超高层结构设计成本优化探索教材(PPT 34页)
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高层建筑结构设计PPT课件
②人可达到高度世界第一：474米，大楼 100层的观光天阁是世界上人能到达的 最高观景平台。
③世界最高中餐厅：416米，设在93层的 中餐厅，将成为全球最高中餐厅。
④世界最高游泳池：366米，设在85层的 游泳池，将夺得“世界最高游泳池”称 号。
⑤世界最高酒店：设在大楼79至93层的柏 悦酒店，将成为世界最高酒店。
【投资单位】：西尔斯百货公司 【设计单位】：SOM建筑师事务所 【建设用途】：办公
【英文名称】：Sears Tower
.
18
【别称】：希尔斯大厦
西尔斯大楼结构：
①整幢大厦被当作一个悬挑的束筒
空间结构，离地面越远剪力越小，
大厦顶部由风压引起的振动也明显
减轻。
②大厦采用由钢框架构成的成束筒
结构体系，外部用黑铝和镀层玻璃
高 层 建 筑 结 构设 计
.
1
土 地 少 、 人 口 多
节 约
掌
土 地 、 保 证 吃 饭 、 基 本 建 设
发 展 高 层 建 筑 结 构
握 高 层 建 筑 的 优 、 缺 点
本 课 程 对 此 类 结 构 进 行 探 讨
.
2
目录
1 绪论
2 结构选型与结构布置 3 荷载与地震作用
4 设计计算的基本规定
【建筑面积】：260000 m2
【建筑层数】：地上89层，地下3层
【建筑高度】：381米+69米，
【施工单位】：上海建工
【建筑造价】：40亿
【投资单位】：南京国资集团、上海绿
地集团
【建筑设计】：由美国著名设计单位
SOM与华东建筑设计研究院有限公司合
作设计
.
31
§1.2发展高层建筑的意义
超高层建筑结构设计PPT精品文档
6.2 超高层结构体系宜按共同作用、部分整体作用、整体作用等三大 类别进行划分，这样更易于理解和把握各种超高层结构体系的实质作 用。这三大类别结构体系抵抗水平力的效能是由低到高。结构体系方 案优选顺序宜按效能由高到低的顺序进行，即先选择整体作用体系， 再选择部分整体作用体系，最后才选择共同作用体系。
6
高度250m以上超高层建筑的材料使用情况 ( 截至2016年底，共258幢) 图1
7
三、 超高层建筑结构设计的特点
结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直 接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、 施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
8
3.1 水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着
超高层建筑结构设计现状分析
1
一、前言
目录
二、结构材料
三、超高层建筑结构设计的特点
四、结构体系
五、建筑经济性分析
六、结论及展望
2
一、前言
梁思成先生表达建筑 的内涵是文化艺术、科学技 术和工业经济互相交集的综 合产品。
在超高层建筑设计中，结构体系不仅对超高层建筑结构的安全性 与经济性影响巨大，而且对开拓建筑空间形式和使用功能的帮助最大， 是超高层建筑结构设计及建造中最关键的核心技术体现，因此结构体 系方案优选显得十分重要。（本文所指的超高层建筑是指房屋高度超 过100m 的高层建筑。）
结构设计。而在超高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要 影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载 在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成 正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所 引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。
6
