超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本優(yōu)化探索教材

1、,超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本優(yōu)化探索,主講人：思優(yōu)劉立志,目錄,,,,利潤(rùn)下降，成本控制需求增加成本控制是企業(yè)的生命線(xiàn)。建安成本是項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中成本控制的重點(diǎn)；在其他成本基本固定的前提下，這一小部分對(duì)利潤(rùn)的影響是決定性的。,Why—設(shè)計(jì)優(yōu)化,。,全過(guò)程設(shè)計(jì)成本敏感度分析,設(shè)計(jì)質(zhì)量的好差直接影響建設(shè)費(fèi)用的多少和建設(shè)工期的長(zhǎng)短，直接決定人力、物力和財(cái)力投入的多少。合理科學(xué)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，可降低工程造價(jià)15%以上。,,,建設(shè)工期,,建設(shè)費(fèi)用,,其他費(fèi)

2、用,,人力,,物力,,財(cái)力,,合理優(yōu)化,,降低造價(jià)15%以上,安全第一,功能不減,進(jìn)度嚴(yán)控,Why—成本優(yōu)化,why—高層優(yōu)化,限額指標(biāo)現(xiàn)狀,圖 超高層建筑用鋼量統(tǒng)計(jì)（ 圖片摘自《超高層建筑結(jié)構(gòu)體系方案優(yōu)選》（陳孝堂.2010））,why—超限高層優(yōu)化,Why—超限高層優(yōu)化,Why—超限高層優(yōu)化,why—超限高層優(yōu)化,,意義：控制結(jié)構(gòu)成本，并不會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備的降低，而是要取消掉其中的無(wú)效成本。,,,,,,,,,,建安成本,,

3、無(wú)效成本,設(shè)計(jì)優(yōu)化,,,最小投入 產(chǎn)出比,專(zhuān)業(yè)化,標(biāo)準(zhǔn)化,精細(xì)化,跨越化,What—成本優(yōu)化,,How—超限高層優(yōu)化,,優(yōu)化控制原則和要求：,,成本的影響因素,How—超限高層優(yōu)化,How—超限高層優(yōu)化,成本的影響因素,建筑方案,宏觀(guān)：另需有合理的抗震（通過(guò)減震、輕質(zhì)、高強(qiáng)材料）； 建筑抗風(fēng)體型（可結(jié)合風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)選擇）。細(xì)部：高寬比 ：合理7~9；最好不要超過(guò)10； 核心筒高寬比：合理14~17；不要20

4、。,方案設(shè)計(jì)階段，影響成本的可能性為95-75% ，在初步設(shè)計(jì)階段，影響成本的可能性為75-35% ，在施工圖設(shè)計(jì)階段，影響成本的可能性為35-5%。,周期,成本的影響因素,How—超限高層優(yōu)化,層間位移角、基底剪重比、外框承擔(dān)地震水平力設(shè)計(jì)指標(biāo)過(guò)嚴(yán)會(huì)造成周期不合理。1）方案階段，可以通過(guò)比較結(jié)構(gòu)基本周期及結(jié)構(gòu)周期上限的大小快速判別結(jié)構(gòu)是否滿(mǎn)足整體穩(wěn)定的要求；2）可根據(jù)預(yù)估的基于整體穩(wěn)定的周期上限并結(jié)合建筑的體形、高度和高寬比可

5、以有效對(duì)結(jié) 構(gòu)的剛度進(jìn)行評(píng)估，從而為結(jié)構(gòu)方案選型、結(jié)構(gòu)體系布置存在設(shè)計(jì)依據(jù)。,施工工期,成本的影響因素,How—超限高層優(yōu)化,天津津塔為了防止SPSW在豎向荷載作用下發(fā)生屈曲，對(duì)部分鋼板剪力墻鋼板厚度進(jìn)行了加厚并采用豎向加勁肋進(jìn)行加強(qiáng)。鋼板剪力墻及加勁肋方案僅比原設(shè)計(jì)方案增加用鋼量500噸，增加費(fèi)用約為600萬(wàn)元，卻使得項(xiàng)目施工周期縮短近六個(gè)月，光利息一項(xiàng)就可以節(jié)約上千萬(wàn)元(MARK SARKISIAN & DASUI WAN

6、G, 2011)，降低了工程的總投資費(fèi)用，很好的滿(mǎn)足業(yè)主工期要求。,圖文摘自汪大綏等著《超高層建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性分析》,建筑結(jié)構(gòu)的施工工期，對(duì)建筑的整體效益產(chǎn)生較大的影響。施工工期受施工環(huán)境、地質(zhì)條件、工程規(guī)模。結(jié)構(gòu)體系、施工方法等多個(gè)方面的影響。顧名思義，施工工期對(duì)現(xiàn)在整體經(jīng)濟(jì)效益的影響主要體現(xiàn)在時(shí)間的把握上，建筑結(jié)構(gòu)的施工工期所得，可以是建筑提早投入使用提早產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值，所以現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)工期對(duì)于建筑整體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在利息的縮

7、短和租金的收益上。,How—超限高層優(yōu)化,成本的影響因素,結(jié)構(gòu)體系,福建某高層，塔樓結(jié)構(gòu)高度193m；辦公、酒店；超B級(jí)高度。,注：本用鋼量統(tǒng)計(jì)：（1）暫未統(tǒng)計(jì)核心筒內(nèi)鋼骨的用鋼量；（2）本文用鋼量以及混凝土用量的數(shù)據(jù)僅為理論計(jì)算值。,在方案比較過(guò)程中，另綜合考慮有：結(jié)構(gòu)延性、自重及基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)性、面積使用率、樓層凈高、施工周期、抗震性能、可持續(xù)發(fā)展綠色建筑等方面。結(jié)論：材料經(jīng)濟(jì)性，方案二較有優(yōu)勢(shì)，其余分項(xiàng)方案一較有優(yōu)勢(shì)。需具體項(xiàng)目

