优化结构设计缩减成本

如何降低成本、增加利润，是每一个房地产企业关注的问题。结构成本是整个设计阶段成本管理中的重中之重，因为结构成本往往因为规划和设计管理的好坏出现非常大的波动，可以这样说，建设项目前期的设计阶段（方案设计、初步设计、施工图设计）影响整个项目投资的可能性在80%以上。其中，结构成本占到建安成本的40%至60%。很多建筑结构设计做的并不精细。

在整个结构成本管理控制过程中要把握好以下三个关键点：

⑴做好事前控制。这是整个结构成本控制的重中之重。

⑵设计过程的精细化管理。设计过程中必须控制好的关键环节，严格按照设计流程做好精细化设计。

⑶设计过程中适时、适当的引入外部资源。

聘请专业化的设计顾问公司，全过程的进行工程设计的管理和结构成本的控制，将会起到事半功倍的效果。好的结构设计不仅能给房地产公司降低工程成本，更可以给房地产公司带来意想不到的价值。

1.结构的设计优化并不是单纯的挑毛病

而是通过交流、沟通，找到更为合理、经济的设计，从而在满足各种规范的使用要求的前提下，杜绝不必要的浪费，做好成本控制。结构设计的优化是在充分尊重原设计基础上进行的，通过优化的过程，互相学习，也有利于提高设计院结构设计人员的设计水平。某项目2栋13层与23层相连建筑、2栋30-33层建筑、5栋9-13层建筑，共9栋。场地附近有一条河流，地下水位较高。场地土质较软，表层4米深度内有部分淤泥质土，地下室底板下土的承载力为160kPa，在17米至22米处有密实的粉沙层，在37-55米处有密实的沙层。基岩埋藏很深。6度抗震、基本风压0.45。本项目对回款的周期要求较高。

本项目地下室的布置思路：采用一层大地下室9栋高度和层数相差较大的建筑连为为一体，形成一个整体的大型地下车库。优点：交通及停车，小区的物业管理，地下室外墙的数量。但缺点也是明显的，一是导致地下室结构的超长，再就是各栋建筑单位的不均匀的沉降。

为此，对结构进行了优化设计：首先，地下室结构超长的解决办法是：

⑴结构后浇带的设置——费用、间距、封闭时间、施工便利性；

⑵混凝土膨胀外加剂的使用——数量、费用、位置；

⑶构造配筋的适当增加——数量、费用、位置。

其次，各栋建筑物的沉降差以及主体建筑物与地库间的沉降差解决方式是：依照当地的基础设计经验，

⑴9-15层建筑通常采用预制方桩基础，以粉砂层作为持力层，桩长约17米，摩擦型桩；

⑵18层以上建筑通常采用钻孔桩基础，以砂层作为持力层，桩长约45-50米，摩擦型桩；

⑶12层建筑物采用无桩筏板基础有过成功的案例，按程序计算沉降有15CM，实际观测仅4CM在无锡观测到的建筑物最大沉降不超过6CM。

2.优化结构设计是对结构设计进行深化、调整、改善与提高

也就是对结构设计进行再加工的过程。结构设计的优化，不是以牺牲结构安全度和抗震性能来求得经济效益的，相反经过设计优化的工程，结构布置更为合理、差错更少、用料更省、结构更安全。某高层写字楼，结构高度90.30米，地上24层，地下二层，抗震设防类别丙类，七度抗震设防，结构形式为框架核心筒体系，基础形式为平板式筏基，建筑面积约2万平米。结构设计优化的主要内容是以下三个方面：一是楼层楼盖体系的结构设计，二是核心筒的尺寸及墙厚，三是平板式筏基的板厚和有关构造。设计优化时对其它一些结构设计细节也给与了一定关注。经优化结构设计后，仅前述三个主要方面，可比原设计节约混凝土在2000m3以上，钢筋约70吨。通过结构设计优化，在节约结构造价的同时，使结构自重减小了约40000KN，相当于40KN/m2，约为两层半楼房的重量。从而大大增加了竖向结构构件和基础的安全度，减小了地震力，提高了整个结构的抗震性能。结构设计优化达到了提高项目技术和经济双重效益的目的。

又如：某工程9栋住宅，其中3栋18层、3栋22层、3栋28层、采用大地下室连接为一，土质情况：25M深度内，土层较松，桩侧摩阻力为15-30kPa，越向下土层越密实，桩侧摩阻力逐渐增加为50-70KPa，38米以下各层桩端阻力均较小，为1500-2500kPa。

原基础方案按当地的习惯做法及地勘报告建议：18及22层建筑选8-1层作持力层，桩长为40米，28层建筑选8-2层作持力层，桩长为50米。

选择方案：一是全部选用50米长的Ф500及Ф600的预应力管桩！二是节省工程造价（桩的性价比、承台的尺寸）；三是进一步降低建筑物的沉降差及沉降值；四是方便施工管理，提高桩基检测的效率，降低检测成本。

对于Ф500管桩，当桩长由40米增加到50米时（增长25%），其单桩承载力由1435KN增加至2080KN（增大45%），单位桩长的性价比大幅提高80%。

3.施工图审查与结构设计优化并不矛盾

它们的着眼点不同、侧重面不同，施工图审查并没有义务审查设计的经济性，而结构设计优化的目的之一是控制成本、并使设计更加合理。当然，结构设计优化的结果也必须通过施工图审查。某3+1层建筑，4层住宅，半地下室，淤泥质土，厚度约为18米，承载力为70KPa。在32-40米处有较好的沙层，可做桩基持力层，此时Ф300的预应力管桩承载力为600KN。

原基础方案：筏板基础；8米长的水泥搅拌桩加连接梁形成复合地基+止水筏板；长度为35米的Ф300预应力管桩，一柱一桩+止水筏板；预应力管桩方案最经济(便宜16%)！最安全！较搅拌桩施工周期短！

优化设计后，方案调整为：±0.00标高的取值，地下室的埋深：——对支护、土方、水浮力、抗拔桩的影响；覆土厚度的控制：——地下室布局、景观的要求、管线的要求；地下水位高度的取值和应用：——抗浮设计水位和最低设计水位；

地下室底板的布置方案：

承台间设基础梁加大板式结构。

桩承台兼柱帽的无梁筏板板结构。（造价相差20%-30%！）

结果：总共节省工程造价3500万元以上！

4.结构设计的优化工作不会影响设计、施工进度

可与设计同步进行。设计优化工作也可以按工程进度要求分阶段进行。某工程由共六幢高层建筑组成，建筑面积13万平方米。结构设计优化的主要内容是：桩基、剪力墙的布置和墙厚、楼层现浇板、地下车库的底板与顶板、地下室外墙、框架柱梁等。

工程结构设计优化后的经济效益：省去人工挖孔扩底灌注桩计360棵。基础筏板厚度减少，共计节约混凝土用量570m3，钢筋用量减少约220吨。地下室外墙、基础抗水板、顶板共节省混凝土用量约计2000m3，节约钢筋70吨。主楼现浇板节约混凝土超过1000m3。1#住宅楼减少剪力墙布置后，节约混凝土约400m3，钢筋约45吨。6#酒店经结构优化布置后，每层增加净高约150，减少了梁混凝土用量，梁柱钢筋用量减少约20吨。

经过上述粗略计算，整个工程经结构设计优化后，与原设计相比节约的直接费用在600万元以上。

总之，由于成本控制的不确定因素很多，想在不同的项目上应用同一种管理手段、方法进行成本管理是不可能的，也是不现实的。但在设计阶段对结构设计进行优化，从而降低成本，这是可以实现的。