高度250m以上超高层建筑的材料使用情况 ( 截至2016年底，共258幢) 图1
7
三、 超高层建筑结构设计的特点
结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直 接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、 施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
8
3.1 水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着
超高层建筑结构设计现状分析
1
一、前言
目录
二、结构材料
三、超高层建筑结构设计的特点
四、结构体系
五、建筑经济性分析
六、结论及展望
2
一、前言
梁思成先生表达建筑 的内涵是文化艺术、科学技 术和工业经济互相交集的综 合产品。
在超高层建筑设计中，结构体系不仅对超高层建筑结构的安全性 与经济性影响巨大，而且对开拓建筑空间形式和使用功能的帮助最大， 是超高层建筑结构设计及建造中最关键的核心技术体现，因此结构体 系方案优选显得十分重要。（本文所指的超高层建筑是指房屋高度超 过100m 的高层建筑。）
结构设计。而在超高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要 影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载 在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成 正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所 引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。
超高层住宅结构优化设计的探讨
超高层住宅结构优化设计的探讨摘要：本文主要针对超高层住宅结构的优化设计展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对建筑结构优化中的一些关键性问题做了详细的阐述，并对优化设计作了深入的分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：住宅结构；优化；设计引言随着我国建筑施工的不断进步，超高层建筑在建筑业未来的发展之中，有着十分广阔的应用前景，因此，这使得超高层建筑的结构优化设计变得十分重要，特别是超高层住宅建筑。
我们就需要认真做好超高层住宅结构的优化设计工作，以便利工程的施工进行。
基于此，本文就超高层住宅结构的优化设计进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 工程概况某超高层住宅，地上45层，地下1层，建筑高度均为137.8m，7号楼为2个高度为137.9m的结构单体组合而成的双塔，3号楼、5号楼均由一个高度为137.9m的结构单体和一个高度为91.5m的结构单体组合而成的双塔，其余均为单塔，本文以3号楼为例进行阐述，3号楼剖面如图1所示。
图2 建筑剖面示意图根据珠江三角洲的特殊地理状况（地势低洼，有6m高的防护堤），为节约用地，该地区采用了创新的规划模式，即在距地面6m处设置一个G层平台，建筑入口置于平台之上，平台下为车库，不计入容积率，不同地块之间用桥连接。
从结构的角度分析，各结构单体通过G层平台连接为一个整体，整个结构为大底盘多塔的结构形式。
根据岩土工程勘察报告，场地地基土层主要为杂填土、粉质黏土、圆砾、强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩、强风化板岩、中风化板岩。
根据地勘，场地土类别为II类，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为6度，设计地震加速度为0.05g，基本风压为0.35kN/m2，基本雪压为0.45kN/m2，地震影响系数为αmax=0.05（根据地震安全性评价报告取值）。
