浅谈结构优化设计.doc

PAGE PAGE 3 浅谈结构优化设计 摘 要： 本文主要论述了通过对工程进行优化设计，如何合理选择截面尺寸和材料强度等级，达到降低成本，提高经济效益的目的。 关键词： 优化设计 经济效益 强度 正 文： 在高层房建施工技术方案设计中，如何保证施工结构安全可靠，并同时做到经济合理已成为迫切需要解决的问题。基于可靠度的结构优化设计，是将施工结构作为一个整体考虑，这类优化既可提高设计质量，又可获得明显的经济效益，因此具有很强的工程实用价值和意义。 **大厦工程建筑面积53149m2，总造价7800万，地下二层，地上一幢29层，一幢18层，框架剪力墙结构。本工程是固定总价合同，考虑到原设计文件中设计较为保守的因素，对设计图纸进行优化显得尤其重要，节省下来的钢筋、混凝土等可以直接计入利润。通过与业主、设计院友好协商，我们达成一致意见：在原设计的基础上，通过结构优化设计，达到降低施工成本，提高工程经济效益的目的。 作为工程的总承包方，优化设计的直接受益者，我们主要做了以下工作： ??1、采用同类工程比较法，找出设计图纸中可以优化的重点： **公司从事房建施工十几年，有大量施工经验丰富的专业工程技术人员，从自己经手的施工图纸中积累了不少不同类型的设计图纸数据。例如**大楼、**大厦等多项工程地下结构及地上结构的钢筋用量、结构形式等。公司又在电脑中储存了大量公用建筑民用住宅的结构工程相关材料、工期、施工方法等资料。因此公司具备了同类工程比较法所需要的丰富资料。 通过同类工程比较法可以找到设计中可以优化的重点内容，列出提纲，列出优化方法和相关负责人员，讨论并提出优化方案。在房屋建筑中，墙、柱、梁板是最常见构件，其设计是否科学合理，直接影响到建筑结构的安全和施工成本。本次结构优化设计的重点就是在保证结构安全要求的前提下，合理调整、变更原设计文件中的结构截面尺寸和配筋率，再通过对结构重新计算、验算，使截面配筋率控制在经济配筋率范围内，以达到降低房屋建筑成本的目的。 2、同业主技术负责人交流设计优化审查方案。 我们力争做到以理服人，取得业主理解和支持达成共识以便进一步共同作好设计人员的工作。 3、与设计人员交流取得共识形成设计优化成果。 我们尊重设计人依据设计规范等文件规定进行设计的原则立场，但是我们具有更了解施工现场的客观现实、更了解市场行情和掌握施工工艺的优势。通过相互的交流，我们与设计人员在以下环节取得了共识并进行优化设计。 1）钢筋的优化设计 目前我国建筑市场上的钢筋种类很多，如Ⅰ级钢筋、Ⅱ级钢筋、Ⅲ级钢筋、新Ⅲ级钢筋、冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋等，大多数设计人员一般把设计重点放在配筋计算上，而忽视了钢筋种类的选择，基本是按照经验选择钢筋。在满足结构设计承载力要求的前提下，选择相对造价低的钢筋方案，可以达到降低工程造价的目的。 （1）在一些大跨度无梁板设计中，过去常采用Ⅰ级钢筋，采用Ⅱ级钢筋，尽管比Ⅰ级钢筋单价略高，但却可以大大减少钢筋的用量。显然，使用Ⅱ级钢筋造价要比使用Ⅰ级钢筋经济的多，但这并不是说Ⅱ级钢筋就是最佳的选择方案，新Ⅲ级钢筋、冷轧扭钢筋是近年来推广使用的新型钢筋，新Ⅲ级钢筋还是专门为用于建筑结构而开发的新型钢筋，比普通Ⅱ级钢筋提高强度近20％，而每吨价格增加不超过10％。选用新Ⅲ级钢筋，不仅可以节省用钢量，同时还可以增加建筑物安全储备和钢筋混凝土结构的强度，这对高层和重要建筑尤其重要。 （2）现浇板中大多数采用的热轧Ⅰ级钢筋，其强度值为210Mpa左右。若用550级冷轧带肋钢筋代替，其强度值可超过340Mpa。按等强度要求计算，可节省用钢量。而且由于横肋作用，钢筋与混凝土的结构强度相当于光面钢筋的3倍。 当然，这并不是说钢筋强度越高越好，设计中还要考虑与结构的具体受力情况相结合，真正发挥高强度钢筋的作用，否则就达不到优化的目的。 2）非承重墙体的优化设计 在目前高层建筑中，非承重墙对工程造价有着较大的影响。非承重墙由于对承载能力要求不高，传统的作法是砌黏土空心砖，自重相对较大，保温性能也不好。现在有许多轻质、隔音、隔热且价格较经济的新型建材可供选用，如加气混凝土、混凝土空心砌块、水泥玻璃纤维板、蜂窝板、石膏条板等。采用新型材料，不仅可以起到优化造价的作用，而且对减少非承重墙的自重及美化结构外观等，均有现实意义。 **大厦工程我们在业主的支持下与设计人员协作配合十分圆满。通过结构优化设计，**大厦工程节约钢筋约1000t，节约混凝土约500m3，直接经济收益约400万。建筑结构的设计是一个较大的系统工程，涉及结构、材料等诸多方面。因此，只有对建筑结构进行优化设计，选择合理的设计方案，才能达到降低工程成本、提高工程经济效益的目的。 ?