1、    淺談璽云臺小區1#2#商住樓結構設計的若干優化問題    吳磊摘要：在建筑設計中，結構設計是其主要組成部分。對結構設計進行合理的優化可使達到降低工程造價，提高工程質量，增加工程使用功能等目的。優化設計是把數學中的最優化原理應用于工程設計當中，通過對若干個設計方案的比較，從中找到最適宜的方案的一種現代化設計方法。本文通過對璽云臺小區商住樓的結構設計實例，分析了在結構設計中，有關計算模型的優化、cfg樁復合地基，以及施工圖的調整。關鍵詞：結構設計；優化設計；cfg樁復合地基一.優化設計的意義及重要性璽云臺小區1#2#樓均為地上18層建筑，根據高層民用

2、建筑設計防火規范，其屬于二類高層建筑。對于高層建筑，其作為城市發展的方向，建設周期長，投資量大，人員相對密集，因此對其設計要求更高。大量的統計數據和實踐表明，整個房地產項目投資中，結構成本占到建安成本的40%60%，因此結構設計優化就成為整個設計階段成本控制的重中之重。對于結構工程師而言，如何在保證不犧牲結構安全度和抗震性能的前提下，對結構設計進行深入調整、改善和優化，達到最優結構方案以節約投資是非常重要的。二、關于計算模型的優化優化計算模型首先要對參數進行調整，大多參數的調整范圍都有一定的閾值，在符合規范允許的條件下，合理的調整相關參數，能在不影響建筑結構安全和穩定性的情況下達到最優化。本工

3、程中對于計算模型的參數調整主要包括周期折減系數、梁保護層厚度、柱保護層厚度、邊緣構件箍筋強度等，結合本建筑自身的具體情況以及從經濟角度來講，不需要考慮重力二階效應（p-delt）。在結構布置方面，剪力墻的長度和數量主要以位移指標來控制，規范規定純剪力墻結構的層間位移比限值為1/1000，為充分發揮剪力墻的作用，在保證建筑物安全富余的前提下減少不必要的剪力墻，從而從整體上節約造價。為此可以根據以下環節來調整優化計算模型：一、取消部分效率低的小墻肢及小墻垛，減小邊緣構件數量，減少鋼筋及混凝土用量；二、調整墻體布置后，減小y向整墻長度，使得地震力分布更加均勻，對應墻段墻體配筋減少；三、在不增加板厚及

4、配筋的前提下，取消那些小跨度樓板隔墻下的次梁 （如廚房、衛生間等），因為樓板本身足以承載那些填充墻，不需要單獨設梁，這樣即可減少梁混泥土和鋼筋用量， 也可減少板負筋用量，同時，建筑使用更加靈活。通過一系列的優化設計，可以看出，優化后的結構工程不僅降低了造價，而且在一定程度上增加了建筑的使用功能的靈活性。三、cfg樁復合地基由于城市發展的迅速擴張，城市居住用地的的可使用空間被逐漸壓縮，因此，高層和超高層建筑就應運而生。此類建筑物對建筑地基的要求就越發嚴格，尤其是土質松軟或者土層結構復雜的地區， 對地基的穩固處理就顯得尤為重要。同時，城市工業化進程中所帶來的環境問題也越來越嚴重，如果能對如電廠的粉

5、煤灰等垃圾進行合理的應用，一方面不僅能減少環境的污染，一方面又能進行廢物利用從而降低建筑工程的造價。cfg樁復合地基即可解決上述問題，其具有工程造價低、施工速度快等優點，因此，在現代建筑中有著廣泛的應用。根據璽云臺小區三期1#、2#商住樓巖土工程勘查報告提供的工程地質剖面的相關資料，其1104.5m處主要是第層粉質黏土，該土層的承載力特征值在1103.0m以上為140kpa，在1103.0m以下為180kpa，因此，采用天然地基就無法滿足設計要求。而在第土層之下的第層粉細砂層，該土層厚度較大，層位穩定，飽和，密實，屬于低壓縮性土，可以作為主樓的基礎持力層，所以對于本工程，建議采用cfg樁復合地

6、基，并在原設計方案的基礎上，繼續采用筏板基礎 ，主樓外南北兩側的挑出距離減小到500mm，基礎底面積由原來的828減少到639，同時將cfg基樁由621根減少到375根，通過對cfg樁復合地基的優化，減少了基礎底面積和cfg基樁的根數，在一定程度上降低了本工程的工程量，縮短了工期，同時不影響建筑物的使用功能，達到了項目過程中對投資成本進行有效控制的目的。四、結構施工圖設計的優化建議為了使施工圖能夠更好的為整個建筑項目的施工過程服務，有效提高設計及施工的效率，避免不必要的浪費，降低建設成本，就需要根據建筑功能要求對結構構件等進行優化設計，并考慮到各個細節問題，使得施工圖不僅流于圖紙表面，而是能夠

7、真正的為施工方提供簡潔、直接、易懂的圖紙，同時能夠簡化施工流程，降低施工難度，也就避免了施工過程中由于設計和施工不能有效良好的銜接而造成的時間以及經濟上的損失。施工圖的設計過程中有很多細節的地方需要設計人員仔細的考慮，本文借用璽云臺小區項目中施工圖存在的問題，對施工圖的優化作了如下調整：4.1 關于地下一層的邊緣構件在原施工圖的地下一層墻平面布置圖中可以看出，原施工圖存在縱筋偏大，箍筋配筋偏大，水平支距偏小等問題，從經濟的角度考慮，并不是最優方案。根據高層建筑混凝土結構技術規程第7.2.14條，規范中指出應在底部加強部位及相鄰上一層設置約束邊緣構件。但是在本工程項目中，地下一層并不是底部加強區

8、，因此不需要設置約束邊緣構件，經濟而實用的做法是將首層陰影范圍約束邊緣構件縱筋向下延伸至地下一層，縱筋根數和直徑不變，箍筋按照構造邊緣構件要求增加一定數量，取消陰影區。再根據高層建筑混凝土結構技術規程中第7.2.15條以及7.2.16條的規定，約束邊緣構件或構造邊緣構件的箍筋或拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm，不應大于豎向鋼筋間距的兩倍。因此建議可以根據規范的要求，加大鋼筋直徑，同時減小縱筋根數，使得箍筋或拉筋的水平肢距維持在200mm300mm的范圍內，從而使得建筑項目的經濟性達到了最優化。4.2 關于樓板板厚關于三層板配筋圖樓板厚度，按照原施工圖可以看出，除了個別板塊以外，主樓與裙房

9、樓板厚度均為150mm，板厚過大，不經濟，根據混凝土結構設計規范gb50010-2010第9.1.2條，雙向板跨厚比不宜大于40，因此，建議主樓與裙房屋面板跨后比均按40控制，且主樓范圍樓板厚度不小于100mm，裙房范圍樓板作為屋面板，其厚度不小于120mm即可。同樣，對于標準層的板配筋圖，原施工圖中樓板厚度均為110mm，依據上述規范條文，對于短跨跨度不大于3.6的雙向板，板厚可以調整為100mm。以上是針對本項目的施工圖中存在的一些做了列舉，既是本工程項目中存在的問題，也是建筑結構設計從業人員在工作中常見的問題，鑒于本文篇幅縮限，不再一一列舉。但是分析此類的問題的共性，可以看出，在繪制施工圖的過程當中，熟練、合理的應用規范，考慮施工流程的簡便易行，優化結構構件設計，也能對整個建設項目在優化控制上提供一定的幫助。參考文獻：【1】李輝，胡楠.論建筑施工圖設計的優化建議j.建