2 主要构件的尺寸及抗震等级结构单元的标准层平面布置如图2所示。
该结构形式为剪力墙结构，剪力墙墙厚1层及以下为350mm，1层以上均为200mm。
超高层学习资料PPT课件
传达和指示 ; • ⑤ 在吊装区域、 安装区域设置临时围栏、 警示标志 , 临时拆除安全设施 ( 洞口保护网、
洞口水平防护 ) 时一定要取得安全负责人的许可 , 离开操作场所时需要对安全设施进行 复位 ; • ⑥操作结束时要整理整顿现场 , 特别在结束后要对工具进行清点 ; • ⑦ 需要动火作业时 , 首先要拿到动火许可证 , 作业时要充分注意防火 , 准备灭火器等灭 火设备 ; • ⑧ 高空作业必须保持身体状况良好 ; • ⑨ 预制立管起重作业时 , 必须由起重工进行操作 , 禁止无证人员进行起重操作。
14
保护膜未清理干净，且未分两次浇筑（自拌细石混凝土不达标，浮 浆多），导致严重渗漏风险。
15
16
17
18
• 超高层预制组合立管工艺
•
预制组合立管施工工艺具有现场施工简单、质量可靠、制作精度高等特
点。采用该工艺对于管道集中布置的管井及现场施工作业面狭窄的高层建筑 的机电工程施工，可节省塔吊作业时间并减少现场作业人员数量，预制组合 立管工艺在日本已广泛应用。
• 特点：
• ① 组合化施工 预制组合立管将管井内立管按每 2 ～ 3 层分节 , 连同管道支架预先
在工厂内制作成一个个单元管段 , 运至施工现场整体安装 ;
• ② 现场施工简便 采用该工艺对于管道集中布置的管井及现场施工作业面狭窄的高 层建筑的机电工程施工 , 可节省作业时间并大大减少现场作业人员数量 ;
因此作为施工单位在进行地下室防水工程时，要加强过程控制管理，提高管理人员质量 意识，把好地下室防水工程的施工质量关，把隐患在施工过程中消除。 防范措施：
a. 严格控制混凝土的水灰比例，降低混凝土的收缩性。 b. 严格控制保护层厚度。 c. 后浇带中垃圾、积水处理干净到位。 d. 顶板裂纹大多为沿预埋管线分布，建议顶板施工时在管线位置增加Φ6@200钢筋网片，约束混凝土裂缝的扩展。 e. 顶板的养护、荷载控制：顶板混凝土养护对裂缝的控制非常关键，最好蓄水养护，防水混凝土要求养护在14天以上。
洞口水平防护 ) 时一定要取得安全负责人的许可 , 离开操作场所时需要对安全设施进行 复位 ; • ⑥操作结束时要整理整顿现场 , 特别在结束后要对工具进行清点 ; • ⑦ 需要动火作业时 , 首先要拿到动火许可证 , 作业时要充分注意防火 , 准备灭火器等灭 火设备 ; • ⑧ 高空作业必须保持身体状况良好 ; • ⑨ 预制立管起重作业时 , 必须由起重工进行操作 , 禁止无证人员进行起重操作。
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保护膜未清理干净，且未分两次浇筑（自拌细石混凝土不达标，浮 浆多），导致严重渗漏风险。
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• 超高层预制组合立管工艺
•
预制组合立管施工工艺具有现场施工简单、质量可靠、制作精度高等特
点。采用该工艺对于管道集中布置的管井及现场施工作业面狭窄的高层建筑 的机电工程施工，可节省塔吊作业时间并减少现场作业人员数量，预制组合 立管工艺在日本已广泛应用。
• 特点：
• ① 组合化施工 预制组合立管将管井内立管按每 2 ～ 3 层分节 , 连同管道支架预先
在工厂内制作成一个个单元管段 , 运至施工现场整体安装 ;
• ② 现场施工简便 采用该工艺对于管道集中布置的管井及现场施工作业面狭窄的高 层建筑的机电工程施工 , 可节省作业时间并大大减少现场作业人员数量 ;
因此作为施工单位在进行地下室防水工程时，要加强过程控制管理，提高管理人员质量 意识，把好地下室防水工程的施工质量关，把隐患在施工过程中消除。 防范措施：
a. 严格控制混凝土的水灰比例，降低混凝土的收缩性。 b. 严格控制保护层厚度。 c. 后浇带中垃圾、积水处理干净到位。 d. 顶板裂纹大多为沿预埋管线分布，建议顶板施工时在管线位置增加Φ6@200钢筋网片，约束混凝土裂缝的扩展。 e. 顶板的养护、荷载控制：顶板混凝土养护对裂缝的控制非常关键，最好蓄水养护，防水混凝土要求养护在14天以上。