8、綜合分析。,成本的影響因素,How—超限高層優(yōu)化,結(jié)構(gòu)體系,1）需重視提高抗側(cè)體系效率的比較；（結(jié)構(gòu)布置支撐化、周變化、巨型化、伸臂桁架化）2）帶加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)體系可增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，但會(huì)帶來(lái)樓層承載力突變，施工難度加大，應(yīng)慎重選擇。尤其伸臂桁架其經(jīng)濟(jì)性差：其與環(huán)帶桁架的加強(qiáng)層僅型鋼用量可達(dá)到結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層的8倍以上。腰桁架的用鋼量比伸臂桁架的用鋼量小也相差可達(dá)一倍。,成本的影響因素,How—超限高層優(yōu)化,樓板結(jié)構(gòu)體系,樓承板選型咨詢(xún)意見(jiàn)：

9、開(kāi)口型壓型鋼板綜合造價(jià)比閉口型壓型鋼板和鋼筋桁架低8%左右；重量相比其他兩種輕3%左右。從成本控制、樓板自重、施工便利和工程應(yīng)用廣泛性等方面綜合考慮，建議辦公樓層、酒店樓層優(yōu)選開(kāi)口型壓型鋼板。此外，由于設(shè)備層樓板性能要求較高、結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜、考慮到鋼筋桁架整體性較好，可雙向受力，因此設(shè)備層可考慮選用鋼筋桁架樓板。,樓板舒適度,成本的影響因素,How—超限高層優(yōu)化,人行荷載：行走基頻對(duì)結(jié)果影響大；行走模式種類(lèi)多；人行荷載模型較多樓面

10、阻尼：美國(guó)、英國(guó)、中國(guó)規(guī)范差異較大，0.15~0.3，分析結(jié)果對(duì)阻尼非常敏感。計(jì)算方法：我國(guó)手算公式參考美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，較為簡(jiǎn)化，有時(shí)與結(jié)果偏差較大。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，不同單位有不同認(rèn)可。,,某項(xiàng)目采用我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的阻尼比可取消該次梁，節(jié)省鋼材800t。,How—超限高層優(yōu)化,,施工圖前期咨詢(xún)流程及計(jì)劃,How—超限高層優(yōu)化,,施工圖過(guò)程咨詢(xún)流程及計(jì)劃,超限高層常用復(fù)核分析軟件,How—超限高層優(yōu)化,,,超限高層優(yōu)化控制

11、關(guān)鍵環(huán)節(jié)：,How—超限高層優(yōu)化,,咨詢(xún)控制要點(diǎn),How—超限高層優(yōu)化,超限高層優(yōu)化需重視行業(yè)問(wèn)題,1）有必要建立各地區(qū)典型超高層經(jīng)濟(jì)分析資料庫(kù)或?qū)＜页杀緮?shù)據(jù)系統(tǒng)：使設(shè)計(jì)初期的結(jié)構(gòu)選型更具科學(xué)性；2）減震和隔震（如耗能阻尼器）應(yīng)用待加強(qiáng)：3）新材料的研究及應(yīng)用：需建立在高新材料的基礎(chǔ)上從設(shè)計(jì)層面或技術(shù)層面去解決尖銳問(wèn)題，如具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、防水、保溫、隔熱、隔音等優(yōu)異功能的新型復(fù)合墻體和門(mén)窗材料。,How—超限高層優(yōu)化,某設(shè)計(jì)院結(jié)構(gòu)方

12、案評(píng)估實(shí)例：,實(shí)例—超限高層優(yōu)化,另：由于豎向構(gòu)建截面減小所增加的使用面積約1111m2，方案B存在隱性?xún)r(jià)值收入5555萬(wàn)元（售價(jià)按5萬(wàn)元/m2）。,方案A結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系為鋼管混凝土疊合柱-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，樓屋蓋采用混凝土梁板結(jié)構(gòu)。,方案B結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系為鋼管混凝土柱-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，樓屋蓋采用鋼梁+壓型鋼板混凝土組合樓板結(jié)構(gòu)。,結(jié)構(gòu)成本優(yōu)化實(shí)例：,實(shí)例—超限高層優(yōu)化,結(jié)構(gòu)成本優(yōu)化實(shí)例：,實(shí)例—超限高層優(yōu)化,結(jié)構(gòu)成本咨詢(xún)實(shí)例

13、（與長(zhǎng)福合作）：,實(shí)例—超限高層優(yōu)化,結(jié)構(gòu)成本優(yōu)化評(píng)估實(shí)例：,整體剛度偏大，設(shè)置的四道腰桁架與一道伸臂桁架，建議伸臂桁架取消。,業(yè)務(wù)板塊,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)優(yōu)化:含常規(guī)住宅、公建、辦公、超限、舊改等（全過(guò)程及結(jié)果）,其他專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)：包括建筑、機(jī)電、綠建、裝配式、幕墻等咨詢(xún),戰(zhàn)略合作：校企合作、企業(yè)合作、智庫(kù)合作,專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)：企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、大數(shù)據(jù)分析、成本控制咨詢(xún)培訓(xùn)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理,設(shè)計(jì)管理,結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)優(yōu)化