中建二局结构专业优化策略（2022年版）

结构专业优化策略2022年3月二.前言一.CONTENTS方案阶段优化要点三.初设阶段优化要点四.施工图阶段优化要点五.中银项目优化案例六.前言01前言结构优化工作应在成本规划、设计限额明确的前提下开展，根据项目情况进行优曾或优减。本次汇报内容以结构优减内容为主，为今后项目设计管理工作提供参考和借鉴适用范围设计咨询工作内容及流程图结构优化工作管控图021、输入条件u

现状地形u

管网条件u

地勘报告u

总图（正负零标高、覆土、埋深、车库层高等确定）u

施工场地布置图2、安全等级、荷载输入控制要点u

安全等级根据周边环境确定、不同条件下可选不同等级，一级比二级、三级成本增加10%左右。u

基坑周边荷载应按实际需求取值，尽量控制运输车辆的吨位。不得随意增大荷载。3、常见支护形式u

基坑工程中常用的基坑支护形式包括：u

放坡、土钉墙、复合土钉墙、重力式挡墙、悬臂桩、双排桩（双排桩+锚）、u

单排桩锚、钢板桩、SMW

工法桩等。u

应根据每种围护形式的特点和适用条件进行选型。4、常见支护形式典型剖面及综合造价（以5m深基坑为例）（1）土钉墙，根据土质及坡度不同综合单价约700-800元/延米4、常见支护形式典型剖面及综合造价（以5m深基坑为例）（2）（复合）土钉墙，根据土质、土钉长度及是否需预应力不同综合单价约1300-1800元/延米4、常见支护形式典型剖面及综合造价（以5m深基坑为例）（3）拉森钢板桩，根据土质及是否需锚索不同综合单价约4500-7000元/延米4、常见支护形式典型剖面及综合造价（以5m深基坑为例）（4）悬臂桩，根据土质不同综合单价约5000-11000元/延米4、常见支护形式典型剖面及综合造价（以5m深基坑为例）（5）桩锚，根据土质不同综合单价约6500-10000元/延米4、常见支护形式典型剖面及综合造价（以5m深基坑为例）（6）重力式挡土墙，根据土质不同综合单价约10000-11000元/延米5、方案比选原则1.根据现场布置条件出具两版以上方案并有具体经济指标；2.各方讨论，如方案成本均超出设计限额，需重新梳理施工场地布置后再次布置方案；3.在各方意见均认可后确定最终方案；6、案例分析方

案

阶

段

优

化

要

点03方

案

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段

优

化

要

点1、竖向论证Ø

充分结合地形地貌，场地设计的竖向趋势应和原状地形基本保持一致。Ø

充分分析地形地质条件，考虑场地处理和结构设计的安全性及经济性。Ø

力求场地内土方工程总量最小化，少挖少填，减少土方的内外运输。Ø

竖向设计必须结合项目规划设计理念、土方平衡、工期、施工组织、土石方单价、堆土场地、土源情况等因素综合考虑。Ø

避免出现高边坡和高挡墙，如不可避免应尽量减小边坡和挡墙的高度。Ø

满足场地排水要求，保证地面排水通畅、不积水。Ø

涉及防排洪场地应综合考虑防排洪设计，满足防排洪要求。Ø

处理好建筑基础埋深、室外综合管线敷设的关系，满足场地内的管线敷设和市政管线的衔接。Ø

污染土场地需专项处理。方

案

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段

优

化

要

点1、竖向论证方

案

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段

优

化

要

点2、车库柱网论证Ø

柱网形式与车库成本、车位排布数量息息相关，不同的项目定位、总图布置形式、地域习惯对柱网的形式有着不用的要求，方案阶段应进行专门论证以确定最优的柱网形式。地下车库设计中，常见的柱网形式分别为一下几种：a、大柱网

8.1mx8.1mb、大小柱网

8.1mx(5.5m+6.0m+5.5m)c、小柱网

5.5mx(5.5m+6.0m+5.5m)方

案

阶

段

优

化

要

点2、车库柱网论证Ø

根据以上各种柱网的结构布置平面，舒适性方面大柱网及中柱更优，小柱网稍差。Ø

在相同柱网布置条件下，无梁楼盖在经济技术指标上均优于梁板结构体系。Ø

在采用相同结构体系的情况下，在经济技术指标上小柱网最优、中柱网稍差、大柱最差。Ø

综合考虑抗浮设计的情况下，在经济技术指标上小柱网最优，小柱网比大柱网（无梁楼盖体系）大约节省20%左右。本次对比未计入无梁楼盖相对于梁板结构在层高方面的有利因素影响，通常情况下当采用小柱网时无梁楼盖可减小层高。方

