某工程结构设计优化及体会.docx

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1、某工程结构设计优化及体会  ——淄博格匠设计顾问有限公司1、关于结构设计的优化结构设计的目的是在保证建筑安全、技术可行、配合并促进建筑设计的前提下，以最经济的手段来实现建筑的预期效果。建筑在经济上合理与否，取决于设计的合理和优化，特别是高层建筑，设计上的每一环节，每一步骤都可以挖掘出经济效益。结构专业的优化设计，不是以牺牲结构安全度和抗震性能来求得经济效益的，而是以结构理论为基础，以工程经验为前提，以对结构设计规范实质内涵的理解和灵活运用为指导，以先进的结构分析方法为手段，对设计进行深入调整、改善与提高，对成本进行审核和监控，是对结构设计再加工

2、的过程。“优化”工作是以原设计为基础，在充分尊重原设计的基础上，着眼于结构体系和结构布置的合理性和高新技术的应用，同时，“优化”的过程也是发现差错、纠正不足的过程,通过优化降低不安全因素，从而保证项目的技术质量和经济质量。结构设计优化是精益求精的过程，将会带来合理的设计、带来经济技术效益。2、某工程结构专业原设计的主要情况某工程位于青岛市，由两组共六幢高层建筑组成，1#、2#、3#高层住宅为第一组，4#、5#高层公寓和6#酒店为第二组。工程建设地区抗震设防烈度为6度，地震基本加速度为0.05g，设计地震分组为第三组，基本风压为0.60KN/m2

3、，基本雪压为0.2KN/m2,抗震设防类别为丙类，若采用天然地基，筏板基础的持力层为第六层，强风化细粒二长花岗石，地基承载力标准值为600kpa。若采用桩基，桩端持力层为第六层，桩的权限端阻力标准值q=6500kpa。我公司承担该工程结构专业设计顾问咨询工作，工作重点是对工程的结构设计进行优化。该工程设计单位为某甲级设计院，原结构设计1#、2#、3#、4#、5#楼均为现浇钢筋混凝土剪力墙结构，桩筏基础，6#为现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，基础采用桩基加抗水板。工程中所有桩均采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。裙房及地下车库采用独立桩基加抗水板基础形式

4、。6幢高层建筑结构原设计的主要情况如下：幢号层数结构高度结构形式基础形式抗震等级有关情况11855.10m剪力墙桩筏剪力墙四级筏板厚110022989.00m剪力墙桩筏剪力墙三级筏板厚180033398.60m剪力墙桩筏剪力墙三级筏板厚200043398.60m剪力墙桩筏剪力墙三级筏板厚180052987.00m剪力墙桩筏剪力墙三级筏板厚180061554.08m框架剪力墙桩基框架四级剪力墙三级抗水板厚500其它框架独立桩基框架四级抗水板厚5003、结构设计优化的主要内容3.1、第一组基础的造型第一组三幢高层原设计为桩筏基础，经与建设方、原设计

5、单位讨论商定，本组建筑基础全部改用平板式筏形基础。3.2、桩基的优化原设计第二组4#、5#楼的桩筏基础，桩基有三种规格，分别为桩径d=800,扩大头直径D=1500，桩径d=1000、扩大头直径D=1800和桩径d=1200、扩大头直径D=1800。6#楼桩基采用了5种规格，分别为d=800，D=800和d=1000，D分别取1500、1600、1800、2000等。桩基的配筋存在不符合规范要求的情况。桩基部分的设计优化的意见是：基桩规格应统一确定选用规格，规格数量不宜太多，一般取2~4种即可。大直径扩底灌注桩通过增大扩大头直径D可大幅度提高基

6、桩的承载力，设计时在桩身满足桩承载力的前提下，应优先采用D较大的基桩.3.3、筏板厚度原设计1#~5#楼的筏板厚度分别为1100、1800、2000、1800、1800。研究表明增大筏板厚度会使弯矩增加，因此在满足冲切、构造和刚度条件下，降低筏板厚度可降低静力条件、地震作用下的筏板弯矩，从这个角度讲，降低筏板厚度不仅节省工程造价，而且还能改善筏板的受力条件，因此并非筏板厚越大越安全。3.4、地下室外墙原设计中第一组建筑的地下室外墙厚度为500，墙体高度为5.80米。第二组建筑的地下室外墙为500，墙体高度为6.15米。本项目地下室外墙总长度为8

7、70米，混凝土用量约为2700m3，因混凝土用量大，钢筋用量大，工程量大，进行精细化设计，节约效果明显。3.5基础抗水板原设计两组建筑的基础抗水板均采用梁板式结构，梁格间尺寸为8400×8400，抗水板厚度为500。整个基础抗水板的面积大，梁板混凝土用量大，详细计算，对保证经济效益很有意义，工程设计应予重视。经计算，若保持原设计梁截面尺寸不变，配筋可以减小，减小幅度约为20%，抗水板厚度由500改用400，抗水板的上层钢筋也可减少约20%。对于独立柱基加抗水板形式，抗水板系统也可采用无梁楼盖形式，以独立柱基做为柱帽，抗水板为平板式，划分柱上板带

8、与跨中板带，进行计算配筋。无梁楼盖形式将更有利于节约钢材。3.6、地下室顶板原设计第一组地下室顶板，主要柱网8400×8400，主次梁体系，主梁450