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TheScienceofLiving 技术为轮 管理为翼 设计管理中的结构设计管理创新 目录 一 引言 二 结构设计管理创新简介 三 面临的挑战及对策 四 总结 第一部分 引言 结构设计管理对房地产公司的贡献 1 保证结构设计进度满足项目总体开发要求 2 在保证设计质量的前提下尽量降低结构成本 对结构设计管理认识的几个误区 1 建筑方案一经确定 结构成本基本就确定了 2 结构成本的降低必然会导致结构安全储备的下降 3 结构成本可以不断降低 第一部分 引言 第一部分 引言 结构设计管理的目标 房地产公司的结构设计管理是全过程 全方位的管理过程 通过建筑方案设计的前期介入 提供专业建议 扩初设计时的结构多方案比较优化 施工图阶段的精心设计 以及全过程中与施工图审查单位的及时沟通等工作 在结构成本控制上处于当地行业领先水平 以多层 小高层住宅标准层为例 每平米建筑面积用钢量比行业平均水平约低5 8公斤 对于一个20万平米的小区 结构成本约低500 800万元 第一部分 引言 结构设计管理的目标 大多数开发商仅从经济指标上对结构成本进行控制 极端强调结构成本的控制 含钢量 含混凝土量越低 结构设计越优秀 但结构成本的降低必然会导致结构安全储备的下降 那么如何在中间找到一个有效的平衡点使得成本得到有效控制的同时使得建筑品质达标 结构成本 必须是房地产商最应关注的成本 结构成本的控制 必须是房地产商成本管理的重中之重 保证结构充分安全的的前提下控制成本 必须是房地产商成本管理的根本 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构设计中与设计管理相关的几个主要特点 1 结构设计具有一定的模糊性 没有唯一解 各设计公司 审图公司 甚至同一公司中的不同人员对规范的理解常常也不一致 而这些理解上的差异会对结构成本造成一定的影响 2 设计院因与地产公司看待问题所处的角度不同 其成本意识往往达不到我司的要求 设计常偏保守 此外 因图计算和绘图方便省事 也会造成设计中的一定浪费 3 设计修改 尤其是设计中后期的修改给结构设计增加的工作量较其它专业更多 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本的管理思路及方法1 必须对整个设计和策划的全过程进行管理前期策划 地质的考虑规划阶段 建筑物的排放方案阶段 结构的可行性及合理性 避免返工扩初阶段 结构方案的优化施工图阶段 结构的精细化设计施工配合阶段 变更 签证的合理控制 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本的管理思路及方法2 事前控制的几个要点 l 设计院的选择 扩初及施工图阶段 合适易管态度重视项目情况服务意识市场口碑 2 专业负责人的选择业绩水平市场反馈 图纸质量 责任意识 成本意识 服务意识影响力及控制力 3 成本意识的沟通与输入前期主动的沟通尊重平等的心态质量标准的换位思考同行的交流与竞争双赢的思路和手段 4 设计周期的合理取值设计周期对总成本的影响 资金的时间价值 市场风险的变化 产品的实际价值 时间成本曲线 5 在保证质量 不增加成本的前提下缩短设计周期 组织的重视及措施 工序的前置及搭接 标准化设计的推广 6 甲方的技术原则必须提前输入 结构设计统一技术措施 或 结构设计指引 结构设计总说明 标准构造做法 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本的管理思路及方法3 设计过程中必须控制的几个关键环节结构体系的确定及主要平面布置图基础的选型及设计图电算模型及计算系数的取值标准单元的样板截面及配筋图地下室的布置及样板配筋图结构转换层的布置及配筋图 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本的管理思路及方法4 施工图审查公司的选择及沟通选择思路 易于沟通沟通时机 重视前期沟通内容 规范的边界或有争议处 超限的判断 裂缝 宽度 短肢墙体系的定义 配筋 沟通方式 双方 三方 资源借助 关系维护 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本的管理思路及方法5 外部资源的引入引入的前提和原则 性价比的判断引入的资源类型 垄断部门 政府 人防 审图 学术权威 行业专家 专业咨询公司引入的时机 尽早 及时合作方式及注意事项 顾问 价值及时间 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本的管理思路及方法6 战略合作伙伴的形成及意义风险评估及资源占用前期沟通及思想融合质量和进度的保证后期的服务工作范围的衍生总成本的降低 总效率的提升 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点1 梁 1 梁的布置与成本的关系在正常楼层 8 5米X8 5米柱网下 十字梁较井字梁便宜约16 22 在一定跨度范围内 梁的布置越少越好 2 梁配筋方式对成本的影响对客户最关注的质量焦点 加大成本的投入 