建筑结构造价控制与优化(多案例)精华.ppt

建筑结构造价控制与优化,建筑结构造价控制与优化的两大手段,一、结构方案的比选及优化；*结构方案意见书二、设计全过程的量化指标控制及细节优化。*初设设计成果指标汇总表*事前征求意见书*施工图设计统一技术措施*校审、施工图审查、会审记录单,建筑结构造价控制与优化的重点,一、选择比努力更重要-结构方案的选择最重要、影响最 大；二、冰山现象-地下部分比地上部分优化空间更大；三、经济综合效益较单一的材料节省更重要；四、过程控制比事后优化效率更高；五、好钢用在刃上-按受力需要细化确定构件截面和材料强度等级；六、木桶原理-构件承载力设计不应存在短板，也不需存在长板。,建筑结构方案比选主要内容,一、基坑支护设计方案选型；二、基础设计方案选型；三、抗浮（减压）设计方案选型；四、地下室结构设计方案选型；五、上部结构设计方案选型。,琶洲超高层办公楼项目基坑支护形式对比,1、工程概况本工程位于广州市海珠区新港东路148号，总用地面积12636平方米。基坑规模长约140米、宽约63米、周长约388米、开挖面积约7339平方米、开挖深度约12.6米（现地面绝对标高为6.3米、坑底高程为-6.3米）。,图1 基坑支护总平面图,2、基坑方案（1）方案1：地下连续墙（1000mm厚）+一道混凝土板撑（半逆做施工）,图2 支撑平面布置图,图3 方案1典型剖面图,（2）方案二：地下连续墙（800mm厚）两道内支撑,图4 支撑平面布置图,图5 方案2典型剖面图,（3）方案3：排桩（10001200）两道内支撑,支撑平面布置及剖面图均参考方案二。,图5 方案3典型剖面图,3、各方案造价对比（1）方案一造价估算：,（2）方案二造价估算：,（3）方案三造价估算：,4、结论,从以上造价估算可以看出：地下连续墙两道内支撑（方案2）比地下连续墙+一道混凝土板撑（方案1）造价低116.2万元，约6.4%。排桩两道内支撑（方案2）比地下连续墙+一道混凝土板撑（方案1）造价低295.8万元，约16.3%。考虑到广州科技委关于基坑10米以上基坑，当沙层超过4米时必须用地下连续墙的规定，首先排除了方案三；考虑到方案一造价较方案二增加幅度不大，但施工出土便捷很多，最后业主选择了方案一。,芳村C地块基坑结合主体综合造价比较,1、工程概况广州市荔湾区芳村，南侧临龙溪东路，东西侧临规划道路，北临医疗用地，北面为增滘村板块，西面与武广铁路相隔，本工程总规划用地面积1.68万m2，总建筑面积6.5万m2，拟建2栋22层的商业办公楼、2栋2层的商业楼，另设2层地下室，布置汽车库及设备。,2.前提条件1.建筑方案：方案一：一层（机械停车）地下室，层高5.30m,基坑开挖深度约为6.50m。方案二：两层（局部一层）（自然停车）地下室，层高均为3.80m,基坑开挖深度分别为：一层地下室部分约为5.0m,二层地下室部分约为9.00m。2.地下室主体结构：地下室顶板采用梁板结构，负一层及底板均采用无梁楼盖，基础采用桩基础，以此为基础，对地下室（非人防）造价估算，单层地下室按砼折算厚度1.1 m，钢筋含量160/；两层地下室按砼折算厚度0.9 m，钢筋含量140/估算。3.本基坑主要采用两种支护型式，分别是加筋水泥土挡墙+预应力锚索和复合土钉墙,基坑顶采用放坡处理，坡面挂网喷砼。,地下室（局部为2层）平面图,基坑支护总平面图,基坑支护大样图,3.结论,廉江锦绣华景项目筏板基础与大直径灌注桩基础对比,1、工程概况 本工程位于廉江市廉江大道南，总建筑面积约为110万m2，分四期建设，现设计的为一期，其建筑面积约为35万m2，主要由大型商业综合体（3层）、住宅（2632层）以及沿街商铺三大部分组成，设一层地下室，局部设两层地下室。