AI结构优化案例分享

2021年“三道红线”一声令下，房地产企业经营思路、管理模式发生了根本性的变化。在接下来的“管理红利”时代，房地产企业根本竞争力在于是否能够杜绝一切的无效成本，这是真金白银的利润，更是企业竞争策略下的护城河。

下面以最近某Top30房企的住宅楼盘项目为例，看看成功的结构优化如何帮助开发商消灭无效的结构成本。

01 项目背景

位于太原市杏花岭区某楼盘的10号楼是一栋33层的住宅，八度设防。建筑体型也较为合理，建筑平面为两梯四户，中间连接宽度6.7米。消防连廊11.9米，细长条形，这个位置为相对薄弱位。

（典型平面图）

结构布置方面，也是做到了均匀对称，消防连廊、楼梯电梯开洞对抗震不利，采用了加厚结构板及剪力墙封闭等方式加强。结构首层3.5米标准层2.9米。竖向刚度变化较为平滑。总得来说，这是一个高烈度，体型相对较好，局部连接偏弱的住宅。

（结构布置图）

02 优化成果

钢筋优化 2.03kg/㎡

砼优化 0.03m3/㎡

耗时 13小时

项目优化成果受到甲方的高度认可和赞赏，甲方项目负责人张经理在优化管理汇报中，对AI结构优化服务做了以下三点总结：省时高效从项目提起到三方确认最终成果，5日内完成了全部优化和确认修改工作。流程顺畅优化发生在施工图出图之前，避免出图后的大量修改，保证现场供图进度。成果惊喜优化公司响应迅速，优化量喜人。AI结构师找到了我们平时没发现的优化点，有意外惊喜。

AI结构师对建筑物施了什么魔法？

竟然让建筑物快速减肥成功!

接下来揭开AI结构优化的神秘面纱

03主要优化措施

首先，AI结构师通过算法、大数据寻找低效剪力墙，删除对结构整体作用微小的剪力墙，删除的墙用梁来代替。

（减少两幅剪力墙）

其次，通过优化算法对整栋楼的所有构件进行最优求解。其中在剪力墙方面，AI机器人根据这个项目的特点做了以下调整。

1、楼梯侧墙250mm变200mm（如下图），优化前是需要250mm的，由于优化对每个构件都仔细衡量，总体减重855吨， 地震力小了，使得该墙收薄变成可能。该外墙的减薄增加了24方可用面积，提高了室内空间利用率，更有利于销售。

（收薄剪力墙）

2、南面第一道横墙6层以上250mm变200mm。左北墙16层以上由350mm收到250mm，右北墙350mm变250mm，其平面看起左右对称相同，本应取相同截面的两幅墙，其实不完全对称，在高烈度区，这种不完全对称的受力会被放大显现出来。

(优化过后的某一层平面变化图)

一套组合拳打下来

总质量减少了约855吨

04工程量对比梁工程量

（X-楼层，Y-砼工程量）

梁砼优化率0.84。梁变化很少，与优化内容吻合，地震力减小，梁钢筋减小了。

（X-楼层，Y-钢筋工程量）

梁钢筋优化率中位数3%左右。

墙工程量

（X-楼层，Y-砼工程量）

一层墙的砼用量约119方，相当于一层梁的十倍，15层少了11立方砼。

（X-楼层，Y-钢筋工程量）

墙钢筋也取得了优化。墙砼优化率取中位数11个点，墙钢筋优化率取中位数6个点左右。可见墙是整个模型的优化重点，AI结构师对墙做重点优化是符合逻辑的。

05合规性对比

有的人又要问了，一个机器人会计算会省钱也不算什么，那么复杂的结构规范它也懂？优化后的结果安全合规吗？恰恰问到重点了，AI结构师是懂国家规范的。

在AI结构计算中，包含对结构自振周期、刚重比、刚度比等结构指标的检查。10号楼经优化后，结构自振周期略有增大，减少地震的作用力。

优化模型刚重比、刚度比、承剪承载力比、剪重比和原模型基本相同，满足规范要求。

位移角略有增大，但与原模型基本在同一水准，质量和钢筋的减少，并不影响结构安全。

既能满足国家安全规范，

又能显著降本增效。

这样的AI结构师能不香吗？

06 AI优化原理

AI结构师通过众图通IBSO系统，将AI 技术、系统优化方法与结构设计相结合，在满足原设计条件及相应的行业和国家规范的前提下，以钢筋混凝土工程造价最低为目标，对受力构件进行调整、重新计算，快速实现精细、经济、系统和安全的建筑结构设计，最终形成新的、合理降低结构成本且能够被直接应用的优化结构模型，为开发商消灭隐形无效成本，发掘潜在效益。

经过AI结构师的系统性优化，不仅钢筋砼工程综合造价可节省高达15%，还可能令使用空间增大，实用性更高，收获除降本以外的惊喜。