2016監(jiān)理工程師復習知識點:結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化對成本控制的作用
1.結(jié)構(gòu)的設計優(yōu)化并不是單純的挑毛病
而是通過交流、溝通,找到更為合理、經(jīng)濟的設計,從而在滿足各種規(guī)范的使用要求的前提下,杜絕不必要的浪費,做好成本控制。結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化是在充分尊重原設計基礎上進行的,通過優(yōu)化的過程,互相學習,也有利于提高設計院結(jié)構(gòu)設計人員的設計水平。某項目2棟13層與23層相連建筑、2棟30-33層建筑、5棟9-13層建筑,共9棟。場地附近有一條河流,地下水位較高。場地土質(zhì)較軟,表層4米深度內(nèi)有部分淤泥質(zhì)土,地下室底板下土的承載力為160kPa,在17米至22米處有密實的粉沙層,在37-55米處有密實的沙層。基巖埋藏很深。6度抗震、基本風壓0.45.本項目對回款的周期要求較高。
本項目地下室的布置思路:采用一層大地下室9棟高度和層數(shù)相差較大的建筑連為為一體,形成一個整體的大型地下車庫。優(yōu)點:交通及停車,小區(qū)的物業(yè)管理,地下室外墻的數(shù)量。但缺點也是明顯的,一是導致地下室結(jié)構(gòu)的超長,再就是各棟建筑單位的不均勻的沉降。
為此,對結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設計:首先,地下室結(jié)構(gòu)超長的解決辦法是:⑴結(jié)構(gòu)后澆帶的設置——費用、間距、封閉時間、施工便利性;⑵混凝土膨脹外加劑的使用——數(shù)量、費用、位置;⑶構(gòu)造配筋的適當增加——數(shù)量、費用、位置。其次,各棟建筑物的沉降差以及主體建筑物與地庫間的沉降差解決方式是:依照當?shù)氐幕A設計經(jīng)驗,⑴9-15層建筑通常采用預制方樁基礎,以粉砂層作為持力層,樁長約17米,摩擦型樁;⑵18層以上建筑通常采用鉆孔樁基礎,以砂層作為持力層,樁長約45-50米,摩擦型樁;⑶12層建筑物采用無樁筏板基礎有過成功的案例,按程序計算沉降有15CM,實際觀測僅4CM在無錫觀測到的建筑物最大沉降不超過6CM.
2.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計是對結(jié)構(gòu)設計進行深化、調(diào)整、改善與提高
也就是對結(jié)構(gòu)設計進行再加工的過程。結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化,不是以犧牲結(jié)構(gòu)安全度和抗震性能來求得經(jīng)濟效益的,相反經(jīng)過設計優(yōu)化的工程,結(jié)構(gòu)布置更為合理、差錯更少、用料更省、結(jié)構(gòu)更安全。某高層寫字樓,結(jié)構(gòu)高度90.30米,地上24層,地下二層,抗震設防類別丙類,七度抗震設防,結(jié)構(gòu)形式為框架核心筒體系,基礎形式為平板式筏基,建筑面積約2萬平米。結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的主要內(nèi)容是以下三個方面:一是樓層樓蓋體系的結(jié)構(gòu)設計,二是核心筒的尺寸及墻厚,三是平板式筏基的板厚和有關(guān)構(gòu)造。設計優(yōu)化時對其它一些結(jié)構(gòu)設計細節(jié)也給與了一定關(guān)注。經(jīng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計后,僅前述三個主要方面,可比原設計節(jié)約混凝土在2000m3以上,鋼筋約70噸。通過結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化,在節(jié)約結(jié)構(gòu)造價的同時,使結(jié)構(gòu)自重減小了約40000KN,相當于40KN/㎡,約為兩層半樓房的重量。從而大大增加了豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件和基礎的安全度,減小了地震力,提高了整個結(jié)構(gòu)的抗震性能。結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化達到了提高項目技術(shù)和經(jīng)濟雙重效益的目的。
可與設計同步進行。設計優(yōu)化工作也可以按工程進度要求分階段進行。某工程由共六幢高層建筑組成,建筑面積13萬平方米。結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的主要內(nèi)容是:樁基、剪力墻的布置和墻厚、樓層現(xiàn)澆板、地下車庫的底板與頂板、地下室外墻、框架柱梁等。
工程結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化后的經(jīng)濟效益:省去人工挖孔擴底灌注樁計360棵?;A筏板厚度減少,共計節(jié)約混凝土用量570m3,鋼筋用量減少約220噸。地下室外墻、基礎抗水板、頂板共節(jié)省混凝土用量約計2000m3,節(jié)約鋼筋70噸。主樓現(xiàn)澆板節(jié)約混凝土超過1000m3.1#住宅樓減少剪力墻布置后,節(jié)約混凝土約400m3,鋼筋約45噸。6#酒店經(jīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化布置后,每層增加凈高約150,減少了梁混凝土用量,梁柱鋼筋用量減少約20噸。
經(jīng)過上述粗略計算,整個工程經(jīng)結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化后,與原設計相比節(jié)約的直接費用在600萬元以上。
總之,由于成本控制的不確定因素很多,想在不同的項目上應用同一種管理手段、方法進行成本管理是不可能的,也是不現(xiàn)實的。但在設計階段對結(jié)構(gòu)設計進行優(yōu)化,從而降低成本,這是可以實現(xiàn)的。


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