋选择的建议结构梁、柱、墙钢筋统一按什么原则选取？参考建议：6～8直径钢筋统一采用HPB235；10以上尽可能采用HRB400；尽可能用高强钢筋。楼板钢筋统一按什么原则选取？参考建议：优先采用HRB400、冷轧带肋钢筋；板底钢筋尽量采用直径小、间距密的方式布置。第六十九页，共九十六页，2022年，8月28日混凝土强度等级对成本的影响砼强度等级升高，单价成本直接上升：C20单价277元/m3；C25单价296元/m3

；C30单价315元/m3

；C35单价332元/m3

；C40单价362元/m3

；C50单价400元/m3

；…；――砼强度等级每升高一级，单价提高5～8％；――对柱及剪力墙（轴压比控制）的影响程度：提高砼强度等级可显著减少柱墙的尺寸，增加建筑实际实用率；――对梁的影响：正常情况下，砼强度等级对梁的承载力几乎没有影响，因此，对梁的截面及配筋影响很小，不宜采用高等级砼（但是对于如框支梁及抗剪控制截面的情况要采用高等级砼）；――对楼板的影响：楼板砼强度等级应同梁（砼强度等级降低会降低楼板构造配筋率，且因现在多为泵送商品砼，等级较低的砼反而会减少楼板的开裂可能）；――目前设计市场中，对砼强度等级确定有一种认识：墙柱的砼强度等级与梁板不能相差两级以上。规范没有此项强制规定，也不符合强柱弱梁的要求，主要是要确保梁柱核芯区的砼强度等级不能与柱相差两级，为此可通过先浇注柱墙砼、在梁柱交界处的梁端设置加钢丝网的施工缝等措施，区分墙柱与楼板砼强度等级，保证核芯区砼强度等级与墙柱相同；第七十页，共九十六页，2022年，8月28日实际工程中混凝土强度等级的选择建议――普通的结构梁、板混凝土强度等级一般为C25、C20；――受力较大的的结构梁、板混凝土强度等级可采用C30，如地下室的底板、顶板、屋顶花园的楼板等；――结构转换层梁板的混凝土强度等级宜采用高等级，如当地施工质量有保障，可采用C50及以上等级；――剪力墙、柱混凝土强度等级按轴压比控制，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。第七十一页，共九十六页，2022年，8月28日图纸设计时构件归并的把握――梁的归并；会相差10～15％；要注意梁归并的归并分级原则！――墙柱的归并；注意结构标准层的归并范围要竖向分段处理，注意建筑标准层与结构标准层的截然不同！――板的归并；――柱（桩）基的归并；――基础的归并。构件归并是施工图过程中控制成本的关键！第七十二页，共九十六页，2022年，8月28日施工图深度对成本的影响

