房地产结构培训(优化篇)

杭州结构培训转训资料（结构优化篇）2015年5月集团研发设计中心目录对结构优化的正确认识结构优化的支持体系及管理技巧成本优化关注的重点质量优化关注的重点正确理解、合理利用规范结构优化若干概念性问题施工图结构优化速成招数2第一部分：对结构优化的正确认识3第一部分：对结构优化的正确认识结构优化的概念结构优化的贯穿设计各阶段结构优化的原因及必要性结构优化的常见模式结构优化离不开内部的配合4第一部分：对结构优化的正确认识结构优化的概念一些值得商榷的观念：结构造价占住宅建安造价的80%，占公建建安造价的50%结构造价的高低对建筑的品质没有影响，再高的造价业主也感受不到，业主也不关心设计都是保守设计，设计人员往往都加上很大的保险系数“采用概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠度指标衡量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达方式进行设计”《混凝土结构设计规范》5第一部分：对结构优化的正确认识什么是结构优化结构优化绝不仅仅是成本控制，不意味着执行规范的低限，不是一味的减少含钢量和混凝土量，更不仅仅是施工图纸完成之后开始的一项工作。成本控制是提升企业竞争力的必要手段，安全质量是企业生存发展的基础，我们提倡在满足国家规定的安全质量的前提下成本控制，避免不必要的浪费，而不是以牺牲安全质量为代价的成本节约。（例子1：冷轧扭钢筋楼板应用，导致楼板开裂。2、绵阳体育馆在汶川地震中安然无恙，作为避难所）6第一部分：对结构优化的正确认识结构优化应贯穿设计各阶段结构优化应包含产品的成本优化和质量优化结构优化应考虑综合成本，如时间成本7第一部分：对结构优化的正确认识结构优化贯穿设计各阶段

结构优化工作，贯穿于结构专业设计的各个阶段（规划阶段、方案阶段、扩初阶段、施工图阶段），并向标准化研发、项目可研以及施工阶段延伸。8第一部分：对结构优化的正确认识概念规划阶段

为规划方案的可实施性、经济性提供概念性的建议，主要包括：建筑场地的安全性评估：（案例1：存在地震断裂带，按当地规定50米禁止建筑房屋）地灾评估、地安评估地下埋藏物、构筑物的调查（案例1：地下存在配电站下设置电缆，对结构方案影响巨大.案例2：存在地下沟

案例3：湖北十堰的换填强夯地块，夯击能不足）场地现状、地勘报告的调查从结构角度指出概念规划方案不合理的地方，包括整体规划方案和单体方案（建筑单体避开不良地段案例1：风车loft方案，采用框架结构，柱子1200X1200，开间4000，让施工设计单位提前介入）9第一部分：对结构优化的正确认识方案阶段

配合建筑方案的最终确定，同时完成结构方案的确定，这个阶段是结构保证构思和成本控制的重点所在结构体系的选择地基基础方案比选地下室底板、顶板结构布置结构平面布置结构转换方案比选

在此阶段，必须召开两个交底会，一个论证会，原则上方案论证必须配以必要的图纸、测算和依据。

10第一部分：对结构优化的正确认识初步设计阶段

是将建筑方案和结构方案转化为施工图纸的重要环节，需要根据之前拟定的结构方案，按照最终确定的建筑方案，完成全面、细致的结构布置。确定设计标准、设计荷载以及主要构件的材料等级确定梁、板、墙、柱的截面。上机计算，确认拟定的结构布置方案是否可行、合理、经济，就计算中发现的问题与建筑、机电沟通初步设计的设计文件，是进行项目概算的依据，是检查设计单位是否满足限额设计的依据，成本控制的重要环节。

初设审查，典型楼栋典型单元标准层。11第一部分：对结构优化的正确认识施工图设计阶段

作为设计四个主要阶段的最后一个阶段，施工图阶段的结构优化工作，主要是做好精细化设计，其核心目的是节约结构成本，其实现形式是通过甲方组织的施工图审查。12第一部分：对结构优化的正确认识结构优化的原因和必要性设计单位的原因

目前的设计市场、设计单位、设计人员产品个性化的原因

产品的复杂多样性；地质条件的独特性；导致结构体系的复杂复杂与多选企业和市场的原因

竞争、经济、利润；安全、质量、品牌结构安全的重要性与结构设计的专业性、特殊性决定13第一部分：对结构优化的正确认识结构优化的常见模式企业自己优化

规模较大、技术力量雄厚的地产企业，集团或区域公司层面有专门的设计管理，具有设计经验丰富的结构设计师---基本实现优化目标；规模较大、技术力量雄厚的地产企业，拥有自己的设计院---基本实现优化目标。

