成都结构设计成本控制关键点

发布时间:2020-05-06 21:54    阅读:    作者:admin

  一 结构成本控制的管理思路

  1、对整个设计的全过程进行管理

  大量的统计数据和实践表明,前期策划和设计阶段(项目策划、方案设计、初步设计、施工图设计)影响整个房地产项目投资在80%以上,而结构成本占到建安成本的40%~60%,同时结构成本还常常由于策划及设计管理的好坏出现非常大的波动,常常造成上千万元的造价差别;因此结构成本的管理就成为整个设计阶段成本管理的重中之重。

  结构成本的控制必须是全过程的,但从不同设计阶段对结构成本控制贡献值来看(如下图),方案、扩初设计阶段的贡献值高达64%,需要重点关注。其中,方案阶段主要是对结构可行性及合理性判断,避免返工;扩初阶段主要关注结构方案的优化;施工图阶段进行精细化设计;施工配合阶段主要参与重大设计变更。

  2.选择综合素质高的专业负责人

  专业负责人应有2、3个以上的业绩、经验,市场反馈图纸质量好,负责意识、成本意识、服务意识强,在图纸修改和专业配合、工地现场配合等方面做得好,且专业负责人对项目有影响力和控制力。

  二 重在事前控制、过程控制

  3.设计要求、成本控制意识的灌输

  与设计方的合作最担心的是风险,因此要加强设计前期的思想沟通和融合,特别要注意采取尊重平等的心态,进行质量标准的换位考虑,把我们特别关注的关键点灌输给设计方,每项设计要求必须与设计方充分沟通,并达成共识。

  4.设计过程中必须控制的关键节点

  结构设计管理控制关键节点

  三 结构成本控制的的技术关键点

  5.按照高度分界点控制建筑物高度

  建筑物高度、风荷载大小、地震设防烈度对结构成本会有较大影响。当建筑物高度超过且接近分界点时,尽量通过优化层高、标准层面积、楼层数,使建筑物高度按照高度分界点控制。比如,60米是50年一遇/100年一遇基本风压的分界点;30米是框架结构抗震等级的分界点;60米是框架—剪力墙结构抗震等级的分界点;80米是剪力墙、框支剪力墙抗震等级的分界点;抗震等级每提高一级,内力放大系数、构造措施均提高一级。

  6.建筑物高宽比超限的控制

  高层规范规定:在6度及7度抗震设防区,剪力墙结构及框架核心筒结构的高宽比不宜大于6,框剪结构的高宽比不宜大于5。首先需要明确的是,建筑高宽比超限不属于抗震超限的审查范围,即高宽比超限是可以的,但是必须采取适当结构措施,因为高宽比越大,主体结构抗倾覆力矩也越大,由此便会增加结构的成本,而建筑成本也会增加,因为同等面积情况下,高宽比越大的外墙长度越长。

  对于不同地区,高宽比超限增加的成本也不同,主要的影响因素有:超限程度、风荷载、地震力。例如深圳某项目为高层住宅,地震设防烈度7度,基本风压0.75kN/㎡,地面粗糙度C类,高度为99.8米,结构进深为13.0米,高宽比达7.6,比当地正常高宽比建筑,增加结构成本约45元/㎡。

  7.三方面着手控制层高

  (1)控制结构梁高:结构本深最经济的取法是1/8~1/12的跨度,建议作1/12~1/15的跨度;综合减少的成本因素后,由于梁截面减小后增大的含钢量是值得的;层高控制关键部位:如公共走道、设备管线密集处等,建议采用宽扁梁、型钢梁;进行综合成本分析后,可考虑采用实心或空心无梁楼盖,无梁楼盖在车库顶板结构(楼板跨度、楼面荷载较大)中具有一定的经济优势,空心无梁楼盖在车库顶板覆土较厚(≥1.5m)或有消防车荷载时更有优势。

  (2)控制设备管线空间:对于风管、电缆桥架、给排水、消防等管线密集处,采用综合管线图进行优化设计,往往可以节约200mm的高度;要求设计院对公共走道、地下室、大型商业进行综合管线图设计,建议由暖通空调专业设计人员完成,以优化设备管线所占的空间高度。