施工图设计文件的深度应满足以下要求：1．能据以编制施工图预算。2．能据以安排材料、设备订货和非标准设备的制作；3．能据以进行施工和安装；4．能据以进行工程验收。第七十三页，共九十六页，2022年，8月28日结构成本控制的技术关键点的总结结构设计优化的关键点；结构荷载取值的关键点；结构电算参数及结果优化的关键点；勘察报告结果优化的关键点；结构材料选择优化的关键点；结构设计精细化管理的关键点。――去除无效结构成本！第七十四页，共九十六页，2022年，8月28日客户关注客户投诉质量问题分类中最关注的是：渗漏、裂缝。对客户最关注的质量焦点，必须提高成本的投入！对客户不关注的质量问题，必须加强成本控制！成本投入的原则是：把好钢用在刀刃上！第七十五页，共九十六页，2022年，8月28日成本与收益关系图第七十六页，共九十六页，2022年，8月28日提高哪些关键成本可以大幅减少客户投诉？――防止渗漏和开裂！――楼板。端跨、管线密集处、屋面板、大开间板的长向（@150）要注意防止裂缝及渗漏，宜关注；――剪力墙。较长剪力墙的水平筋，有时会出现竖向裂缝，应加密间距（@150）；――地下室。侧墙会产生竖向裂缝，应增加水平筋的间距，如Φ12@100（或Φ14@100）,且可将水平分布筋放置于受力竖筋外侧，防竖裂且保证受力筋的混凝土保护层厚度。――砌体。在与梁、墙、柱等结构构件接缝处会产生裂缝，应特别注意。――渗漏。门窗、外墙、屋面、卫生间、地下室、不封闭阳台等处，应在建筑设计与施工时特别注意！――其他。悬臂梁、悬臂板的截面及配筋应加强，荷载未能明确处的结构构件宜加强。第七十七页，共九十六页，2022年，8月28日结构成本控制的案例分析桩基成本控制案例上海××项目的桩长选择概况：9栋住宅，其中，3栋18层建筑、3栋22层建筑、3栋28层，采用大地下室相连为一体，土质情况：25m深度内，土层较松，桩侧摩阻力为15～30kpa,越向下土层越密实，桩侧摩阻力逐渐增加为50～70kpa,38米以下各层桩端阻力均较小，为1500～2500kpa。上海市的习惯做法及地勘报告建议：18及22层选8－1层作持力层，桩长为40米，28层建筑选8－2层作持力层，桩长为50米。是否合适？讨论：应充分发挥下部摩阻力的效果。可不按习惯做法，可均采用50米长、500、600直径预应力管桩，通过不同桩径、调整布桩系数。从而1、节省造价（提高桩的性价比、减少承台的尺寸）；2、降低沉降差及沉降值；3、方便施工管理，提高桩基检测效率，降低检测成本。第七十八页，共九十六页，2022年，8月28日桩基成本控制案例南京××建筑的基础选型概况：4层住宅，半地下室，淤泥质土承载力为70kpa,在32～40米处有较好的砂层，可做桩端持力层，此时300直径的预应力管桩承载力为600KN。基础方案：1、筏板基础；2、8米长的水泥搅拌桩加连接梁形成复合地基＋止水筏板；3、长度为35米300直径预应力管桩，一柱一桩＋止水筏板。结论：预应力管桩方案最经济（便宜16％）；最安全；较搅拌桩施工周期短。讨论：一定要进行多方案的技术经济比较和综合对比分析！行政高管不要轻易下技术定论！第七十九页，共九十六页，2022年，8月28日地下室结构成本控制案例南京××项目的方案优化分析概况：9～18层的住宅小区，两个一层大地下室分别连接着高层住宅群，总建筑面积约28万平方米，淤泥质土，厚度约为18米，承载力为70kpa,在32～40米处有较好的砂层，可做桩端持力层。讨论：合理提高±0.00标高的取值，减小开挖深度，从而优化支护、土方、水浮力、抗拔桩的结构成本。要求勘察单位提供抗浮设防水位的绝对标高（原为相对地面的标高，后提了绝对标高，比原标高低了0.5米）景观设计前置，控制覆土厚度，结合景观布置、地下室布置、管线要求（普遍减少覆土厚度，在该厚的地方厚即可）结果：±0.00标高提高1.4米。遗憾：基坑开挖后，10％管桩倾斜。遗憾分析：――桩机选择，静压管桩桩机太重压偏；――开挖顺序不正确；――桩基施工顺序不正确。第八十页，共九十六页，2022年，8月28日上部结构成本控制案例杭州××项目结构转换层的取舍问题的提出：底层架空景观和商业需要底层大空间。思考及对策：转换层的含钢量：大约是300～500kg/m2(而标准层一般为41～45kg/m2)；转换层混凝土含量：0.9～1.2m3/m2；转换层的结构造价相当于5个以上标准层结构的价格，取消转换层相当于节省上部结构造价的10％。划算吗？为了满足架空层及地下室的空间需要，结构剪力墙的布置方案可否再优化呢？结论：取消转换层，节约造价1600万元第八十一页，共九十六页，2022年，8月28日地下室结构成本控制案例采用两层地下室省钱还是采用一层地下室省钱（条件：主体建筑下的地下室，总面积相等，不考虑支护费用）？分析：――地下室结构中最贵的是底板及梁的费用；――其次是顶板及梁的费用（覆土、景观、消防车、施工荷载）。――对侧壁、土方量、支护、抗浮的影响。推论：――一层地下室对应的是底板和顶板共两层的费用。――二层地下室对应的是三层的费用。――一般情况下，采用两层地下室省钱！疑问：应因地制宜。第八十二页，共九十六页，2022年，8月28日结构成本控制案例深圳××项目结构含钢量数据。概况：深圳，坡地建筑，大地下室连接多栋18层、24层、33层住宅，7度抗震，II类场地土，基本风压0.75，场地粗糙度D类。上部结构含钢量：36～44kg/m2，混凝土含量：0.3～0.37m3/m2