中小地产企业或大集团的城市公司、项目公司、有设计部门，但结构师水平一般----完成简单的优化工作（部分实现或无法实现）；没有设计部门或设计部门配置不全，由工程部或成本部凭经验--实现或无法实现。外聘专家或委托专门设计优化公司

要求专业且认真负责的专家或优化公司14第一部分：对结构优化的正确认识结构优化离不开内部的配合

结构优化绝对不仅仅是结构一个专业的事情，它是以结构为主导，同时需要建筑、机电、室内专业配合；成本部、工程部支持的一项工作。15第二部分：结构优化的支持体系及管理技巧16第二部分：结构优化的支持体系及管理技巧设计管理部设计单位外部资源合理的设计周期相关部门的配合制度与合同标杆企业的管理经验17第二部分：结构优化的支持体系及管理技巧设计管理部对结构设计管理人员的素质要求1、扎实的理论基础和丰富的设计经验；2、较强的成本观念和创新意识；3、认真负责的工作态度；4、良好的沟通协调能力；5、熟悉房地产项目的开发流程；6、一定的社会资源对结构设计管理的工作要求甲方的要求、意见，均以正式文件的形式发给设计单位，并要求设计单位以正式文件的形式答复。所有的会议，均形成书面的会议纪要对于结构的方案性、原则性问题，甲方人员应给予明确的意见并有充分的理由。学会走设计单位的上层路线，抓大放小。18第二部分：结构优化的支持体系及管理技巧设计单位对设计单位的要求设计单位的体制、规模、组织构架、结构人员的数量及梯次设计单位领导是否有良好的服务意识，与甲方长期合作的意识。项目结构负责人应具备扎实的理论基础知识，丰富的设计经验，较强的成本观念和创新意识、良好的协调沟通能力、认真负责的工作态度。考察、沟通、培养

做好设计单位、结构负责人的考察向乙方各级人员灌输成本意识，引起足够的重视与乙方设计人员交朋友，想其所想，注重沟通。19第二部分：结构优化的支持体系及管理技巧

外部资源加强与同行间的交流；外聘专家顾问或建立专家库

；形成专家论证会制度；引入专业公司；组织学习和培训。20第二部分：结构优化的支持体系及管理技巧合理的设计周期各设计阶段预留合理的设计周期，能够保证每个阶段的工作深入细致，问题考虑周详，交代清楚，可以有时间对多种结构方案和构造节点进行比选、失算、讨论、推敲。21第二部分：结构优化的支持体系及管理技巧相关部门配合成本部搜集统计项目所在城市各种结构体系的结构成本数据，以及主要结构材料单价。与成本部结合项目具体情况，共同确定合理的限额设计指标。成本部配合结构专业完成对典型楼座/单元/户型的成本指标测算分析，并给出优化建议工程部根据现场情况、工程经验、施工便利等因素，提出结构优化建议（注意：工程部不应考虑施工便利而要求修改设计，而造成结构成本大幅增加）22第二部分：结构优化的支持体系及管理技巧制度与合同建立健全规章制度城市公司上报结构限额设计指标，供上级成本、设计部门审批；设计管理部完成设计任务书，施工图设计指引等文件；施工图结构成本测算先行，限时给出测算数据；制定细部构造做法，设置典型楼座、单元的标准层设计和测算环节；成本控制为设计部门年度考核指标；设计变更台账，有效无效分析；合同约束

设计合同中约定：钢筋混凝土量限额指标；实现或突破成本控制指标的奖罚措施；项目设计组成员名单；各设计阶段甲方审查确认环节。23第二部分：结构优化的支持体系及管理技巧标杆企业的管理经验

