在材料、人工等剛性成本居高不下，伴隨著地產(chǎn)市場(chǎng)下行的大背景，地產(chǎn)項(xiàng)目的利潤(rùn)率持續(xù)下降，成本控制成為地產(chǎn)企業(yè)保持盈利水平的主要途徑。在地產(chǎn)項(xiàng)目的工程建設(shè)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是工程設(shè)計(jì)中降本潛力相當(dāng)大的一個(gè)環(huán)節(jié)。

大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)踐表明，前期策劃和設(shè)計(jì)階段（項(xiàng)目策劃、方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)）影響整個(gè)地產(chǎn)項(xiàng)目投資在80%以上，而結(jié)構(gòu)成本占到建安成本的40%～60%。同時(shí)結(jié)構(gòu)成本還常常由于策劃及設(shè)計(jì)管理的好壞出現(xiàn)非常大的波動(dòng)，結(jié)果可能造成成百上千萬(wàn)元的造價(jià)差別，且往往是不被關(guān)注的成本。因此如何做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就成為整個(gè)設(shè)計(jì)階段成本控制的重中之重。結(jié)構(gòu)優(yōu)化節(jié)省的工程造價(jià)成本就是項(xiàng)目的新增利潤(rùn)！

一、結(jié)構(gòu)成本控制的重點(diǎn)

地下室成本優(yōu)化地下室在結(jié)構(gòu)成本中所占的比重很大，做好地下室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于控制整個(gè)結(jié)構(gòu)成本至關(guān)重要。影響地下室造價(jià)成本的因素很多，比如基礎(chǔ)方案選型、地下水位、地下室層高、地面覆土厚度等等。

主體結(jié)構(gòu)成本優(yōu)化科學(xué)合理地遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)工程師前期參與和主動(dòng)參與，加強(qiáng)設(shè)計(jì)各專業(yè)的協(xié)調(diào)與合作，正確地使用結(jié)構(gòu)分析軟件，多方案比較與選擇最佳結(jié)構(gòu)體系；充分挖掘基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的內(nèi)在潛力，正確合理設(shè)計(jì)地下室，優(yōu)化布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件，構(gòu)件截面與配筋設(shè)計(jì)精細(xì)化。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化要點(diǎn)

本文對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化要點(diǎn)，并結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目案例，進(jìn)行了比較分析，以達(dá)到控制成本的目的。其技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)主要體現(xiàn)在下面幾方面：

勘察報(bào)告的理解與合理運(yùn)用

地質(zhì)勘察費(fèi)用所占比重很小，但地質(zhì)勘察對(duì)巖土，結(jié)構(gòu)成本的影響卻是很大的。特別是對(duì)基坑邊坡，基礎(chǔ)以及地下室等與土體有關(guān)部分的成本造價(jià)影響非常大。

根據(jù)地勘描述“抗浮設(shè)防水位建議取設(shè)計(jì)室外地坪以下0.5m”，地下室覆土坡度處抗浮水位取值隨覆土坡度變化，原設(shè)計(jì)按整個(gè)坡度范圍最高點(diǎn)取值；優(yōu)化后，抗浮水位隨覆土坡度變化。地庫(kù)找坡處大部分兩樁調(diào)整為單樁；Φ600管樁樁數(shù)286調(diào)整為235根，節(jié)省樁數(shù)51根。

優(yōu)化前：

工程概況（預(yù)制樁設(shè)計(jì)說(shuō)明）：本項(xiàng)目位于江蘇省，采用樁基和筏板基礎(chǔ)+抗拔樁，樁型為Φ400先張法預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔管樁，Φ600先張法預(yù)應(yīng)力混凝土承壓兼抗拔管樁?？倶稊?shù)200/286根、包合設(shè)計(jì)試樁及工程檢測(cè)樁。

優(yōu)化后：

工程概況（預(yù)制樁設(shè)計(jì)說(shuō)明）：本項(xiàng)目位于江蘇省，采用樁基和筏板基礎(chǔ)+抗拔樁，樁型為Φ400先張法預(yù)應(yīng)力混凝土抗拔管樁，Φ600先張法預(yù)應(yīng)力混凝土承壓兼抗拔管樁?？倶稊?shù)200/235根、包合設(shè)計(jì)試樁及工程檢測(cè)樁。

鋼筋連接方式

鋼筋連接方式的選擇，直接關(guān)系到含鋼量，間接也影響到建造成本。綁扎法的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，效率高，缺點(diǎn)是鋼筋浪費(fèi)較大，骨架容易變形；電焊法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省鋼筋，鋼筋骨架牢固不易變形，缺點(diǎn)是鋼筋損傷，耗能。