；其中33层：含钢量：44.38kg/m2，混凝土含量：0.378～0.369m3/m2；新三级钢用于梁板中。第八十三页，共九十六页，2022年，8月28日结构成本控制案例无锡××项目的结构成本案例分析。概况：无锡市内高层住宅小区，包括2栋30～33层建筑、2栋13层与23层相连建筑、5栋9～13层建筑，场地附近有一条河流，地下水位较高。场地土质较软，表层4米深度内有部分淤泥质土，地下室底板下土的承载力为160kpa，在17米至22米处有密实的粉砂层，在37～55米处有密实的砂层。基岩埋藏很深。6度抗震，基本风压0.45，本项目回款的周期要求较高。先施工单体小高层住宅，快速预售，最后施工地下室。第八十四页，共九十六页，2022年，8月28日结构成本控制案例无锡嘉和现代城的结构成本案例分析。地下室的布置思路：――A、各自独立的地下室；――B、设置某一、二栋相连的地下室；――C、设置整体相连的大地下室；――D、设置整体相连的地下室，但结构不连为一个整体。结论：采用C――优点：交通、停车、坡道、小区物业管理、地下室外墙数量、侧墙支护、防水面积等指标好。――缺点：地下室结构超长；地下室不均匀沉降。第八十五页，共九十六页，2022年，8月28日地下室结构超长的解决办法：设置结构后浇带和使用混凝土膨胀外加剂。――1、结构后浇带的设置。注意降水费用、设置间距（收缩后浇带30～40米一道，沉降后浇带在沉降差较大处设置）、封闭时间（两个月后）、施工便利性。――2、混凝土外加剂的使用：注意数量、费用、位置、施工注意事项（膨胀剂的主要成分为铝酸盐，只有带水结晶体才会膨胀，所以，在设计中特别注明：千万注意养护。为防止混凝土供应商、施工单位偷工减料，一定要甲供，甲方监督放置！）先施工单体小高层住宅，快速预售，最后施工地下室。――3、构造配筋的适当加强：注意数量、费用、关键位置。第八十六页，共九十六页，2022年，8月28日当地的基础设计经验：――9～15层建筑通常采用预制方桩基础，以粉砂层作为持力层，桩长约17米，摩擦型桩。――18层以上建筑通常采用钻孔桩基础，以砂层作为持力层，桩长约45米，摩擦型桩。――12层建筑物采用无桩筏板基础有过成功的案例，按程序计算沉降有15cm，实际观测仅4cm，在无锡观测到的建筑物最大沉降不超过6cm。本项目经济合理的基础形式：――全部采用管桩＋筏板；――全部采用钻孔灌注桩基础；――纯地下室及9～13层建筑部分采用预制方桩＋筏板，其余高层建筑采用钻孔灌注桩基础。――纯地下室及9～13层建筑部分采用天然地基筏板基础，其余高层建筑采用钻孔灌注桩基础。第八十七页，共九十六页，2022年，8月28日各栋建筑物的沉降差以及主体建筑物与地库间的沉降差如何解决？设置沉降后浇带，要求很长时间才能封闭，影响