,3、结论（1）当桩持力层深度自承台以下算起小于11.5米时，采用大直径灌注桩造价较筏板基础要低。（2）当桩持力层深度自承台以下算起大于11.5米，采用筏板基础造价要低，若底板底标高处有不均匀且强度较高的持力层时（强风化岩层以上），可采用筏板基础。,中信荔港南湾二期711栋基础方案对比分析,1、工程概况 本项目地块位于广州市荔湾区南岸路以西、荔港南湾（南区）地块。711栋位于地块的东侧，西侧为临江规划路，东侧为规划路，北侧为110kV荔港南湾变电站，南侧为小区内住宅用地。711栋总建筑面积122686.6平方米，其中计算容积率建筑面积104057平方米，地上部分建筑面积121072.7平方米，地下部分建筑面积16139平方米。本期工程共包括711栋共5栋2956层高层纯住宅，设2层地下车库，最高建筑总高度184.40米，局部布置12层公建配套，小区内首层设绿化架空层及住户大堂。其中7栋、11栋高度为184.40米，高宽比为8.05、8.27；8栋、9栋、10栋高度为96.20米，高宽比为8.37、5.66、3.3。,2、基础方案选型,方案造价对比：(超高层7栋)一、方案一(桩基)桩的总数为224根，按1200元/m3,以单桩长30m计算，单桩造价大约为1.81万元，则桩的总造价为405.44万元;筏板厚度为2.8m，按1000元/m3计算，筏板造价为346.36万元;则方案一总造价为751.80万元。二、方案二(复合地基)桩的总数为203根，按900元/m3,以单桩长25m计算，单桩造价大约为1.13万元，则桩的总造价为229.39万元;筏板厚度为2.4m，按1000元/m3计算，筏板造价为267.60万元;则方案二总造价为496.99万元。(高层8栋)一、方案一(桩基)桩的总数为51根(23800+181000+101200)，按900、1000、1200元/m3,以单桩长25、29、35m计算，则桩的总造价为114.53万元;承台厚度为2.0m，按1000元/m3计算，承台造价为32.57万元;则方案一总造价为147.0万元。二、方案二(复合地基)桩的总数为59根，按900元/m3,以单桩长25m计算，单桩造价大约为1.13万元，则桩的总造价为66.67万元;筏板厚度为1.5m，按1000元/m3计算，筏板造价为81.17万元;则方案二总造价为147.84万元。,3、结论 鉴于方案二较方案一在施工、造价上都有优势，故建议采用方案二（复合地基），但考虑到复合地基的特殊性，建议在进行论证、检测试验等方面应加大投入。,中海寰宇天下项目地下室抗浮方案对比,1、工程概况 本工程位于佛山市南海区，工程包括地下三层，地上9栋超高层塔楼、一栋集中商业、一栋幼儿园及若干商业网点。地下一层层高6m，地下二层、三层层高均为3.5m，负一层顶板覆土1.5m，地下室底板结构面相对标高-13.10m，室外道路标高为-1.00-0.90m。地下室柱网尺寸为8.1mx8.1m。,2、地质情况 根据勘察报告，本工程地下室底板以下主要分布有粉细砂层、粉质粘土层、残积土层、强风化岩、强风化夹中风化岩及中风化岩。地下室底板底标高（暂按绝对标高-10.00m）位置主要为粉细砂层和残积土层，少量孔位为粉质粘土层。除少量孔位（如ZK67、AK34、AK7、AK8等）外，其余钻孔位置地下室底板底距离强风化岩面均小于10m。,3、地下室抗浮方案 本工程地下室底板采用650时，标准跨柱底轴力标准值为181.5+8+1+2+2+2.5+43+（0.65+0.3+0.3+0.40）258.18.1+0.650.6510.925=6397.3kN。