高层建筑结构的设计ppt课件
2024/1/28
02
变形分析
弹性分析方法
03
20
剪力墙内力与变形分析
弹塑性分析方法 考虑徐变收缩和温度作用下的变形分析
2024/1/28
21
剪力墙截面设计与配筋
截面设计
1
墙肢截面设计
2
连梁截面设计
3
2024/1/28
22
剪力墙截面设计与配筋
01
考虑轴压比和剪压比的截面设计
02
配筋设计
03
纵向钢筋配置
用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能 承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的 水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水 平力的结构称为剪力墙结构。
筒体结构
是指由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体 系，适用于层数较多的高层建筑。
9
抗震设计原则
小震不坏
当遭受低于本地区抗震设防烈度 的多遇地震影响时，主体结构不 受损坏或不需修理仍可继续使用
。
2024/1/28
中震可修
当遭受相当于本地区抗震设防烈度 的地震影响时，可能发生损坏，但 经一般性修理仍可继续使用。
大震不倒
当遭受高于本地区抗震设防烈度的 预估的罕遇地震影响时，不致倒塌 或发生危及生命的严重破坏。
10
03
框架结构设计
2024/1/28
11
框架结构特点与分类
2024/1/28
特点
的安全性和舒适度。
2024/1/28
37
07
高层建筑结构设计实践案例
2024/1/28
38
案例一：某高层办公楼结构设计
01
02
03
结构选型
(2024年)高层建筑设计原理ppt课件
高层建筑结构设计应注重安全性和稳定性，采用先进的结构体系和 材料，确保建筑在地震、风力等自然灾害中的安全性能。
35
THANKS
感谢观看
2024/3/26
36
2024/3/26
近代高层建筑
近代高层建筑起源于工业 革命后，随着城市化进程 的加速和土地资源的紧缺 ，高层建筑逐渐兴起。
现代高层建筑
现代高层建筑采用先进的 结构设计和施工技术，具 有更高的高度、更复杂的 形态和更丰富的功能。
5
高层建筑特点与优势
特点
高层建筑具有结构复杂、施工难度大、周期长、成本高等特点；同时具有节约 土地资源、提高城市容积率、丰富城市天际线等优势。
3
高层建筑定义与分类
2024/3/26
定义
高层建筑是指高度超过一定界限 的多层建筑，具体高度界限因国 家和地区而异。
分类
按高度可分为超高层建筑、高层 建筑、中高层建筑等；按用途可 分为住宅楼、商住楼、办公楼等 。
4
高层建筑发展历程
01
02
03
古代高层建筑
古代高层建筑以塔式建筑 为主，如佛塔、文峰塔等 ，具有宗教、文化等多重 意义。
疏散楼梯间设置
确保每个防火分区至少有两个独立的疏散楼梯间，满足人 员安全疏散需求。
疏散距离与宽度
根据建筑使用功能和人员密度，确定疏散距离和疏散宽度 ，避免拥堵和踩踏事故。
2024/3/26
23
消防设施配置及选型
1 2
自动喷水灭火系统
设置自动喷水灭火系统，及时扑灭火源，控制火 势发展。
火灾自动报警系统
03
防排烟系统设计
高层建筑必须设置独立的防排烟系统，包括排烟口、排烟风机和排烟管
35
THANKS
感谢观看
2024/3/26
36
2024/3/26
近代高层建筑
近代高层建筑起源于工业 革命后，随着城市化进程 的加速和土地资源的紧缺 ，高层建筑逐渐兴起。
现代高层建筑
现代高层建筑采用先进的 结构设计和施工技术，具 有更高的高度、更复杂的 形态和更丰富的功能。
5
高层建筑特点与优势
特点
高层建筑具有结构复杂、施工难度大、周期长、成本高等特点；同时具有节约 土地资源、提高城市容积率、丰富城市天际线等优势。
3
高层建筑定义与分类
2024/3/26
定义
高层建筑是指高度超过一定界限 的多层建筑，具体高度界限因国 家和地区而异。