施工图设计合同及设计指引标准做法方案论证资料结构设计管理总结多家标杆企业的结构限额设计指标分析24第三部分：成本优化关注重点25第三部分：成本优化关注重点确定合理的设计标准选择合理的设计荷载合理的结构布置合理的结构选型控制主要结构材料场地标高、地基承载力、设防水位26第三部分：成本优化关注重点基础选型地基处理的种类及要求桩基础地下室（外墙、窗井、底板、顶板）转换层剪力墙、柱、梁截面尺寸、配筋27第三部分：成本优化关注重点设计标准结构的安全等级和使用年限建筑的抗震设防分类抗震设防烈度、基本地震加速度、地震分组场地类别钢筋混凝土结构的抗震等级地基基础设计等级砌体质量控制等级人防工程抗力等级28第三部分：成本优化关注重点设计荷载基本风压（地面粗糙度、体型系数、风阵系数）基本雪压楼屋面常规活荷载标准值特殊设备荷载标准值或规范未作出具体规定的荷载标准值常规建筑、装饰材料容重消防车荷载人防荷载29第三部分：成本优化关注重点结构选型按照主要建筑材料分：砌体结构、混凝土结构、钢结构、混合结构、组合结构、木结构、薄膜充气结构按照主体结构形式分：砖混、剪力墙（框支、短肢）、框架（异型柱、巨型框架）、框架-剪力墙、板柱（板柱-剪力墙）、筒体（框筒、筒中筒、成束筒、多重筒）、网架结构、悬索结构、膜结构30第三部分：成本优化关注重点结构布置平面布置平面简单、规则、对称、减少偏心；宜使结构刚度中心与质量中心重合平面长度不宜过长，平面突出部分l不宜过大，宽度b不宜过小，L/B,l/Bmax，l/b应满足规范要求：设防烈度L/Bl/Bmaxl/b6、7度≤6≤0.35≤2.08、9度≤5≤0.30≤1.531第三部分：成本优化关注重点避免在凹角、端部设置楼、电梯间；避免楼、电梯间偏置产生扭转剪力墙宜尽量对称、贯通全高；剪力墙宜布置成井筒式，以加大抗侧力刚度和抗扭刚度框架-剪力墙结构中，剪力墙宜布置在建筑物端部。楼电梯间、平面形状变化或恒载变化较大处，剪力墙间距不宜过大。32第三部分：成本优化关注重点底部大空间剪力墙结构中，应把落地剪力墙设置在两端和中部，并应加大墙厚，提高砼强度，上部则应加大剪力墙间距或墙上开洞楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半，楼板开洞总面积不宜超过总面积的30%，扣除凹人或开洞后，楼板在任意方向的宽度不宜小于5m，每一边楼板净宽度不应小于2mB级高度的高层建筑，其平面布置应规则、简单、对称，减少偏心33第三部分：成本优化关注重点竖向布置竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑，内收也不宜过大，过急、做到竖向刚度均匀连续，避免刚度突变，避免薄弱层，结构的承载力和刚度宜从下到上逐渐减小。抗震设计的高层建筑结构，框架结构其楼层抗侧刚度不宜小于相邻上层的0.7，其上部三层平均值的0.8；其他混凝土楼层侧向刚度不宜小于相邻上层刚度的0.9，本层层高大于上部层高1.5倍，此值不宜小于1.1A级建筑楼层层间抗侧力结构的抗剪承载力不宜小于其上一层承载力的80%，不应小于其上一层抗剪承载力的65%，B级建筑楼层层间抗侧力结构的抗剪承载力不宜小于其上一层承载力的75%。34第三部分：成本优化关注重点抗震设计时，竖向抗侧力构件宜上下连续贯通，上下层结构布置发生变化时，要设置结构转换层抗震设计时，收进时，H1/H＞0.2时，B1/B不宜小于0.75，外挑时，不宜大于1.1，且外挑尺寸不宜大于4m。楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于下部相邻楼层质量的1.5倍建筑功能需要从中间或顶部取消部分墙体，取消部分分别不大于总墙体的1/4和1/3。35第三部分：成本优化关注重点尽量避免局部错层的布置，不可避免时，应在错层交接部位采取增加抗剪能力的措施顶部内收形成塔楼，宜采用台阶型多次内收的立面在抗震设计的高层建筑中，避免使用倒摆型或水塔型的结构高层建筑宜设置地下室，同一结构单元宜全部设置地下室，不宜部分设置地下室，且地下室采用相同的埋深36第三部分：成本优化关注重点缝和带的概念伸缩缝：为防止建筑物由于气候温度变化（热胀冷缩），使结构产生裂缝或坏而沿房屋长度方向的适当部位竖向设置的一条构造缝。建议不超过65米沉降缝：为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏而设置的竖向构造缝防震缝：为有利于减少抗震扭转并改善结构的抗震性能，将负责结构划分为较为规则、刚度均匀、相对独立的抗震单元而设置的竖向构造缝。37第三部分：成本优化关注重点沉降缝的宽度：满足规范要求沉降缝从基础设置；伸缩缝理论上从基础设置；沉降缝从正负零设置；伸缩缝宽度按照抗震缝要求设置施工后浇带：在施工过程中为防止现浇混凝土结构由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝而设置的临时性施工缝，又称伸缩后浇带沉降后浇带：为使高层建筑与裙楼或地下车库基础之间的差异沉降控制在规范允许的范围之内而留设的临时性施工缝。施工后浇带、沉降后浇带的封闭时间：14天、30天、45天、60天/主体封顶、沉降稳定、设计确定沉降后浇带、施工后浇带的位置：30-40m一道/裙房一侧（距主楼边柱第二跨）38第三部分：成本优化关注重点主要材料混凝土强度等级防水混凝土等级钢筋种类、连接防式砌体种类及强度等级钢结构钢材种类、性能及检测要求钢结构除锈和防火等级39第三部分：成本优化关注重点