  (3)结构梁高空间、设备管线空间的相互利用:结构主梁与主管线平行布置;与管线相交处采用变截面梁;管线穿结构梁处理,预留洞口尺寸一般控制在梁高的1/3以内;采用无梁楼盖,设备管线与柱帽(如设置)在同一高度空间。

  8.以投入产出比来权衡和控制结构超限

  由于结构超限,设计时势必会对结构主体采取加强措施,由此造成结构成本的增加及设计周期的加长。此时应该通过超限后的投入产出比来权衡和控制结构超限;一旦确定方案,结构超限不可避免后,要做好与设计院及审图公司等职能部门的工作,以便后续工作的顺利进行。

  9.地下室布置合理优化

  地下室设计(方案阶段)的习惯做法是尽可能多的把面积划进来,从理论上没什么问题,但往往这样做出来的地下室有很多无效的面积,既不能做车位又不能做设备用房,反而增加了成本,这就要求我们在做方案的时候就要对地下室布置作合理的优化。

  10.钢筋材料:性价比Ⅲ级>Ⅱ级>I级

  市场价格:I级钢约2300元/吨;Ⅱ级螺纹钢Φ14以下约2650,Φ14以上约2500;新Ⅲ级螺纹钢约2700;冷轧带肋钢筋约3000;强度Ⅲ级>Ⅱ级>I级,最小配筋率I级>Ⅱ级>Ⅲ级。综合价格因素,性价比Ⅲ级>Ⅱ级>I级,所以梁、柱、墙配筋均应优先考虑使用新Ⅲ级螺纹钢;对于板的钢筋,由于均为小直径钢筋,综合考虑应优先使用冷轧带肋钢筋,只有当使用冷轧带肋钢筋不满足承载力要求时采用Ⅲ级钢。

  11.基础设计控制

  (1)提高桩基承载力利用率:桩基承载力利用率=墙、柱脚总反力标准组合值/桩基承载力特征值应控制在85%~95%。墙、柱脚总反力标准组合值若为地震作用效应组合,桩基承载力特征值应考虑提高系数1.25。

  (2)优先选用承载力性价比较高的桩型:提供相同的桩基承载力,不同桩型的成本存在差异。

  (3)基桩合理性:桩身强度、地基承载力(桩基端阻、侧阻或端阻+侧阻)应尽量接近桩基承载力特征值。

  a.桩基承载力特征值由桩基端阻控制时,应尽量采用扩大头的方式,不得随意加大桩身直径。人工挖孔灌注桩最小直径为800mm。

  b.椭圆桩桩身强度富余较多时应尽量采用小直径圆桩+桩帽以充分利用桩身强度,节约桩基造价。

  c.桩基嵌岩深度:如不考虑桩基嵌岩深度对承载力的提高,桩基嵌岩深度统一取300mm,如桩基嵌岩深度大于300mm,则必须考虑嵌岩深度对桩基承载力的提高。

  d.位于基岩上的端承桩,如考虑负摩阻力的影响,应考虑桩身强度提高系数1.1、地基承载力提高系数2.0。

  (4)灌注桩构造:鉴于桩身强度相对于桩承载力特征值富余较多、地基土质/基岩较好,纵向钢筋配筋率取0.2~0.25;桩顶箍筋加密区长度高度为1.5米。

  (5)独立基础类型尽量不归并,以控制基础工程造价。比如1.5x1.5m的独立基础,归并为1.8x1.8m独立基础,造价约增加44%(未考虑基础高度、基础配筋率的增加)。

