论优化结构设计对成本控制的影响
【论文关键词】建筑工程 结构设计 成本
【论文摘要】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。本文探讨了结构设计优化对成本控制的作用。
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。通过降低成本以求提高经济效益是房地产行业共同追求和努力的目标之
一，而结构成本的控制是房地产项目成本控制的关键。
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15-30 kPa，越向下土层越密实，桩侧摩阻力逐渐增加为50-70 KPa，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。
【参考文献】
［１］周杰.工程设计阶段造价控制存在的问题探讨[J].四川建材,2010,(01).
［２］王智光.浅谈设计阶段工程造价的控制[J].低温建筑技术,2010,(01).
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