分类
按高度可分为超高层建筑、高层 建筑、中高层建筑等；按用途可 分为住宅楼、商住楼、办公楼等 。
4
高层建筑发展历程
01
02
03
古代高层建筑
古代高层建筑以塔式建筑 为主，如佛塔、文峰塔等 ，具有宗教、文化等多重 意义。
疏散楼梯间设置
确保每个防火分区至少有两个独立的疏散楼梯间，满足人 员安全疏散需求。
疏散距离与宽度
根据建筑使用功能和人员密度，确定疏散距离和疏散宽度 ，避免拥堵和踩踏事故。
2024/3/26
23
消防设施配置及选型
1 2
自动喷水灭火系统
设置自动喷水灭火系统，及时扑灭火源，控制火 势发展。
火灾自动报警系统
03
防排烟系统设计
高层建筑必须设置独立的防排烟系统，包括排烟口、排烟风机和排烟管
超高层施工课件pptx-2024鲜版
2024/3/28
基础设计
根据地质勘察结果，进行 基础类型选择、承载力计 算、稳定性验算等，确保 基础安全可靠。
基坑支护
针对深基坑开挖，设计合 理的支护结构，确保施工 过程安全。
8
施工图纸审查与优化
施工图纸审查
对施工图纸进行全面审查， 检查是否符合设计要求、 施工规范和相关标准，提 出修改意见。
2024/3/28
2024/3/28
25
案例四：某超高层建筑绿色施工技术应用
2024/3/28
绿色施工技术概述 简要介绍绿色施工技术的概念、原则及其在超高层建筑中 的应用意义。
节能与环保措施 详细介绍超高层建筑施工过程中的节能与环保措施，如节 能型设备选用、废弃物回收利用等。
绿色施工效果评估 分析绿色施工技术在超高层建筑中的应用效果，包括节能 效果、环保效果及经济效益等方面的评估。
对进场的材料和设备进行严格检验， 确保其质量符合要求，防止不合格品 进入施工现场。
采购与供应
制定详细的采购计划，选择可靠的供 应商，确保材料和设备按时供应到现 场。
2024/3/28
10
施工现场布置与临时设施搭建
施工现场布置
根据施工总平面图，合理规划施 工现场布置，包括材料堆放、设 备停放、临时道路、排水设施等。
2024/3/28
30
行业法规政策对超高层建筑施工影响预测
安全生产法规
加强施工现场安全管理，提高安全意识和安全防护措 施，减少安全事故的发生。
环保政策要求
推广绿色施工技术和材料，减少施工过程中的环境污 染和废弃物排放。
建筑行业标准化政策
推动建筑行业标准化进程，提高超高层建筑施工的规 范化和标准化水平。
基础设计
根据地质勘察结果，进行 基础类型选择、承载力计 算、稳定性验算等，确保 基础安全可靠。
基坑支护
针对深基坑开挖，设计合 理的支护结构，确保施工 过程安全。
8
施工图纸审查与优化
施工图纸审查
对施工图纸进行全面审查， 检查是否符合设计要求、 施工规范和相关标准，提 出修改意见。
2024/3/28
2024/3/28
25
案例四：某超高层建筑绿色施工技术应用
2024/3/28
绿色施工技术概述 简要介绍绿色施工技术的概念、原则及其在超高层建筑中 的应用意义。
节能与环保措施 详细介绍超高层建筑施工过程中的节能与环保措施，如节 能型设备选用、废弃物回收利用等。
绿色施工效果评估 分析绿色施工技术在超高层建筑中的应用效果，包括节能 效果、环保效果及经济效益等方面的评估。
对进场的材料和设备进行严格检验， 确保其质量符合要求，防止不合格品 进入施工现场。
采购与供应
制定详细的采购计划，选择可靠的供 应商，确保材料和设备按时供应到现 场。
2024/3/28
10
施工现场布置与临时设施搭建
施工现场布置
根据施工总平面图，合理规划施 工现场布置，包括材料堆放、设 备停放、临时道路、排水设施等。
2024/3/28
30
行业法规政策对超高层建筑施工影响预测
安全生产法规
加强施工现场安全管理，提高安全意识和安全防护措 施，减少安全事故的发生。
环保政策要求
推广绿色施工技术和材料，减少施工过程中的环境污 染和废弃物排放。
建筑行业标准化政策
推动建筑行业标准化进程，提高超高层建筑施工的规 范化和标准化水平。
2024年度高层建筑结构教学PPT课件
内力与变形控制
根据内力与变形分析结果 ，对结构进行优化设计， 控制结构的内力与变形在 允许范围内。
