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AI结构优化案例分享


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建筑机构|zhongtunet 发表于 2022-1-11 11:15:44 | 显示全部楼层
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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。

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(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。

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(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。

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(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。

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(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。

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(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

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04工程量对比梁工程量

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(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。

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(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

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(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。

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(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。


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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。

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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。               



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