一、概况

××××小区（一期）拟建8 幢24～27 层高层住宅（设有地下2 层埋深约6.0m 的地下车库）、1 幢3 层的商业、配套公共服务设施用房、一座埋深约6.0m 的1 层地下车库及1 层的门卫、街坊站、垃圾压缩站、开关站、围墙等辅助设施。

本工程总建筑面积为168 323m2，地上总建筑面积为119 743m2，地库总面积43 733m2，其中人防建筑面积4 986m2，地下室顶板覆土厚度为1.5m。

层高24～27 层的住宅楼皆为剪力墙结构，地下室及其他配套建筑物均为框架结构。本工程建筑地基基础设计等级和桩基设计等级均为甲级。

建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7 度（0.1g），地震分组为第一组，场地类别为Ⅳ类，设计特征周期为0.9s。

图03-017　××××小区一期效果图

二、优化依据

同设计03-001 的优化依据。

三、优化设计

在本项目结构设计优化工作过程中，结构工程师秉承“专业创造价值”精神，以建设需求为本、实现项目成本最小化为服务，在满足建筑功能、结构安全、使用功能及效果的前提下，争取做到各项经济指标均为当地最优水平。

（一）主要优化设计内容

1.外加剂使用优化

（1）问题

本工程地下室、基础梁、板混凝土中，设计均添加胶凝材料8%的SY-T 复合纤维增韧剂。

图03-018　本工程中的外加剂使用

添加胶凝材料8%的SY-T 复合纤维增韧剂，按市场行情需要增加约80 元/m2（按地下室建筑面积计）。

（2）后果及影响

外加剂材料单价较高，如果按照8%掺量计算，本工程地下室面积约43 733m2，此项外加剂影响造价约349.9万元。如果按照设计优化建议，可节省该笔费用。

表03-010　外加剂优化工程量及费用表

（3）对策及建议

地下室产生裂缝的主要成因：水泥选用不当、水泥水化热过高、混凝土温度收缩、施工质量问题以及基础沉降等。采取一定措施可有效控制裂缝产生。

建议取消外加剂，并在施工过程中，合理设置后浇带、科学安排施工工序，保证施工质量。大量工程实例证明，建筑物、构筑物只要按规定设置后浇带，按照施工规范浇捣混凝土、养护到位，并按规定要求拆模，一般不需要额外添加抗裂纤维等掺加剂。行业内对抗裂纤维效果有争议，认为控制不好会引起质量事故，不建议大面积掺用。著名混凝土防裂缝专家王铁梦在其《超长超厚大体积钢筋混凝土结构裂缝控制理论与实践》一文中用大量实例说明了该问题。

2.地下室底板优化

（1）问题分析

原设计采用“桩承台+地梁+防水板”的基础形式，防水板设计厚度350mm。根据设计规范规定，当防水板厚度大于等于 250mm 时，可取消地梁。经计算，地梁取消后原防水板配筋仍有较大余量，仍可以继续优化配筋。由于底板厚度足以作为承台的拉结作用，在《北京市建筑设计技术细则结构专业》第 36 页中，已经对此类技术问题做出了明确说明。

图03-019　《北京市建筑设计技术细则结构专业》相关内容

另外朱炳寅的《建筑结构设计问答及分析》第 7.4.4 条中也有关于这个问题的表述。

图03-020　《建筑结构设计问答及分析》相关内容

（2）后果及影响

经优化计算，基础形式改变后，原设计混凝土量为2 748m3，设计优化后为3 310m3，增加562m3；原设计钢筋2 144.423t，优化后为1 651.21t，减少493.23t，经优化节省投资194万元（暂未计入基础形式改变土方及围护造价的优化量）。

表03-011　地下室优化工程量及费用表

（3）对策及建议

本工程柱距不大，柱网均匀，在高水位软土地区，采用梁板式基础施工比较麻烦，工期长，底板承受的水浮力大，综合经济效益一般不如平板式。采用平板式基础时，同时取消了外墙下暗梁，减少了基坑围护的开挖深度，大大减少了围护成本。