  (6)一般情况基础进入持力层深度取200mm,当独立基础承担的弯矩、剪力较大时,应确定嵌岩深度,基础设计不应考虑弯矩、剪力对基底压力的影响。

  (7)多用桩基,少用墩基:墩基的钢筋、砼用量较大,基础埋深大于2m应采用桩基。

  12.地勘成本控制

  地勘报告的关注点包括四方面:关注基础选型及地基处理的建议,要有灵活度;关注承载力的取值建议,尽量高;关注抗浮设计水位的标高,尽量低;有条件要提出最低设计水位。

  (1)初勘的作用:初步了解地质情况,可通过周边项目、地勘单位初步了解场地地质情况;方案报建的需求。

  (2)详勘钻孔深度的控制

  a.一般情况:天然基础,基底以下3b(条形基础宽度)/1.5b(独立基础宽度)及5米;桩基础,桩底以下3倍桩径及5米。

  b.复杂地质:根据地质复杂程度,适当增加孔深。如重庆春森彼岸,地处江边卸荷裂带,场地窄长,短方向高差近百米,地质情况复杂,详勘孔深有所增加。

  (3)详勘钻孔数量的控制

  a.一般情况:根据勘查等级,按照地质勘查规范点距、线距要求的上限布置孔位减少孔数。

  b.复杂地质:根据地质复杂程度,适当增加孔数。如重庆春森彼岸地处江边卸荷裂带,场地窄长,短方向高差近百米,地质情况复杂,详勘布孔数量有所增加。

  (5)地基承载力取值偏低的应对措施

  a.分片区、分栋提供地基承载力取值:如果相同持力层地基承载力变化幅度比较大建议区分提供承载力取值。

  b.地基承载力取值与实际的符合度,作为考核地勘单位指标之一:如果地基承载力取值与实际偏离度太大,说明地勘单位的技术控制力量较弱,应淘汰。

  c.基础施工过程中及时纠偏:如果发现地基承载力取值与实际偏离度较大,应通知地勘单位看现场、地基送检报告。如情况属实,应立即要求地勘单位调整地基承载力取值,设计院完善基础设计变更。

  d.超高层建筑基础建议做深层平板荷载试验:试验结果数据最符合实际情况;试验所得的地基承载力往往比地勘报告提高50%以上,可大大节省基础成本。

  13.剪力墙设计的控制

  (1)剪力墙布置位置优化:为防止结构扭转,应在建筑物两端和周边重点布置,以尽量少的剪力墙数量保证结构抗震扭转指标满足要求。

  (2)剪力墙布置数量:楼层层间位移尽量接近规范上限值控制

  (3)最优剪力墙控制长度:8倍墙厚(轴压比控制除外),避免采用短肢剪力墙(5-8倍墙厚)。

  (4)剪力墙厚度控制:高规规定,底部加强层剪力墙厚度不小于层高的1/16(一、二级抗震等级)或1/20(三、四级抗震等级),但底部商业、底层假复式住宅或架空层层高较高,按此规定,墙厚必须增加较多,同时变成短肢剪力墙,配筋进一步大幅增加;设计院大多如此设计,但是高规附录D中说明:对于超限的墙体经过验算通过的可以减小墙厚,由此一来,墙厚变小,成本大大降低;

  (5)剪力墙配筋控制:剪力墙翼缘长度小于600mm时,应关注计算结果的可靠性;构造边缘构件竖向钢筋尽量采用φ12钢筋,如无法全部采用φ12,可考虑角部采用大直径钢筋,中间采用φ12。竖向钢筋采用φ12代替φ14 (焊接连接)含钢量稍微提高,但综合考虑焊接施工费用,造价反而降低16~33%,而且钢筋搭接比焊接更可靠。

  14.柱设计的控制

  (1)异型柱结构尽量少用,多用矩形柱。

  (2)柱纵向钢筋配置:III级钢的应用,最小配筋率应减少0.1%,可节约钢筋造价的9~15%;加大角筋的直径:程序对X向及Y向的钢筋均有配筋面积要求,应尽量加大角筋的直径,以达到满足计算要求的前提下减少总配筋量。

  (3)柱纵向钢筋配置:加大角筋的直径

  15.梁设计的控制:短墙上的小梁基本不布置。

  (1)一些短墙上的小梁(如厨房、卫生间等)基本不需要布置:对于普通的小跨度楼板其本身足以支撑短墙,不需要加大板配筋,同时梁少,成本低,空间也好;