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点2 剪力墙剪力墙的布置与成本的关系 1 优化剪力墙布置的位置数量建筑物的两端和周边重点布置 建筑物的内部和中间位置减少布置 以保证结构的抗震扭转指标满足要求结构的计算位移是否与规范的最低要求相差不远 清除不必要的结构成本 2 优化剪力墙的长度剪力墙太长 结构本身成本增加 同时又使地震力增加 进一步加大结构成本 短肢剪力墙 抗震性能不好 构造配筋成倍放大 成本也会增大 对策 最优化的剪力墙长度是其宽度的8倍 100 剪力墙的翼缘小于600时 应关注其结构设计结果 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点2 剪力墙剪力墙的布置与成本的关系 3 控制剪力墙的厚度取值 高层建筑混凝土结构技术规程 7 2 2条 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 对策 经过 高规 附录专门的公式验算 大部分墙厚不需比标准层加厚或加厚一点即可满足稳定要求 节省本层造价约15 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点3 楼板 1 楼板的厚度对成本的影响标准层楼板厚度对荷载的影响程度 2CM的板厚占标准层总荷载约3 3 标准层楼板厚度对板配筋的影响 仅考虑构造因素 板的配筋量与板的厚度成比例增加标准层楼板厚度对地震力的影响 2CM的厚度增加地震力约3 3 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点4 优化桩 基础 的总量 1 基础的选型冲孔桩钻孔桩人工挖孔桩预应力管桩沉管灌注桩强夯地基处理水泥搅拌桩地基处理筏板基础独立柱基 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点4 优化桩 基础 的总量 2 生产基地基础选型概况 某四层大跨度预应力厂房 3万多平方米 单柱轴力1400吨 坡形的淤泥质土层分布场地 淤泥质土含有机质 强风化岩埋深12 28米 厚度0 2 8 3米 场地内有孤石 浅基础持力层的承载力180KN 问题 大体量的独立柱基加入部分搅拌桩是否安全合理 其施工周期如何 经济性如何 采用什么基础形式最好 解决方式 大直径锤击沉管灌注桩 卢里桩 节省工程造价300万元以上 每平米节约近100元 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点4 优化桩 基础 的总量 3 判断桩 基础 的总量是否合理要求设计院提供桩 基础 的总反力与建筑物总重量的比值 核对并判断其合理性 4 优化桩 基础 的总量关注柱底荷载的取值关注水浮力的利用关注桩基础中地下室底板下土承载力的利用关注桩承载力的利用率关注基础类型的归并 5 勘察报告的取值建议关注基础选型及地基处理建议 灵活度关注承载力的取值建议 承载力 PHC关注抗浮设计水位的标高可否提出最低设计水位标高 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点4 优化桩 基础 的总量 6 基础采用 墩基 和 桩基 结构成本的变化备注 墩基础 是指桩长不大于5 6M 桩径与桩长之比小于3的桩基础 当采用桩基时 工程地质勘察报告 的数据中某岩层或土层的桩端承载力标准值 往往是该岩层或土层 承载力标准值 的40 100倍 当采用墩基时 工程地质勘察报告 不会提供专门的承载力数据 设计院均是按规范通过承载力的深度修正得出 墩端承载力设计值 该承载力往往仅仅是该岩层或土层 承载力标准值 的1 2 3倍 因此 墩基础 往往会比 桩基础 的造价高很多 我们在确定桩基方案时 当我们的荷载比较大时 宁愿挖深一些 使基础成为 人工挖孔桩 而不要采用 人工挖孔墩 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点5 钢筋材料钢筋材料的选择对成本的影响 1 市场价格 级钢 4800元 吨 级螺纹钢 14及以下4870元 吨 14以上4900 新 级螺纹钢 综合4930元 吨 冷轧带肋钢筋 5300元 吨 冷轧带肋钢筋网片 5900元 吨 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点5 钢筋材料钢筋材料的选择对成本的影响 2 比较 级螺纹钢VS 级圆钢 价格基本一样 强度提高43 最小配筋率又可同时降低新 级螺纹钢VS 级螺纹钢 价格贵了4 4 强度提高20 对按计算配筋的梁柱有显著影响 对于柱的构造配筋率可减少0 1 当抗震等级为三级时 柱构造配筋率 0 7 0 6 减少14 3 减少梁柱的配筋数量 方便施工 冷轧带肋钢筋VS 级螺纹钢 价格贵了18 5 强度提高20 产品供应的直径范围所导致的 实际最小配筋率 的影响 如 10 200在100厚的板中 配筋率是0 393 较最小配筋率0 2 增加了96 5 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点5 钢筋材料钢筋材料的选择对成本的影响 2 