场地标高、地基承载力、设防水位场地标高原状地坪标高、建筑设计标高、挖方整平标高、填方整平标高地基承载力深度修正、宽度修正、软弱下卧层地基抗震承载力提高系数，偏心荷载作用下1.2倍的提高系数上部荷载取值（荷载效应标准组合、地震作用效应标准组合）不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的建筑：砌体结构、单层厂房、和单层空旷厂房、不超过8层且高度24米以下的一般框架和框架剪力墙结构房屋、与上条基础荷载相当的框架厂房40第三部分：成本优化关注重点设防水位抗渗设防水位、抗浮设防水位抗浮水位的确定抗浮的解决办法充分重视抗浮问题41第三部分：成本优化关注重点基础埋深建筑需要、人防、储藏室、下沉庭院、设备层作用在地基上的荷载大小、工程地质（水文）条件冻土深度以下相邻建筑物的基础埋深高层建筑的基础埋深应符合《高规》的规定注意：基础埋深计算的起始位置42第三部分：成本优化关注重点基础选型地基、基础往往相当强的地域性，由于各地区地质条件、技术水平（设计、施工）、材料供应的差异，会对基础形式选择产生影响地基一般分为天然地基、复合地基、桩基等，而通常采用的基础形式有条基（刚性、柔性）、独立柱基、筏板（梁板式、平板式）、抗水板、桩+承台、桩筏等不同物业类型的地基、基础选型及成本分析43第三部分：成本优化关注重点地基处理的种类和要求种类：

换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌桩、高压喷射注浆法、预压发、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、灰土挤密桩法、柱锤冲扩桩法。原理：

置换、挤密、桩土共同工作要求：

适应范围、技术要求、环境影响、成本优劣、深度修正。44第三部分：成本优化关注重点桩基础基桩类型按承载性状分：摩擦桩、端承桩按使用功能分：竖向抗压（拔）桩、水平受荷桩、复合桩成桩方法非挤土桩：干作业钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁钻（挖）孔灌注桩、套管泥浆护壁钻孔灌注桩部分挤土桩：冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）敞口钢管桩/敞口预应力空心桩/H型钢桩挤土桩：沉管灌注桩、沉管夯扩灌注桩、打入（静压）预制桩/闭口预应力空心桩/闭口钢管桩设计试桩、工程桩检测45第三部分：成本优化关注重点影响桩基成本的因素合理的桩径、桩长、合理的桩承载力特征值、合理的桩数灌注桩配筋直径300-2000，配筋率0.65%-0.2%摩擦型桩配筋长度不小于桩长的2/3。后压注浆桩的配筋预制管桩与预制实心桩的桩径与承载力的对应的关系工程桩受检桩的数量46第三部分：成本优化关注重点桩基设计注意事项桩型选用常见误区：预制桩的质量稳定性高于灌注桩人工挖空桩质量稳定桩端持力层的选择和进入持力层的要求布桩原则优先选择墙下布桩，承台次之、桩筏时尽量靠近墙和梁下框架核心筒，应按照变刚度调平布桩，核心筒下为刚度强化区（加大桩长、增加桩径、减少桩）47第三部分：成本优化关注重点地下室（窗井、外墙、底板、顶板）窗井：原则上应根据底板、隔墙、高度的情况，确定窗井外墙的计算模型（三边支撑、单向板、悬臂板），土压力同地下室外墙竖向或水平筋应根据计算模型区分受力筋和分布筋，按窗井高度（受荷大小）区分配筋图，按内外侧区分配筋，窗井墙采取合理的厚度，以减少配筋。