16
结构稳定性与抗风设计
1 2
结构稳定性分析
采用稳定性理论和方法，对结构进行稳定性分析 ，包括整体稳定和局部稳定，确保结构在正常使 用条件下的稳定性。
抗风设计原则
根据建筑结构的特点和所在地的风环境，制定抗 风设计原则，包括风荷载取值、风振控制等。
21
装饰装修工程施工技术
楼地面装饰施工技术
包括水泥砂浆地面、水磨石地 面、木地板等楼地面装饰施工
方法。
2024/3/24
墙面装饰施工技术
包括抹灰墙面、贴面类墙面、 涂料类墙面等墙面装饰施工工 艺。
天棚装饰施工技术
包括直接式顶棚、悬吊式顶棚 等天棚装饰施工流程。
门窗安装施工技术
包括木门窗、铝合金门窗、塑 料门窗等门窗安装施工要点。
通过安装传感器和数据分析，实时监测建筑结构 的安全性和稳定性。
智能化维护技术
运用物联网、云计算等技术，实现建筑结构的远 程监控和智能化维护。
预测性维护技术
基于大数据分析和机器学习算法，预测建筑结构 可能出现的问题，提前进行维护。
2024/3/24
27
PART 06
高层建筑结构未来发展趋 势与挑战
REPORTING
4
发展历程及现状
发展历程
高层建筑的发展经历了从砖木结构到钢筋混凝土结构，再到钢结构、组合结构 等多元化结构形式的演变。
现状
目前，高层建筑已成为城市发展的重要标志之一，世界各地都在争相建造更高 、更复杂的超高层建筑，同时也在不断探索新的结构形式和施工技术。
2024/3/24
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方案选型：混合结构与全钢结构比较
混合结构材料节省4108万；考虑进度因素， 综合节省1200万
ABAQUS /Etabs/MIDAS
核心钢板剪力墙体系 (SPSW)施工顺序
剪力墙增加费用约为600万元，但是施工周 期缩短近六个月，利息一项可节约上千万元
SATWE/ETABS/ ANSYS
方案选型：混凝土筒中筒结构与混合结构 体系
需要进行结构在罕遇地震下的弹塑性分析，验算结构的弹塑 性变形满足规范规定。
满足委托方要求的设计进度及时间节点。
How—超限高层优化
成本的影响因素
影响因 素
How—超限高层优化
成本的影响因素
宏观：另需有合理的抗震（通过减震、轻质、高强材料）；
建筑抗风体型（可结合风洞实验选择）。
细部：高宽比 ：合理7~9；最好不要超过10； 核心筒高宽比：合理14~17；不要20。 方案设计阶段，影响成本的可能性为95-
。
Why—成本优化
建设工期
建设费用 其他费用
项目设计
合理优化
➢ 安全第一
➢ 进度严控
人力
降低造价 15%以上
物力
财力
➢ 功能不减
设计质量的好差直接影响建设费用的多少和建设工期的长短，直接决定人力、物力和财力投 入的多少。合理科学的设计优化，可降低工程造价15%以上。
why—高层优化
限额指标现状
why—超限高层优化
What—成本优化
建安成本
无效成本
设计优化
最小投入 产出比
专业化
标准化
精细化
跨越化
意义：控制结构成本，并不会导致结构的安全储备的降低，而是要取消掉其中的无效成本。
How—超限高层优化 优化控制原则和要求：
符合中国现行设计、施工规范（规程）、材料和型钢规格标 准及满足审图要求。
满足超限评审专家审查要求，不降低超限文本中的性能目标。
75% ，
在初步设计阶段，影响成本的可能性为
75-35% ，
在施工图设计阶段，影响成本的可能性
为35-5%。
How—超限高层优化
பைடு நூலகம்
成本的影响因素
层间位移角、基底剪重比、外框承担地震水平力设计指标过严会造成周期不合理。 1）方案阶段，可以通过比较结构基本周期及结构周期上限的大小快速判别结构是否满足整
体稳定的要求；
超高层结构设计成本优化探索
主讲人：思优刘立志
目录
WHY——超限高层设计成本控制意义 HOW——如何进行超限高层成本控制 CASE——超限高层成本控制案例
Why—设计优化
全过程设计成本敏感度分析
利润下降，成本控制需求增加成本控制是企业的生命线。 建安成本是项目开发过程中成本控制的重点；在其他成本基本固定的前提下，这一小部分对利润的影响是决定性的。
