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浅谈对结构概念设计优化的认识 产品中心 设计一部 杨英瑜 0 前言 建业网校登载的“结构成本控制的管理思路和技术方法”，仔细阅读，觉得对成本控制，确实很有帮助，但文章只给出思路及若干值得关注的工程结构问题，然而没有答案；对这些问题，如果进行结构优化设计，是可以较为完满解决的，但房地产行业的实际情况，往往是立项后，建筑方案一确定，希望施工图立等可取，这样，要想进行优化设计，设计周期及工期，都有困难，因为商机不等人，故想从结构概念设计优化的角度，先从一些影响较大的局部问题，进行概念设计优化分析，对控制结构成本，比孤立地对单个问题的分析[1]，也许会更有好处；本文将结合以往的工程实践，对某些项目的基础工程案例，进行分析，以求对开发新项目时，能起点借鉴作用。 结构设计优化的前景 2006年6月份，我国召开“首届全国建筑结构技术交流会”，工程院江 欢成院士在他的报告中指出[2] : “我国优化设计工作方兴未艾，大有可为。…它符合可持续发展和科教兴国伟大战略，是科学发展观在建筑行业中的落实”。然而在比较讲究经济效益的房地产行业，并没有得到广泛推广，可能有技术层面的原因，文献[3]指出：建筑结构构件的断面尺寸是离散量，规范中的一些要求、实际设计时的约束和约定，很难用显式表达，一个稍大的工程结构，设计变量及约束条件都很多，……凡此种种，都要求要有很实用和方便的软件工具，这可能是妨碍结构设计优化普遍推广的原因；目前从事这方面工作的单位也不少，文献[2][3]的单位就在这方面做了不少工作，有很多经验值得借鉴；文献[2]介绍，经他们优化过的工程，在实物工程量上，可节约5％～10％，甚至更大，而在建筑空间和平面使用方面，带来的效益更大；作为有十五年开发经历的建业集团，年开发量200万㎡（见建业网集团简介），要想结构成本，有较大幅度的降低，开展结构设计优化，应该是提到日程上来的时侯了。 目前结构设计优化的一些具体做法 1）、复核性的优化 文献[2]介绍的案例中，很多是在既有施工图的基础上进行优化，笔者把这种做法称为复核性的优化，因为甲方认为建筑、结构不尽合理或配筋过多不经济，委托在原有基础上进行优化，以求克服某些缺陷或降低成本，这种做法，不是全面、全过程的优化，往往带有原设计的弱点，但经过优化后，建筑、结构的使用功能得到相当大的改善，优化设计的周期较短，直接经济效益，也很可观，故甲方很容易接受这种做法。 这种做法也有实际问题，如修改设计的费用、责任问题，文献[2]的作者江院士还坦言：“好朋友劝我不要搞，因为得罪人，特别是得罪同行，得罪老朋友”。虽如此，江院士还是以高度的社会责任感，继续从事这方面的工作；但毕竟是要面对的实际问题。 2）、全面优化 工程建设是一个系统工程，应该说从立项、建筑结构方案、施工图设计、施工阶段、交付使用，每一个环节都有定位及需要优化的问题，目前房地产行业，全过程、全面开展优化设计的不多，可能有前面分析的技术问题和社会因素；不管怎样，优化设计终归是个方向。 3）、限额设计与设计单位粗略结构概念设计的优化 结构设计，对工程成本的控制，关系重大，是公认的事实，甲方为了约束设计单位，推行限额设计，是一种有效的手段，例如含钢量，是一个重要指标，工程界十分重视，今年《建筑结构》杂志,连续发表论文[4 ] [5]，讨论混凝土结构的含钢量，从表1～3可发现含钢量是一个范围,同一种结构的含钢量伸缩性很大，为了满足限额的需要，在结构方案选型时，设计单位凭经验，进行粗略比选，然后界定结构方案，在降低结构成本方面，确实起了一定作用，但这是很不够的，因为同一工程，同类型建筑[4]，不同设计人员的设计，钢筋含量相差可达20㎏/㎡。 住宅类混凝土结构的含钢量（㎏/㎡） 表1 框 架 剪力墙 框－剪 多层 小高层 高层 小高层 高层 高层 ≦6层 7－11层 ≧12层 25～40 35～50 50 ～60 25～50 55～75 40～85 混凝土结构的综合楼和商厦的含钢量（㎏/㎡） 表2 结构形式 框 架 剪力墙 框－剪 框（筒）－筒