剪力墻暗柱縱筋連接方式，根據(jù)測(cè)算，暗柱縱筋直徑C12焊接最經(jīng)濟(jì)?？v筋d＜12 時(shí)，縱筋采用綁扎搭接，暗柱縱筋搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)箍筋加密間距可為100mm。

優(yōu)化前：

當(dāng)機(jī)械連接較為經(jīng)濟(jì)時(shí)優(yōu)先采用機(jī)械連接；鋼筋直徑Φ≤12時(shí)優(yōu)先采用綁扎連接；鋼筋直徑Φ≥22時(shí)優(yōu)先采用機(jī)械連接；HTRB600級(jí)鋼筋或T63/E/G級(jí)鋼筋，鋼筋直徑Φ≥22不得采用綁扎搭接。

優(yōu)化后：

當(dāng)機(jī)械連接較為經(jīng)濟(jì)時(shí)優(yōu)先采用機(jī)械連接；鋼筋直徑Φ＜12時(shí)優(yōu)先采用綁扎連接；鋼筋直徑Φ≥22時(shí)優(yōu)先采用機(jī)械連接；HTRB600級(jí)鋼筋或T63/E/G級(jí)鋼筋，鋼筋直徑Φ≥22不得采用綁扎搭接。

△ 兩種鋼筋連接方案

△ 測(cè)算結(jié)果

地庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)方案選型

由于地下室的功能及使用要求的特殊性，如地下室頂板的設(shè)計(jì)荷載大，防水抗裂要求高所以其造價(jià)占整個(gè)項(xiàng)目的比重也較大，故在保證結(jié)構(gòu)可靠性和使用性的前提下，還應(yīng)兼顧其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，對(duì)其方案作出經(jīng)濟(jì)性對(duì)比。

頂板可對(duì)不同板厚，不同梁截面進(jìn)行細(xì)分，體現(xiàn)出來(lái)的經(jīng)濟(jì)性也有區(qū)別。把模板量也考慮進(jìn)去，經(jīng)過(guò)測(cè)算，擇優(yōu)確定最經(jīng)濟(jì)的頂板結(jié)構(gòu)方案。

△ 頂板結(jié)構(gòu)方案

△ 測(cè)算結(jié)果

塔樓基礎(chǔ)方案選型

在初步設(shè)計(jì)階段，對(duì)項(xiàng)目的基礎(chǔ)選型進(jìn)行方案對(duì)比，從而合理的確定純地下室部分及高層塔樓部分的基礎(chǔ)類型。經(jīng)過(guò)對(duì)基礎(chǔ)承載力及變形進(jìn)行的計(jì)算，對(duì)不同基礎(chǔ)方案（樁承臺(tái)+防水板、樁筏）或在基礎(chǔ)方案確定的情況下，對(duì)某一優(yōu)化點(diǎn)進(jìn)行多維度比較分析，從造價(jià)及施工角度，得到最優(yōu)方案。

△ 塔樓基礎(chǔ)方案

△ 測(cè)算結(jié)果

塔樓結(jié)構(gòu)布置

塔樓的結(jié)構(gòu)布置是項(xiàng)目整體經(jīng)濟(jì)性及建筑使用品質(zhì)的重中之重，可提供優(yōu)化后模型供設(shè)計(jì)院參考，使塔樓結(jié)構(gòu)布置滿足規(guī)范要求及計(jì)算的情況下，經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最優(yōu)。

△ 優(yōu)化前

△ 優(yōu)化后

底板配筋優(yōu)化

底板配筋的合理性及經(jīng)濟(jì)性，是控制基礎(chǔ)造價(jià)的關(guān)鍵，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范構(gòu)造要求及計(jì)算值配筋，做到“好鋼用在刀刃上”。如筏板最小配筋率0.15%,通長(zhǎng)筋C14@200可調(diào)整為C12@160；底板計(jì)算不需要設(shè)置鋼筋時(shí)，可取消配筋。