2）可根据预估的基于整体稳定的周期上限并结合建筑的体形、高度和高宽比可以有效对结
构的刚度进行评估，从而为结构方案选型、结构体系布置存在设计依据。
How—超限高层优化
成本的影响因素
建筑结构的施工工期，对建筑的整体效益产生较大的影响。施工工期受施工 环境、地质条件、工程规模。结构体系、施工方法等多个方面的影响。
• 复杂、超限结构对设计的边界条件理解和应用原则有差异，较难准确把控，存在优化
超限 理解
空间。
措施 • 针对不规则特性、复杂特性，需要有专门措施来加强，增加了设计难度和设计成本。 加强
业绩 • 专家判断及多方案论证业绩斐然，方案优化已成为设计院设计本身中的必选流程。 斐然
成本 • 成本及经济性甲方较为关注，超限咨询需求已得甲方及同行认同。 需求
节省钢材1520吨，约节省1500万
天津地铁大厦
163
中融碧玉蓝天大厦
228
天津津塔
336.9
大连丰盈大厦
183.25
华润大冲商务中心 175.1
SATWE/Etabs SATWE/Etabs
方案选型：型钢混凝土柱和钢管混凝土柱 采用钢管混凝土柱节省钢材20%；节约混凝
比较
土30%；增加建筑使用面积
顾名思义，施工工期对现在整体经济效益的影响主要体现在时间的把握上， 建筑结构的施工工期所得，可以是建筑提早投入使用提早产生经济价值，所 以现在建筑结构工期对于建筑整体经济结构的影响主要体现在利息的缩短和 租金的收益上。
天津津塔为了防止SPSW在竖向荷载作用下发生屈曲，对部分钢板剪力墙钢板厚度进行了加 厚并采用竖向加劲肋进行加强。钢板剪力墙及加劲肋方案仅比原设计方案增加用钢量500吨，增 加费用约为600万元，却使得项目施工周期缩短近六个月，光利息一项就可以节约上千万元 (MARK SARKISIAN & DASUI WANG, 2011)，降低了工程的总投资费用，很好的满足业主工期要求。 图文摘自汪大绥等著《超高层建筑结构经济性分析》
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序列 1 2 3 4 5 6 7 8
Why—超限高层优化
项目名称 上海中心
高度（m)
632
设计院部分超高层优化案例（自优）
分析软件
优化重点
优化成果
Etabs、 MIDAS/ABAQUS
精细化分析、构造节点、长周期等规范理 解
约节省钢材12000吨
上海浦东海关大楼
210
Etabs/Ansys 构造、截面尺寸优化
钢结构未经 优化用钢量
平均用 钢量
钢结构最 优用钢量
钢筋混凝土结构 最优用钢量
混合结构最 优用钢量
图 超高层建筑用钢量统计
（ 图片摘自《超高层建筑结构体系方案优选》（陈孝堂.2010））
Why—超限高层优化
思优科技 结构成本限额设计指标（2014版）
编号 1
地区 南京、合肥
类别 钢筋含量(kg/㎡）
具体参考指标
35~41层 (H≤120m)
42~48层 (H≤140m)
54
62
48~51层 52~58层 (H≤150m) (H≤170m)
68
78
备注
混凝土含量（m³/㎡）
0.41
0.42
0.45
0.50
2 地上
3
上海、昆山
钢筋含量(kg/㎡ 混凝土含量（m³/㎡）
深圳、珠海
钢筋含量(kg/㎡） 混凝土含量（m³/㎡）
混合结构方案较混凝土结构造价多1844万元， 但可节省929平米适用面积。
SATWE/MIDAS
上部框架核心筒结构外框方案选型，桩基
选型
方案节省造价约800万元
宁夏亘元万豪大厦
216
基础方案：普通灌注桩与后注浆钻孔灌注
SATWE/Etabs 浆比较
基础方案节省造价约30%
why—超限高层优化
方案 • 超限高层通常具有方案独特性，类比经验少（受限于功能、灵活性、商业价值）。 独特
4
钢筋含量(kg/㎡）
厦门、泉州
混凝土含量（m³/㎡）
5
钢筋含量(kg/㎡）
西安（长安区） 混凝土含量（m³/㎡）
55
0.41
54 0.4 57 0.41 57 0.41
63
0.43
58 0.41 59 0.43 65 0.44
70
0.45
65 0.44
68 0.45
72 0.46
81
0.51
71 0.47 75 0.49