案

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段

优

化

要

点2、车库优化案例1、车库概算成本3639.04元/平米，优化金额：3826*3639.04=1392万元；2、车库层高每增加0.1m综合成本增加18元，地下一层由4m→3.8m，地下二层由3.9m→3.7m，优化金额：36702.43*18*2=132万元；3、柱网由8.4*8.4→7.8*7.8结构钢筋和混凝土含量也能大幅降低，因无图纸无法测算。方

案

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段

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化

要

点3、结构设计限额初

设

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段

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要

点04初

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段

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要

点1、基础方案比选目标是获取经济性好的地基基础设计方案，组织地基基础设计方案论证，完善地基基础设计施工图。地基基础设计可与基坑支护设计同步进行，其前置条件是《详勘报告》及建筑总平面图。（1）取得《详勘报告》和建筑图后，安排设计单位进行基础方案图设计，如果工期紧张，可在取得地勘中期报告后，即可安排基础设计。（2）设计单位出具两版以上基础方案（并附具体经济指标），根据成本、工期等进行比选讨论，确定终止版基础方案。（3）桩基础应在根据成本、工期、成桩工艺等方面进行讨论并确定终止桩基础方案。（4）常规基础形式成本由低到高：天然基础 地基处理 桩基础初

设

阶

段

优

化

要

点1、基础方案比选案例原设计地库基础为桩基+承台+地梁+防水板优化后地库基础为独立柱基础+防水板初

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段

优

化

要

点2、装配式方案论证装配式建筑设计流程图初

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段

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化

要

点2、装配式方案论证目前各省基本都出具了装配率计算规则，虽然规则各部相同，但是装配式范围选择基本围绕主体结构、围护结构和内隔墙、装修和设备管线这三部分。在装配式方案选择时应根据成本限额、利润规划和工期要求等原则，进行多轮比选和测算后确定最终方案。初

设

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段

优

化

要

点2、装配式方案优化案例1、叠合楼板优化为钢筋桁架楼承板，

优化金额约300万元。2、优化后取消木地板地面，优化金额约700万。3、考虑幕墙限额交高，将部分幕墙调整为单元式幕墙。原设计装配式方案优化后装配式方案初

设

阶

段

优

化

要

点3、车库顶板形式比选目标是获取经济性好、适合项目的车库顶板形式。目前常见车库顶板结构形式主要有：井字梁、十字梁、双向次梁、单项次梁、大板、加腋大板和无梁楼盖形式。对结构形式影响的主要因素：（1）荷载：覆土、地面活荷载、消防车荷载。（2）规范要求：配筋率、楼板最小厚度。（3）其他：柱网尺寸、钢筋强度、对形式的限制（如无梁楼盖）。初

设

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段

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要

点3、车库顶板形式比选初

设

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段

优

化

要

点4、结构控制要点Ø

竖向构件布置应该经济合理，在满足结构抗侧刚度和抗扭刚度的前提下，应尽量减少剪力墙的数量和墙肢截面面积，降低结构的刚度，减小结构的地震反应。Ø

地下室层高对地下室的结构造价影响至关重要，在满足功能要求的情况下应尽量减小，这样地下室外墙的高度减小、地下室开挖深度小、降水深度也小、底板抗浮水位也低。Ø

地下室顶板板厚按规范规定取值时，应充分发挥厚板的承载力，少设次梁。Ø

由于消防车荷载较大，应与建筑协调尽量减少消防车通道面积，消防车行走路线尽量不跨柱距布置；设计楼面梁时，消防车荷载应作折减；计算墙、柱时消防车活荷载按规范要求折减，基础设计、裂缝、挠度验算时不考虑消防车荷载。Ø

给排水专业应给出排水方案，根据水管布置长度及上方有无行车情况对所需覆土厚度进行局部调整，可采用靠近主楼一跨梁板下降，满足给排水覆土要求。Ø

高层建筑的抗震等级与建筑高度、抗震设防烈度、抗震设防类别、结构体系、建筑场地土类别等均有关系，不同的结构体系有不同的确定抗震等级的临界主体高度，超过这个临界高度后建筑抗震等级将提高一级，建筑抗震等级越高，工程造价也就越高，因此对主体高度在临界高度附近的建筑应特别注意这个问题。初

设

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段

优

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要

点4、结构控制要点Ø

《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》第3.9.5条：抗震设计的高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层相关范围（三跨和20m取大值）的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级；地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。Ø

