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試論優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計對成本控制的影響論文
【論文關(guān)鍵詞】建筑工程 結(jié)構(gòu)設(shè)計 成本
【論文摘要】結(jié)構(gòu)成本是整個設(shè)計階段成本管理中的重中之重，因為結(jié)構(gòu)成本往往因為規(guī)劃和設(shè)計管理的好壞出現(xiàn)非常大的波動。本文探討了結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)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(chǎn)企業(yè)關(guān)注的問題。結(jié)構(gòu)成本是整個設(shè)計階段成本管理中的重中之重，因為結(jié)構(gòu)成本往往因為規(guī)劃和設(shè)計管理的好壞出現(xiàn)非常大的波動，可以這樣說，建設(shè)項目前期的設(shè)計階段（方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計）影響整個項目投資的可能性在80%以上。其中，結(jié)構(gòu)成本占到建安成本的40%至60%。很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計做的并不精細。通過降低成本以求提高經(jīng)濟效益是房地產(chǎn)行業(yè)共同追求和努力的目標之
一，而結(jié)構(gòu)成本的控制是房地產(chǎn)項目成本控制的關(guān)鍵。
在整個結(jié)構(gòu)成本管理控制過程中要把握好以下三個關(guān)鍵點：⑴做好事前控制。這是整個結(jié)構(gòu)成本控制的重中之重。⑵設(shè)計過程的精細化管理。設(shè)計過程中必須控制好的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，嚴格按照設(shè)計流程做好精細化設(shè)計。⑶設(shè)計過程中適時、適當(dāng)?shù)囊胪獠抠Y源。聘請專業(yè)化的設(shè)計顧問公司，全過程的進行工程設(shè)計的管理和結(jié)構(gòu)成本的控制，將會起到事半功倍的效果。好的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅能給房地產(chǎn)公司降低工程成本，更可以給房地產(chǎn)公司帶來意想不到的價值。
1.結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)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(jīng)濟的設(shè)計，從而在滿足各種規(guī)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(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化是在充分尊重原設(shè)計基礎(chǔ)上進行的，通過優(yōu)化的過程，互相學(xué)習(xí)，也有利于提高設(shè)計院結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的設(shè)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(zhì)較軟，表層4米深度內(nèi)有部分淤泥質(zhì)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(fēng)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(shù)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(yōu)點：交通及停車，小區(qū)的物業(yè)管理，地下室外墻的數(shù)量。但缺點也是明顯的，一是導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)的超長，再就是各棟建筑單位的不均勻的沉降。
為此，對結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計：首先，地下室結(jié)構(gòu)超長的解決辦法是：⑴結(jié)構(gòu)后澆帶的設(shè)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(shù)量、費用、位置；⑶構(gòu)造配筋的適當(dāng)增加——數(shù)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(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)計經(jīng)驗，⑴9-15層建筑通常采用預(yù)制方樁基礎(chǔ)，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(chǔ)，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(chǔ)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(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計是對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行深化、調(diào)整、改善與提高
也就是對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行再加工的過程。結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，不是以犧牲結(jié)構(gòu)安全度和抗震性能來求得經(jīng)濟效益的，相反經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化的工程，結(jié)構(gòu)布置更為合理、差錯更少、用料更省、結(jié)構(gòu)更安全。某高層寫字樓，結(jié)構(gòu)高度90.30米，地上24層，地下二層，抗震設(shè)防類別丙類，七度抗震設(shè)防，結(jié)構(gòu)形式為框架核心筒體系，基礎(chǔ)形式為平板式筏基，建筑面積約2萬平米。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的主要內(nèi)容是以下三個方面：一是樓層樓蓋體系的結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)構(gòu)造。設(shè)計優(yōu)化時對其它一些結(jié)構(gòu)設(shè)計細節(jié)也給與了一定關(guān)注。經(jīng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計后，僅前述三個主要方面，可比原設(shè)計節(jié)約混凝土在2000m3以上,鋼筋約70噸。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，在節(jié)約結(jié)構(gòu)造價的同時，使結(jié)構(gòu)自重減小了約40000KN，相當(dāng)于40KN/m2，約為兩層半樓房的重量。從而大大增加了豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件和基礎(chǔ)的安全度，減小了地震力，提高了整個結(jié)構(gòu)的抗震性能。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化達到了提高項目技術(shù)和經(jīng)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(zhì)情況：25M深度內(nèi)，土層較松，樁側(cè)摩阻力為15-30kPa，越向下土層越密實，樁側(cè)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(chǔ)方案按當(dāng)?shù)氐牧?xí)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(yù)應(yīng)力管樁！二是節(jié)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(dāng)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(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化并不矛盾
它們的著眼點不同、側(cè)重面不同，施工圖審查并沒有義務(wù)審查設(shè)計的經(jīng)濟性，而結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的目的之一是控制成本、并使設(shè)計更加合理。當(dāng)然，結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的結(jié)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(zhì)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(yù)應(yīng)力管樁承載力為600KN。
原基礎(chǔ)方案：筏板基礎(chǔ)；8米長的水泥攪拌樁加連接梁形成復(fù)合地基+止水筏板；長度為35米的Ф300預(yù)應(yīng)力管樁，一柱一樁+止水筏板；預(yù)應(yīng)力管樁方案最經(jīng)濟(便宜16%)！最安全！較攪拌樁施工周期短！
優(yōu)化設(shè)計后，方案調(diào)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(yīng)用：——抗浮設(shè)計水位和最低設(shè)計水位;
地下室底板的布置方案：
——承臺間設(shè)基礎(chǔ)梁加大板式結(jié)構(gòu)
——樁承臺兼柱帽的無梁筏板板結(jié)構(gòu)
（造價相差20%-30%！）
結(jié)果：總共節(jié)省工程造價3500萬元以上！
4.結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化工作不會影響設(shè)計、施工進度
可與設(shè)計同步進行。設(shè)計優(yōu)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(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的主要內(nèi)容是：樁基、剪力墻的布置和墻厚、樓層現(xiàn)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(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化后的經(jīng)濟效益：省去人工挖孔擴底灌注樁計360棵。基礎(chǔ)筏板厚度減少，共計節(jié)約混凝土用量570m3，鋼筋用量減少約220噸。地下室外墻、基礎(chǔ)抗水板、頂板共節(jié)省混凝土用量約計2000m3，節(jié)約鋼筋70噸。主樓現(xiàn)澆板節(jié)約混凝土超過1000m3。1#住宅樓減少剪力墻布置后，節(jié)約混凝土約400m3，鋼筋約45噸。6#酒店經(jīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)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(jīng)過上述粗略計算，整個工程經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化后，與原設(shè)計相比節(jié)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(yīng)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(xiàn)實的。但在設(shè)計階段對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，從而降低成本，這是可以實現(xiàn)的。■
【參考文獻】
［１］周杰.工程設(shè)計階段造價控制存在的問題探討[J].四川建材,2010,(01).
［２］王智光.淺談設(shè)計階段工程造價的控制[J].低溫建筑技術(shù),2010,(01).
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