作用于底板底水头为12.75m，标准跨柱底抗浮力为127.5-（0.65+0.3+0.3+0.35）25+171.58.18.1=4067.82kN。根据地质情况，本工程可采用旋挖桩或旋挖桩+锚杆抗浮方案。旋挖桩方案：柱下布置单桩，桩径1.0m，砼强度等级为C35，单桩竖向承载力特征值6700kN，抗拔承载力特征值4300kN,桩端扩大头尺寸2.0m，有效桩长17.5m（桩长由抗拔控制）；旋挖桩+锚杆方案：柱下布置单桩，桩径1.0m，砼强度等级为C35，单桩竖向承载力特征值6700kN，抗拔承载力特征值683kN,桩端扩大头尺寸2.0m，有效桩长15.0m（桩长由竖向荷载控制）；锚杆直接0.2m，扩大头0.4m，抗拔力特征值为450kN，有效长度9.0m。经有限元分析表明，当锚杆均匀布置于底板时，接近板跨中间的锚杆抗拔力较大，接近支座的锚杆抗拔力较小，为使锚杆满足抗浮承载力要求，本方案配置10根抗拔锚杆，其中两根设置在板跨中心。,注：因本工程负三层为人防地下室，故拉通筋最小配筋率按0.3%考虑。,4、地下室抗浮方案经济性比较 标准跨两种抗浮方案经济性比较如下表所示,由上表可知：“旋挖桩”方案造价比“旋挖桩+锚杆”方案省18%。因只需要一种工艺，故现场控制相对比较简单。,中海千灯湖项目抗拔桩布置形式对比,1、工程概况 本工程位于佛山南海千灯湖，总建筑面积约为80万m2，设两层地下室，地下室面积约25万m2。分四期建设。,2、地下室基本概况：设两层地下室车库，层高3.43.5m。顶板覆土厚度1.5m，地下室底板厚度600mm，底板抗浮水头8.1m。柱跨8mx8m。基础及抗拔桩均采用旋挖桩，桩径1m，扩大头1.82.0m，持力层为强、中风化泥岩，柱下桩平均约17m、纯抗拔桩长约12m。,1）.抗浮方案一：抗拔桩当支座 抗拔桩布置在柱网跨中(详附图一)，底板抗浮计算时抗拔桩及柱下基础一起均按支座考虑，按照面积分摊法计算其水浮力。抗拔桩桩径1m，扩大头2m。单桩抗拔承载力特征值为2500KN。配通长筋2432。柱下桩的抗浮力可有自重平衡，不需要抗拔。此方案优点是原理简单，底板只有拉通筋，没有附加筋，施工方便。,附图一：,2）.抗浮方案二：抗拔桩当荷载 抗拔桩布置在柱网跨中，底板抗浮计算时先考虑结构自重平衡水压力，剩余的水浮力由抗拔桩承受。抗拔桩桩径1m，单桩抗拔承载力特征值为1700KN。配通长筋2028。柱下桩不需要抗拔（详附图二）。底板计算时，按照抗拔桩承载力放大1.4倍折算成均布荷载反向加在底板平衡水头，剩下的水头来计算底板配筋。此方案优点是可以充分利用结构自重，减小抗拔桩的钢筋用量。但底板柱下承台多了附加钢筋。,附图二：,3）.抗浮方案三：柱下桩兼做抗拔桩 与前两个方案相比，方案三取消了柱网跨中抗拔桩，利用柱下桩兼做抗浮。桩径1m，单桩抗拔承载力特征值为1700KN。配通长筋2028（详附图三）。此方案减少了抗拔桩数量，但相应底板的计算跨度增加、抗浮荷载增加，底板配筋增大。,附图三：,4）.三种方案经济性比较取一个标准跨计算三种方案差价如下表所示：,结论：本项目选取方案三柱下桩兼做抗拔桩方案可取得最优的经济效果。类似工程，当桩长小于10m时，则取方案二最优。,丽涛花园六期底板设计方案对比,1、工程概况 丽涛花园六期商住楼项目位于茂名市电白县水东城教育路与海堤路交叉处之东北侧，总建筑面积约37.4万平方米，由1栋（1#楼）6层住宅、2栋29层（13#14#楼）及11栋31层住宅组成。设3层地下室，地下室底板面标高为-9.00米，地下室占地面积约为2.7万平方米。