優化結構設計縮減成本

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如何降低成本、增加利潤，是每一個房地產企業關注的問題。結構成本是整個設計階段成本管理中的重中之重，因為結構成本往往因為規劃和設計管理的好壞出現非常大的波動，可以這樣說，建設項目前期的設計階段（方案設計、初步設計、施工圖設計）影響整個項目投資的可能性在80%以上。其中，結構成本占到建安成本的40%至60%。很多建筑結構設計做的并不精細。

在整個結構成本管理控制過程中要把握好以下三個關鍵點：

⑴做好事前控制。這是整個結構成本控制的重中之重。

⑵設計過程的精細化管理。設計過程中必須控制好的關鍵環節，嚴格按照設計流程做好精細化設計。

⑶設計過程中適時、適當的引入外部資源。

聘請專業化的設計顧問公司，全過程的進行工程設計的管理和結構成本的控制，將會起到事半功倍的效果。好的結構設計不僅能給房地產公司降低工程成本，更可以給房地產公司帶來意想不到的價值。

1.結構的設計優化并不是單純的挑毛病

而是通過交流、溝通，找到更為合理、經濟的設計，從而在滿足各種規范的使用要求的前提下，杜絕不必要的浪費，做好成本控制。結構設計的優化是在充分尊重原設計基礎上進行的，通過優化的過程，互相學習，也有利于提高設計院結構設計人員的設計水平。某項目2棟13層與23層相連建筑、2棟30-33層建筑、5棟9-13層建筑，共9棟。場地附近有一條河流，地下水位較高。場地土質較軟，表層4米深度內有部分淤泥質土，地下室底板下土的承載力為160kPa，在17米至22米處有密實的粉沙層，在37-55米處有密實的沙層。基巖埋藏很深。6度抗震、基本風壓0.45。本項目對回款的周期要求較高。

本項目地下室的布置思路：采用一層大地下室9棟高度和層數相差較大的建筑連為為一體，形成一個整體的大型地下車庫。優點：交通及停車，小區的物業管理，地下室外墻的數量。但缺點也是明顯的，一是導致地下室結構的超長，再就是各棟建筑單位的不均勻的沉降。

為此，對結構進行了優化設計：首先，地下室結構超長的解決辦法是：

⑴結構后澆帶的設置——費用、間距、封閉時間、施工便利性；

⑵混凝土膨脹外加劑的使用——數量、費用、位置；

⑶構造配筋的適當增加——數量、費用、位置。

其次，各棟建筑物的沉降差以及主體建筑物與地庫間的沉降差解決方式是：依照當地的基礎設計經驗，

⑴9-15層建筑通常采用預制方樁基礎，以粉砂層作為持力層，樁長約17米，摩擦型樁；

⑵18層以上建筑通常采用鉆孔樁基礎，以砂層作為持力層，樁長約45-50米，摩擦型樁；

⑶12層建筑物采用無樁筏板基礎有過成功的案例，按程序計算沉降有15CM，實際觀測僅4CM在無錫觀測到的建筑物最大沉降不超過6CM。

2.優化結構設計是對結構設計進行深化、調整、改善與提高

也就是對結構設計進行再加工的過程。結構設計的優化，不是以犧牲結構安全度和抗震性能來求得經濟效益的，相反經過設計優化的工程，結構布置更為合理、差錯更少、用料更省、結構更安全。某高層寫字樓，結構高度90.30米，地上24層，地下二層，抗震設防類別丙類，七度抗震設防，結構形式為框架核心筒體系，基礎形式為平板式筏基，建筑面積約2萬平米。結構設計優化的主要內容是以下三個方面：一是樓層樓蓋體系的結構設計，二是核心筒的尺寸及墻厚，三是平板式筏基的板厚和有關構造。設計優化時對其它一些結構設計細節也給與了一定關注。經優化結構設計后，僅前述三個主要方面，可比原設計節約混凝土在2000m3以上，鋼筋約70噸。通過結構設計優化，在節約結構造價的同時，使結構自重減小了約40000KN，相當于40KN/m2，約為兩層半樓房的重量。從而大大增加了豎向結構構件和基礎的安全度，減小了地震力，提高了整個結構的抗震性能。結構設計優化達到了提高項目技術和經濟雙重效益的目的。