窗井墙的混凝土强度、外侧保护层厚度、钢筋锚固长度同地下室窗井墙需设置暗柱，墙顶、墙底无需设置暗梁或通长粗配筋通过增加窗井隔墙，解决土体对建筑物的约束，注意隔墙配筋（200后，C8@200）窗井底板配筋，两种模式：悬挑板、挑梁48第三部分：成本优化关注重点地下室外墙原则上地下室外墙应根据顶板、底板、内墙的布置确定计算模型建议按单向板计算（纯弯而非压弯）以方便设计和施工，水平分布筋应采用构造（C12@200）；宜布置细而密的钢筋，竖向筋应区分内外侧配筋，外侧配筋宜分段设置，人防临空墙做法同地下室外墙地下室外墙裂缝控制，按照《混规》，二a二b环境应为0.2mm，按照技术措施，应为0.4mm，建议取0.3mm地下室外墙荷载，室外活荷载一般取5KN/M249第三部分：成本优化关注重点地下室外墙计算中，土压力一般取静止土压力，取0.5，按照技术措施，基坑采用支护桩或连续墙时，采用0.66折减水压力一般取历史最高水位或3-5年的最高水位计算地下室外墙的侧向压力分项系数1.3地下室外墙宜采取合理的厚度，以减少配筋地下室外墙外侧设置防水时，其外墙保护层无需满足迎水面50mm的规定纯地下室外墙混凝土一般C30防水混凝土抗渗等级H<10m,P650第三部分：成本优化关注重点地下室底板底板通常分为筏板和防水板，筏板分为平板（普通平板和无量楼盖）和梁板

，无梁楼盖优先采用下反柱帽和下反梁底板厚度按抗剪抗冲切确定，具备跨度较大可单独加大板厚，无需执行不宜小于400mm的规定。梁板式筏板无需执行“不宜小于柱跨1/6的规定”，地梁无执行抗震构造要求重点关注门洞口下暗梁的配筋及构造要求底板一般仅需考虑局部弯曲作用，宜按塑性计算，裂缝按0.3mm控制，（大于1m时，可不控制裂缝）51第三部分：成本优化关注重点考虑局部弯曲作用，宜按塑性计算，裂缝按0.3mm控制，（大于1m时，可不控制裂缝）对应外墙位置处的底板无需设置暗梁或构造底筋底板底部钢筋0.15%拉通，上下铁均应采用通长筋+局部的做法，通长筋尽量采用小直径，人防筏板型底板在满足适用条件（天然地基）时，最小配筋率0.15%，非0.25%。钢筋间距不宜小于150，不宜大于300底板上部筋锚固长度满足12-15d且伸入外墙皮即可，下铁锚固La底板C30-35，大部分为构造配筋满足地基承载力时，基础底板无需悬挑，容易造成双重浪费底板为无梁楼盖时，无需设置暗梁，注意柱帽满足一定条件下柱上板带负弯矩钢筋的折减以及下饭时冲切范围。52第三部分：成本优化关注重点地下室顶板覆土较厚时，顶板优先采用无梁楼盖以减少层高当采用梁板时，个别大梁局部上反，避免整体加大层高覆土容重按18KN/M3,景观方案前置，局部过厚时可采用架空层消防车荷载仅在消防车道范围无特殊要求，活荷载5KN上下铁均采用通长筋+附加筋的做法顶板厚度无需执行考虑抗渗而做出250mm覆土≤600mm时，应考虑热辐射对楼板的影响，土容重20KN主楼正负零楼板的荷载、厚度、强度、配筋问题。53第三部分：成本优化关注重点

结构转换转换结构布置时，需要综合平衡建筑功能、影响需求、结构安全、成本控制之间的关系结构转换布置时，尽可能减少转换以节省成本，尽量强化转换层下部结构的侧向结构刚度、弱化上部结构的抗侧刚度，转换层的结构刚度尽量接近，平滑过渡。转换结构可采用梁、桁架、空腹桁架、箱型结构、斜撑、厚板等、地震区不宜采用厚板转换，7、8度地下室及6度一般转换层必要时可采用结构转换应优先采用一次梁式转换，梁式转换具有受力明确、传力途径简单的优点。54第三部分：成本优化关注重点转