当楼层计算水平地震剪力不满足剪重比要求时，可相应调整增大楼层的地震剪力来满足剪重比要求，但是调整增大的幅度不应大于1.2，调整幅度大于1.2时应调整结构抗侧刚度而不是简单地增大楼层地震剪力来满足剪重比的要求。Ø

计算基础时需生成传给基础的上部刚度，上部荷载需要折减。Ø

风体型系数分段可每隔3层左右分1段。施

工

图

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段

优

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要

点05施

工

图

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段

优

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要

点控制要点Ø

编制统一技术措施，确保模型参数、计算归并系数、配筋原则等统一。施

工

图

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段

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要

点控制要点Ø

地质报告提供的设计参数取值应提交设计单位复核，确认合理后方可采用，防止取值保守造成基础浪费，也要防止过于冒进造成安全隐患，认为不合理的应提请勘察单位予以调整作为设计依据。Ø

设计±0.000标高所对应的绝对标高、持力层土层类型及承载力特征值、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位、地基液化、湿陷及其他不良地质作用、地基土冻结深度等描述是否正确，相应的处理措施是否落实。承载力极限状态计算时，地下水按抗浮设计水位计算，正常使用极限状态计算时，地下水按常见水位计算。施

工

图

阶

段

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化

要

点控制要点Ø

住宅建筑的混凝土强度等级主要采用C30～C50，一般情况下，竖向构件采用C30～C50；梁、板采用C30～C35，板大于C30时应采取抗裂措施（高规4.5.2条规定：板不宜高于C40）；垫层混凝土强度等级一般为C15（弱腐蚀环境选用C20)；地下室混凝土强度不宜太高，混凝土强度太高，不仅成本增加，而且由于水化热提高，不利于地下室裂缝控制，故混凝土强度宜C30，不得高于C40。Ø

主要受力钢筋采用HRB400，车库顶板等受力较大部位比选后可选择高强钢筋。Ø

在短肢剪力墙较多的剪力墙结构中，不应将较短的墙段都设计为约束边缘构件或构造边缘构件，将计算需要的纵向钢筋均匀配置在整个墙段内，这是不妥的，因为配置在墙肢中和轴附近的钢筋并不能发挥作用，因此纵向钢筋应向墙肢端部集中，宜打印剪力墙边缘构件配筋计算结果复核。施

工

图

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段

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要

点控制要点Ø

剪力墙配筋：构造边缘构件不采用封闭箍，仅采用开口箍；剪力墙箍筋形式要最大限度减小重叠部分，允许用拉筋处尽量不用箍筋，且采取外大箍内拉筋的方式。三、四级抗震，除计算外，箍筋和拉筋采用6mm直径钢筋。Ø

高层结构，标准层梁配筋应根据不同楼层分段设计，不应仅用最大值全楼包络，一般应划分为四段及以上。Ø

挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重，变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，施工不便，变截面梁的挠度也大于等截面梁。施

工

图

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要

点控制要点Ø

核对桩基定位、桩基图例、靠近电梯井、消防电梯集水井处、坡道集水井、变电站处的桩顶标高。Ø

若灌注桩采用后注浆可减小桩长、桩径，可考虑采用后注浆技术。Ø

正确使用地勘报告，基础选型由设计单位定，而不能地勘报告建议什么基础型式就用什么型式。Ø

同一结构单元尽量避免同时采用端承桩和摩擦桩，也宜避免同时采用天然（人工）地基和桩基础。当地质条件特殊且充分估计产生的差异沉降会对上部结构产生影响时，可采用端承桩和摩擦桩混用的措施。Ø

摩擦为主的桩优先选用细长桩，充分发挥桩侧阻力；端承为主的桩，当桩承载力由桩端阻力控制时优先采用扩底桩，以充分发挥桩身的承载能力；当桩承载力由桩身强度控制时优先选用大直径桩或提高桩芯混凝土强度等级。施

工

图

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段

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要

点控制要点Ø

校核基础外扩尺寸是否偏大（有时适当扩大有利于抗浮），若为构造一般外扩300mm满足要求。Ø

由于基础不需采取抗震构造措施，故基础钢筋锚固长度按非抗震锚固，基础梁钢筋也不需加密。Ø

对剪力墙结构，与剪力墙垂直相交的梁宜铰接，这样该处可不设暗柱。Ø

除直接受动力荷载作用的楼板、无防水层的屋面板以及要求不出现裂缝的构件外，内力计算时均可按塑性内力重分布，按塑性分析法设计，尤其是基础底板和人防结构。Ø

钢筋混凝土墙顶、墙底不需要加粗钢筋或加设暗梁（钢筋混凝土墙等同于一道深梁）。Ø

钢筋砼双向板负筋长度两个方向均应按1/4短边取（取净跨长度）。