在柱网均匀且柱距不大的情况下，建议梁板式与平板式做经济性分析，从而选取更适合本工程的基础形式。

3.地下室外墙优化

（1）问题分析

原设计地下室外墙墙顶设置暗梁，墙底设置地梁，根据《全国民用建筑工程设计技术措施（地基与基础）》第5.8.4 条，外墙的刚度较大、暗梁的刚度很小时，没有必要设置。

图03-021　地下室外墙优化

图03-022　《全国民用建筑工程设计技术措施（地基与基础）》相关内容

根据《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》《16G101-1》中地下室外墙钢筋构造做法要求，地下室外墙顶部与楼板相交处无论是简支还是固接计算，均不需要设置构造暗梁。

图03-023　设计图

（2）造价影响

经优化计算，取消暗梁可节省5.6万元（暂未计入基础形式改变土方及围护造价的优化量）。(www.daowen.com)

表03-012　地下室外墙优化工程量及费用计算表

（3）对策及建议

经与原设计单位及审图单位沟通，设计取消墙顶暗梁，并在修改基础形式的同时，取消了墙底地梁。如此，不仅节省了造价，也为施工提供了便利。

4.后浇带优化

（1）问题分析

原设计后浇带采用超前止水，并设置中埋式止水带，背包厚度及配筋率均较大。参考图集《16G101-3》第107 页做法。优化改为外贴式止水带，背包厚度可从450mm 减少为250mm，并根据水位按悬挑板计算配筋。

图03-024　设计图

（2）造价影响

经优化计算，后浇带及止水改变后，原设计混凝土量为21 103m3，设计优化后为20 503m3，减少600m3；设计钢筋77.05t，优化后为37.72t，减少39.33t，经优化节省投资48万元。

表03-013　后浇带优化工程量及费用计算表

（3）对策及建议

地库范围较大，后浇带数量较多，根据技术与经济结合的原则，应根据实际情况选取合适的后浇带形式。

5.外墙优化

（1）问题分析

原设计保护层厚度取50mm，并配置A4@200 双向钢筋网。

图03-025　原保护层的设计

根据《混凝土设计结构设计规范》（2015 版）第8.2.3 条规定混凝土保护层厚度大于50mm 时，宜对保护层采取有效的构造措施。

图03-026　《混凝土设计结构设计规范》（2015 版）相关规定

同时《混凝土结构耐久性设计规范》第3.5.4 条中说明，增设钢丝网，若施工不当，反而会对构件的耐久性造成更为有害的后果。

图03-027　《混凝土结构耐久性设计规范》相关内容

（2）造价影响

经优化计算，外墙取消钢丝网后，原设计钢筋56.22t，优化后为0，减少56.22t，经优化节省投资25.3万元。

表03-014　外墙优化工程量及费用计算表

（3）对策及建议

经与设计沟通，同意接受优化建议，最终确认取消附加钢丝网。

6.楼板优化

（1）问题分析

原设计主楼板厚均为150，根据沪建标定〔2016〕126 号文件规定，楼板设计厚度包含结构层、附加层、面层等构造在内的楼板总厚度。

图03-028　相关文件对楼板厚度的规定

（2）造价影响

经优化计算，楼板厚度改变后，原设计混凝土量为17 957.1m3，设计优化后为14 365.7m3，减少3 591.4m3，经优化后节省投资48万元。

表03-015　楼板优化工程量及费用计算表

（3）对策及建议

经与审图沟通，根据《住宅设计标准》局部修订的通知，同意本工程根据新规定选取板厚，板厚150mm 改为120mm。

四、优化效果对比

经优化计算，本次通过优化设计节省投资共计802.4万元。

表03-016　优化工程量及费用汇总表

续表