比较 冷轧带肋钢筋VS冷轧带肋钢筋网片 冷轧带肋钢筋网片购买价格贵12 冷轧带肋钢筋网片可减少施工绑扎用 冷轧带肋钢筋网片可提高工程质量 加快工程进度 冷轧带肋钢筋VS冷轧扭钢筋 两者购买价格差不多 强度也相同 冷轧扭钢筋绑扎较为困难 综合单价高 新规范更新的进展情况 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点5 钢筋材料钢筋材料的选择对成本的影响 3 实际工程中钢筋的选择建议结构梁 柱 墙钢筋选取6 8CM直径钢筋统一采用HRB235 10 12CM直径钢筋统一采用HRB335 14CM及以上钢筋统一采用HRB400 楼板钢筋选取优先采用冷轧带肋钢筋 板底配筋尽量采用直径小 间距密的方式置 当冷轧带肋钢筋不能满承载力要求时 采用HRB400 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点6 混凝土 1 混凝土标号对成本的影响标号增加 单价直接上升 C20单价290 C25单价300 C30单价315 C35单价335 C40单价345 C50单价为365 标号每增加一级 单价提高5 8 对柱及剪力墙 轴压比控制 的影响程度 提高标号可显著减小柱墙的尺寸 增加建筑实际使用率 对梁的影响 正常情况下对梁的承载力几乎没影响 因此对梁的截面及配筋影响很小 不宜采用高标号 对楼板的影响 正常情况下对板的承载力几乎没影响 但可能会提高板的构造配筋率 同时还会增加板开裂的隐患 应尽量采用低标号 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点6 混凝土 2 实际工程中混凝土标号的选择建议 普通的结构梁板混凝土标号一般为C25 C20 受力较大的梁板混凝土标号可采用C30 如地下室的底板 顶板 屋顶花园的楼板等 剪力墙 柱混凝土标号按轴压比控制 使其尽量接近轴压比规定的上限 同时又使绝大部分竖向构件为构造配筋 误区 墙柱混凝土标号不能与梁板相差太大 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点7 柱配箍率 1 柱配箍率对成本的影响规范规定 柱的体积配箍率为混凝土单位长度范围内箍筋的体积除以该范围内混凝土核芯区内的体积 实际设计中 常常将柱混凝土核芯区的体积以柱的总体积来替换 以方便计算 并确保满足规范要求 以500X500方柱为例 总体积为 500X500X1000 而实际上核芯区的体积为 440X440X1000 两者相差29 1 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点7 柱配箍率 2 柱子纵向钢筋的配置技巧当柱子按计算配筋时 程序对X向及Y向的钢筋均有配筋面积要求 如何在满足满足计算配筋量要求的前提下尽量减少总配筋量 以500X500方柱为例 方法一 配筋 12 20 37 7 方法二 配筋 4 25 4 20 32 1 两种配筋方式均正好满足计算要求 但钢筋用量相差17 5 配筋技巧 尽量加大柱子角筋的配置 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点8 荷载取值 1 关注部分位置的荷载取值地下室顶板的活荷载取值 2000 1000 400外墙的荷载取值 窗洞的影响内墙的荷载取值 轻质材料的提前确定空间可能分隔的荷载取值 非固定隔墙的自重取每延米长墙重 kN m 的1 3作为楼面活载的附加值计入 kN 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点8 荷载取值 2 风荷载取值对成本的影响地面粗糙度类别共有四级 A B C D 其选择对风荷载的影响及对成本的影响 A与B之间最大相差24 B与C之间最大相差54 C与D之间最大相差45 对策 用发展的眼光关注取值是否合理 规范规定 高度大于60M的高层建筑 风荷载的取值可按100年一遇考虑 其对成本的影响程度如何 对策 分析规范要求的目的 采取积极的成本控制措施 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点9 电算系数的取值梁的弯矩放大系数 梁的扭矩折减系数 梁柱重叠部分是否简化为刚域 混凝土容重的取值 连梁刚度折减系数 墙 柱 基础计算是否考虑活荷载的折减 地下室外墙是否按压弯构件计算 荷载的取值是否有人为的放大 采取积极的成本控制措施 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点10 图纸设计时归并的把握精细化设计是施工图过程中控制成本的关键梁的归并墙柱的归并板的归并桩基的归并基础的归并 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点11 层高对成本的影响及控制建筑层高基于成本考虑 即使只有几个厘米 也是我们有必要仔细探讨的问题 1 控制层高的意义 结构成本 减少所有结构柱 剪力墙等竖向构件的长度和体积减少建筑的总高度 降低结构的总荷载 间接降低结构成本降低上部结构所承受的地震力 风荷载 间接降低结构成本地下室土方开挖及运输的数量基坑支护的面积 