優(yōu)化前：

1、基礎(chǔ)底板配筋：

非人防樁基筏板區(qū)：350mm厚筏板為：C14@200雙層雙向通長(zhǎng)筋(圖中未畫)+圖中所畫附加筋(附加筋置于第一層）；非人防筏板+下柱墩區(qū)：350mm厚筏板為：C12@200雙層雙向通長(zhǎng)筋(圖中未畫)+圖中所畫附加筋(附加筋置于第一層）；非人防筏板+下柱墩區(qū)：450mm厚筏板為：C14@200雙層雙向通長(zhǎng)筋(圖中未畫)+圖中所畫附加筋(附加筋置于第一層）；人防區(qū)：350mm厚筏板為:C14/16@200雙層雙向通長(zhǎng)筋(圖中未畫)+圖中所畫附加筋(附加筋置于第一層）；除注明外、附加筋均為第一層。附加筋與通長(zhǎng)筋同層間隔設(shè)置；圖中附加筋注明“底加”為板底附加筋，“面加”為板面附加筋。

2、平板式筏形基礎(chǔ)鋼筋的構(gòu)造詳見(jiàn)國(guó)標(biāo)圖集16G101-3第91頁(yè)。

3、基礎(chǔ)底板邊緣面封邊構(gòu)造見(jiàn)圖集16G101-3頁(yè)第93頁(yè)類型b、側(cè)面構(gòu)造縱筋為C12@200。

△ 優(yōu)化前

優(yōu)化后：

1、基礎(chǔ)底板配筋：

非人防樁基筏板區(qū)：350mm厚筏板為：C12@160雙層雙向通長(zhǎng)筋(圖中未畫)+圖中所畫附加筋(附加筋置于第一層）；非人防筏板+下柱墩區(qū)：350mm厚筏板為：C12@200雙層雙向通長(zhǎng)筋(圖中未畫)+圖中所畫附加筋(附加筋置于第一層）；非人防筏板+下柱墩區(qū)：450mm厚筏板為：C14@200雙層雙向通長(zhǎng)筋(圖中未畫)+圖中所畫附加筋(附加筋置于第一層）；人防區(qū)：350mm厚筏板為:C14/16@200雙層雙向通長(zhǎng)筋(圖中未畫)+圖中所畫附加筋(附加筋置于第一層）；除注明外、附加筋均為第一層。附加筋與通長(zhǎng)筋同層間隔設(shè)置；圖中附加筋注明“底加”為板底附加筋，“面加”為板面附加筋。

2、平板式筏形基礎(chǔ)鋼筋的構(gòu)造詳見(jiàn)國(guó)標(biāo)圖集16G101-3第91頁(yè)。

3、基礎(chǔ)底板邊緣面封邊構(gòu)造見(jiàn)圖集16G101-3頁(yè)第93頁(yè)類型b、側(cè)面構(gòu)造縱筋為C10@200。

△ 優(yōu)化后

節(jié)點(diǎn)大樣優(yōu)化

節(jié)點(diǎn)大樣的含鋼量?jī)H占到整個(gè)結(jié)構(gòu)成本的5%~10%,但是優(yōu)化量無(wú)大小，應(yīng)做到優(yōu)化無(wú)死角，一個(gè)細(xì)節(jié)也不放過(guò)。尤其在當(dāng)今鋼材價(jià)格大幅上漲的現(xiàn)實(shí)情況下，對(duì)節(jié)點(diǎn)大樣配筋優(yōu)化顯得尤為重要。優(yōu)化原則就是根據(jù)受力及受荷大小，對(duì)無(wú)需加強(qiáng)處進(jìn)行取消或者減小配筋。

△ 優(yōu)化前

△優(yōu)化后

三、小結(jié)

以上是從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，結(jié)合具體項(xiàng)目案例，對(duì)成本控制一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的闡述。

每一個(gè)工程建筑項(xiàng)目都需要匯集參建各方的智慧和辛勤工作。從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，要在滿足功能要求的基礎(chǔ)上在建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范下，使用當(dāng)下最先進(jìn)的技術(shù)，以最經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。加強(qiáng)交流溝通和研究分享，做到結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益最大化。

在優(yōu)化過(guò)程中，采取辦法減小構(gòu)件截面，減薄板厚，采用較矮的梁高，合理地增大樓層凈高，減少剪力墻等，這些做法不僅能減少混凝土用量，減輕結(jié)構(gòu)自重，而且減低了結(jié)構(gòu)剛度，減小了地震力。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的就是在保證工程質(zhì)量的同時(shí)去除無(wú)效的結(jié)構(gòu)成本，達(dá)到最小的投入產(chǎn)出比，在實(shí)踐過(guò)程中多實(shí)踐、多探索，以最低的造價(jià)實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全、合理和美觀的設(shè)計(jì)要求。

▌作者：同辰建筑 汪蕾

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