,2、地下室车库底板设计方案 采用普通底板方案或渗流减压设计方案。其中渗流减压设计方案取消了地下室底板、抗拔锚杆及底板柔性防水层等施工难度相对较大、工艺相对复杂的工程项目，相比增加的碎石疏水层和少量的地梁，施工工期应会有明显的缩短，且在室内施工不受影响前提下，疏水层及混凝土垫层可以安排在完工前的任意时间施工。,2.1普通底板方案,2.2 渗流减压设计方案,3、经济性比较,渗流减压设计方案取消的地下室底板混凝土量约为9922立方，钢筋约为1153吨（承台位置的底板砼不能减少但底板钢筋可以减除）；取消素混凝土垫层约1654立方，柔性防水层面积约2.56万平方米；取消约9355米的200mm直径抗拔锚杆。减少的工程量及造价估算见表3.1。增加的疏水层碎石约8300立方，盲沟碎石约1497立方，盲沟砖模约719立方，盲沟素混凝土垫层约222立方，200厚C15素砼垫层量约为3307立方，钢筋混凝土地梁的混凝土用量约为57立方；18立方/小时流量的水泵按1.1kW估算，每天抽水耗电约11度，按商业用电1元/度计算，则在设计使用年限50年内的电费约为20万元。釆用渗流减压设计方案增加的工程量及造价估算详见表3.2。表中的综合单价为我司按以往工程了解到的市场估价，实际价格由甲方根据实际情况作相应调整。由表可知，总共约可节省936万元，具有明显的经济效益。,表3.1 减少的工程量和造价,表3.2 增加的工程量和造价,顺德海骏达广场地下室楼盖结构布置对比,1、工程概况 本项目为一城市商业综合体，位于顺德市容桂老城区中心地段。总建筑面积约50.8万平方米，包括三层地下室，四层商业裙楼，1栋43层的酒店、办公大楼，8栋32层36层的住宅楼。,2、地下室楼盖结构布置 采用“井字梁”、“加腋大板”、“无梁楼盖有柱帽”、“无梁楼盖无柱帽”等四种结构布置型式。其中“无梁楼盖无柱帽”可考虑空心楼盖和实心楼盖。取最典型的8.1m8.1m柱网，活荷分别按4.0kN/m2计算各梁、板配筋图，如下图所示,3、楼盖结构布置经济性比较 四种地下室楼盖结构布置方案经济性比较如下表一所示,由上表可知：“无梁楼盖有柱帽”方案造价除略高于“井字梁”方案外，比其他两种方案中要省23%。其施工、管线安装、楼层净高均优于“井字梁”结构布置型式，故建议除局部位置因设变形槽需按梁板试结构设计外，在塔楼外位置采用“无梁楼盖有柱帽”方案。,中信西关海塔楼结构方案比选,1、工程概况 本工程位于广州荔湾区，总建筑面积约为40万m2，分四期建设，现设计的为四期，其建筑面积约为12万m2，主要两栋187米（53层）超高层住宅、一栋55米（16层）高层住宅组成，设两层地下室。,顺德海俊达城市广场结构方案比选,1、工程概况项目位于顺德文塔公园附近，1号楼高180米左右，建筑面积约5.5万平方米。其中低区为国际五星级酒店（约280个客房），中区为甲级写字楼，高区为集团总部办公。,方案一,方案二,方案三,大白庙A6超高层结构方案对比,1、工程概况 本项目地位于昆明市北京路大白庙A6地块，东起北京路延长线、北至金江路和金康园、南至白云路、西至金禧园。建筑用地面积为7828.39平方米，总建筑面积为126560.42平方米,其中地上部分建筑面积109564.72平方米，地下部分建筑面积16995.70平方米。设3层地下室，底板面标高为-14.9m；地面以上53层，下部设5层裙楼，裙楼层高为5.1m6m，标准层层高为4.2m，地面以上总高度为234.7米，两向的高宽比分别为6.3、4.1。地下三层至地下二层为动车车库和设备用房，地下一层为商业、餐饮；地上1至2层为商业，3至5层为餐饮，7至53层为办公，11、26、41层为避难层。