  (2)梁支座顶面钢筋宜采用小直径钢筋,以减少跨中通长钢筋面积,减少支座钢筋锚固长度。例如支座计算配筋面积92c㎡,200x500mm梁顶配筋,均采用III级钢;

  (3)框架梁跨中顶面通长钢筋:严格按照规范构造要求配置,尽量采用直径φ12、φ14的小直径钢筋进行配置,不得简单拉通支座顶面钢筋造成浪费。

  16.设计荷载的取值

  (1)地下室顶板荷载标准值:消防车道尽量少布置在地下室顶板;消防车活动区域,取20kN/㎡,应考虑覆土厚度的扩散减小;无消防车活动区域,建议取4.0kN/㎡,不另行附加考虑施工临时荷载;尽量减少覆土厚度。

  (2)砌体荷载标准值:砌体高度应扣除结构梁高。比如,3.0m层高,梁高500mm,板厚100mm,习惯算法一般是砌体高度取3000-100=2900mm,合理算法应是砌体高度取3000-500=2500mm,两种算法相差16%!

  (3)门窗洞口的荷载应区分输入:外墙砌体,2.0(200厚空心砖)+0.4(内抹灰)+0.8(外抹灰等)=3.2kN/㎡;铝合金门窗≤0.5kN/㎡;砌体荷载是铝合金门窗荷载的6倍左右。

  (4)关注不同部位砌体的容重差异:应区分计算,不得简单取大值计算。

  17.电算模型的控制

  (1)模型输入

  a.主要计算参数的取值:混凝土容重的取值:25~27.0kN/m3(框架结构取低值、剪力墙结构取高值);连梁刚度折减系数0.6~0.7;柱、墙活荷载是否折减(高层总荷载减少6~8%);传到基础的活荷载是否折减(高层总荷载减少6~8%)梁保护层厚度25mm(除非实际配筋直径大于25mm);梁柱重叠部分简化,异型柱结构负弯矩可减少15~20%;梁设计弯矩增大系数1.02。

  b.模型结构布置应与施工图实际结构布置一致,确保模型的可靠性。

  c.模型输入荷载值应与荷载规范、任务书的要求一致不得人为放大。

  (2)模型输出

  模型输出指标合理性判断:单位面积的总荷载标准值(DL+LL)是否合理?框架、框架—剪力墙结构约为12~14kN/㎡,剪力墙、筒体结构约为13~16kN/㎡;轴压比是否接近规范上限值,同时又使绝大部分墙、柱为构造配筋;楼层层间位移尽量接近规范上限值,不至于因结构刚度大造成结构成本增加;模型输出配筋信息是否合理?板、梁、墙、柱计算配筋面积有无超筋、普遍偏大或偏小。

  18.配筋设计的控制:优化设计

  精细化设计是施工图设计阶段控制成本的关键。基础、墙、梁、柱、板实际配筋设计满足结构模型计算结果和规范构造要求的前提下,尽量优化设计,确保结构的经济合理性。

  (1)配筋设计:配筋富余度宜控制在计算结果和构造要求较大值的5%以内,不应超过10%。(结构转换层、结构超限加强措施区域可适当放松)。

  (2)图纸归并:包括梁的归并、板的归并、墙柱的归并、独立基础的归并、桩基的归并,图纸归并越多,设计工作量越少。

  a.高层塔楼标准层配筋设计的归并:建议3~5层归并一次,水平风荷载、地震作用小的地区取高值,如重庆、无锡等,水平风荷载、地震作用大的地区取低值,如上海、北京、深圳等;

  b.独立基础的归并:尽量不归并,比如,1.5x1.5m的独立基础,归并为1.8x1.8m独立基础,不考虑基础高度、基础配筋率的增加,造价约增加44%;

  c.桩基的归并:应结合桩基检测费用综合考虑,比如静载检测费,预应力管桩D400、D500、D600单桩承载力特征值分别为150吨、250吨、300吨,静载试验加载量为承载力特征值的两倍,静载试验费80元/吨。检测费分别为2.4万元/根、4.0万元/根、4.8万元/根;各种桩型检测数量:总桩数的1%、≥3根,总数<50根时≥2根。


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