又如：某工程9棟住宅，其中3棟18層、3棟22層、3棟28層、采用大地下室連接為一，土質情況：25M深度內，土層較松，樁側摩阻力為15-30kPa，越向下土層越密實，樁側摩阻力逐漸增加為50-70KPa，38米以下各層樁端阻力均較小，為1500-2500kPa。

原基礎方案按當地的習慣做法及地勘報告建議：18及22層建筑選8-1層作持力層，樁長為40米，28層建筑選8-2層作持力層，樁長為50米。

選擇方案：一是全部選用50米長的Ф500及Ф600的預應力管樁！二是節省工程造價（樁的性價比、承臺的尺寸）；三是進一步降低建筑物的沉降差及沉降值；四是方便施工管理，提高樁基檢測的效率，降低檢測成本。

對于Ф500管樁，當樁長由40米增加到50米時（增長25%），其單樁承載力由1435KN增加至2080KN（增大45%），單位樁長的性價比大幅提高80%。

3.施工圖審查與結構設計優化并不矛盾

它們的著眼點不同、側重面不同，施工圖審查并沒有義務審查設計的經濟性，而結構設計優化的目的之一是控制成本、并使設計更加合理。當然，結構設計優化的結果也必須通過施工圖審查。某3+1層建筑，4層住宅，半地下室，淤泥質土，厚度約為18米，承載力為70KPa。在32-40米處有較好的沙層，可做樁基持力層，此時Ф300的預應力管樁承載力為600KN。

原基礎方案：筏板基礎；8米長的水泥攪拌樁加連接梁形成復合地基+止水筏板；長度為35米的Ф300預應力管樁，一柱一樁+止水筏板；預應力管樁方案最經濟(便宜16%)！最安全！較攪拌樁施工周期短！

優化設計后，方案調整為：±0.00標高的取值，地下室的埋深：——對支護、土方、水浮力、抗拔樁的影響；覆土厚度的控制：——地下室布局、景觀的要求、管線的要求；地下水位高度的取值和應用：——抗浮設計水位和最低設計水位；

地下室底板的布置方案：

承臺間設基礎梁加大板式結構。

樁承臺兼柱帽的無梁筏板板結構。（造價相差20%-30%！）

結果：總共節省工程造價3500萬元以上！

4.結構設計的優化工作不會影響設計、施工進度

可與設計同步進行。設計優化工作也可以按工程進度要求分階段進行。某工程由共六幢高層建筑組成，建筑面積13萬平方米。結構設計優化的主要內容是：樁基、剪力墻的布置和墻厚、樓層現澆板、地下車庫的底板與頂板、地下室外墻、框架柱梁等。

工程結構設計優化后的經濟效益：省去人工挖孔擴底灌注樁計360棵。基礎筏板厚度減少，共計節約混凝土用量570m3，鋼筋用量減少約220噸。地下室外墻、基礎抗水板、頂板共節省混凝土用量約計2000m3，節約鋼筋70噸。主樓現澆板節約混凝土超過1000m3。1#住宅樓減少剪力墻布置后，節約混凝土約400m3，鋼筋約45噸。6#酒店經結構優化布置后，每層增加凈高約150，減少了梁混凝土用量，梁柱鋼筋用量減少約20噸。

經過上述粗略計算，整個工程經結構設計優化后，與原設計相比節約的直接費用在600萬元以上。

總之，由于成本控制的不確定因素很多，想在不同的項目上應用同一種管理手段、方法進行成本管理是不可能的，也是不現實的。但在設計階段對結構設計進行優化，從而降低成本，這是可以實現的。