,2、结构方案简述 方案一:钢筋混凝土方案,其标准层典型梁高为700mm，典型柱直径为1600mm。（平面简图见附件一）。方案二:钢筋混凝土方案,梁柱平面布置基本同方案一，但通过在设备层增设伸臂桁架，在满足刚度要求的前提下，将结构梁高减少。其标准层典型梁高500mm，典型柱直径1600mm（平面简图见附件二）。方案三:混合结构方案,梁柱平面布置基本同方案一，但梁采用钢梁，柱采用钢管柱。其标准层典型梁高700mm，典型钢管柱直径1600mm。（平面简图见附件三）。方案四:混合结构方案,梁柱平面布置基本同方案三，同样采用钢梁及钢管柱，但通过在设备层增设伸臂桁架，并加大钢管柱截面，在满足刚度要求的前提下，将结构梁高减少。其标准层典型梁高为400mm，典型钢管桩直径为1800mm（平面简图见附件四）。,3、结构方案造价对比 四种结构方案经济性比较如下表所示,通过上述比较，可见混合结构方案（方案三、方案四）在工期上有优势，但造价明显高于钢筋混凝土方案，故建议首先考虑钢筋混凝土方案（方案一、二）；钢筋混凝土方案中设加强层的方案二在空间效果上优于不设加强层的方案一，但造价略有增加。我司建议：贵司若对空间有较高要求，可优先考虑方案二；若从方便施工及尽量节约成本的角度考虑，则可采用方案一。,造价的过程控制及细节优化的主要内容,一、初步设计成果的量化指标判断；二、施工图设计前指定统一技术措施；三、精细化及快速反应的施工配合。,一、初步设计成果的量化指标判断,1、位移角、扭转位移比、刚重比、刚度比等整体指标是否满足规范要求？是否存在较大富余？2、住宅标准层的单位面积荷载重量代表值是否正常？（一般为1316kN/m2左右）3、梁、墙、板、柱的折算厚度是否正常？（广州地区100米左右的剪力墙结构标准层剪力墙折算厚度大致为130150mm；梁不算楼板折算厚度大致为5070mm；板：折算厚度大致为110mm。）,4、墙柱的轴压比是否均接近规范限值？配筋是否基本未构造配筋？5、梁配筋率是否合理？（一般在0.5 1.5%）有无存在因布置不合理而出现配筋过大甚至超筋的情况？6、可以利用软件的后处理功能直接统计含钢量（一般要将统计结果乘以1.3倍），与预定指标对比分析；7、基础造价是否合理？（一般在70 140元/m2）。,二、施工图设计前指定统一技术措施,进过事前征求甲方意见后，结合了甲方设计指导书及设计单位内部标准，指定施工图设计统一技术措施。主要内容：1、专业间配合细节：如厅房梁位靠边原则、周边梁高、门洞净高、板面标高变化、设备管井规避原则、沉箱尺寸等；2、荷载：如变标高场地抗浮设计水位、材料容重、消防车荷载折减、风压、不同功能房间活载、园林恒活载等；3、材料等级：不同楼层和使用部位的混凝土强度等级、钢筋强度等级、钢材强度等级等（采用高强材料可以有效减少造价，详见工程案例）；,4、软件计算参数：如抗震等级、连梁刚度折减系数（分强度及刚度计算）、梁抗扭折减系数、周期扭折减系数？5、构件设计方法和构造细节：如承台厚度构造配筋、无梁楼盖计算方法及配筋统一构造、梁的配筋统一构造、墙柱的配筋统一构造、板筋计算方法（弹性或塑性）及钢筋等级和配筋统一构造等。,三、精细化及快速反应的施工配合,1、进行深度技术交底和图纸会审，拾漏补缺，减少因图纸失误而造成的施工返工损失；2、进行精细化的施工配合：如根据超前钻逐孔确定灌注桩终孔标高、根据施工顺序及工艺调整设计等；3、对于现场施工问题快速反映，避免因时间拖延而造成的不必要损失（一般问题要求在24小时内有反馈意见，紧急问题12小时内有反馈意见）。三、精细化及快速反应的施工配合。,75,谢谢,