論優化結構設計對成本控制的影響
【論文關鍵詞】建筑工程 結構設計 成本
【論文摘要】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。本文探討了結構設計優化對成本控制的作用。
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。通過降低成本以求提高經濟效益是房地產行業共同追求和努力的目標之
一，而結構成本的控制是房地產項目成本控制的關鍵。
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�；鶐r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15-30 kPa，越向下土層越密實，樁側摩阻力逐漸增加為50-70 KPa，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
�。ㄔ靸r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。
【參考文獻】
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