基坑支护的单价地下室底板及侧壁的截面及配筋抗拔桩 抗拔锚杆的费用基坑降水的数量及费用其它土建成本 减少所有外维护砖墙 内分隔墙 装饰隔断的数量 减少门窗 幕墙 粉刷 涂料 瓷砖 石材 防水材料等数量 设备及运营成本 更好地满足节能规范的要求减少空调等设备的负荷量 减少后期空调等设备的运营成本 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点11 层高对成本的影响及控制建筑层高基于成本考虑 即使只有几个厘米 也是我们有必要仔细探讨的问题 2 降低层高对于许多公共建筑 包括地下空间 规范或者客户所真正关注的并不是建筑物的层高 而是使用空间的 净高影响净高的因素 结构的梁高 设计院通常的做法 取结构本身最经济的梁高 一般为1 8 1 12的跨度 综合各种成本因素 取值应较正常结构本身最经济的梁高降低10 30 建议为1 12 1 18的跨度 机电的管道空间 设计院通常的做法是空调 电缆 水管各占一个标高 实际空间利用率很低 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点11 层高对成本的影响及控制建筑层高基于成本考虑 即使只有几个厘米 也是我们有必要仔细探讨的问题 优化措施 a 要求设计院做每一层的综合管线图 来优化各专业管线的交叉布置和统一协调 采用综合管线图 对机电管线进行认真的优化设计后 对于地下室经常可以节省出近200的高度空间 b 结构梁高的空间与机电的管道空间交叉优化设计 c 采用变截面梁 在机电管线通过处 减少梁截面高度 d 在梁中预埋管或预留洞口 使管线穿过 e 采用设柱帽 或不设柱帽 的无梁楼盖 使管线与结构柱帽在同一高度空间 注意 以上结构机电的优化设计均有前提条件 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点11 层高对成本的影响及控制建筑层高基于成本考虑 即使只有几个厘米 也是我们有必要仔细探讨的问题 3 经典案例 长虹在深圳的研发大楼 占地6000平方米 容积率控制在11 限高100米 建筑覆盖率不超过55 深圳六家大型设计院投标 共同的问题 很难设计到最大容积率要求的面积 各公司的解决方式 压缩层高结构 宽扁梁预应力梁型钢梁钢梁无梁现浇空心混凝土板等机电 非标准空调管空调双管结构与机电 设计使结构梁的布置与空调管线的布置保持一致 以便结构梁与空调管线共同占用一个空间 局部加高结构梁注意 以上结构机电的优化设计均有前提条件 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点12 结构超限结构超限必然增加结构成本结构超限必然增加设计周期结构超限的权衡和控制 投入产出比资源的及时引入必要的前期沟通 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点13 建筑高宽比超限高层规范 在6度及7度抗震设防区 剪力墙结构及框架核芯筒结构的高度与宽度比不宜大于6 框架剪力墙结构的高度与宽度比不宜大于5 建筑高宽比的超限不属于抗震超限审查范围 建筑物在风荷载和地震荷载的作用下会发生倾覆力矩 建筑高宽比愈大 建筑物抗倾覆力矩的能力就愈差 高宽比超限对成本的影响 高宽比超限一定会增加成本 包括结构成本和建筑成本 高宽比超限增加的结构成本 受如下几个因素影响 高宽比超限的程度 建筑物的风荷载 建筑的地震力等 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构成本管理的技术关键点13 决策观点 控制成本 必须保证客户所关注的质量 只要注重资源的选择和合理利用 结构设计全过程的控制 掌握控制结构成本的技术关键点 就能达到有效控制成本的目的 进而使得利润最大化 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构设计管理中的管理创新 1 选择优秀的结构设计负责人 并在扩初设计前期通过具体的专题设计进行验证 如果认为不合适 就果断更换 2 营造一种与设计人员进行坦诚技术交流的氛围 利用每次沟通向设计院反复灌输成本控制的意识 促进其换位思考 3 通过设计限额强化设计人员的成本控制意识 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构设计管理中的管理创新 4 将每个结构设计过程划分为若干小的阶段 各阶段之间为关键控制节点 在每个关键控制节点对上阶段的设计成果进行审核 并和设计院就下阶段设计的技术条件进行交流 达成共识 然后再进行下阶段的工作 这样对每个阶段的设计都实现了 事先控制 对整个设计而言则实现了 过程控制 设计院基本不需返工 设计质量 进度 成本三方面均能取得较好的效果 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构设计管理中的管理创新 5 通过考察 沟通 选择容易沟通且服务意识较强的几家施工图审查公司作为长期合作伙伴 在项目设计开始时尽早确定审图公司 这样在设计过程中随时把可能引起争议的地方与施工图审查公司事先沟通 达成共识 保证将来施工图审查时一次通过 不需改图 6 在遇到对规范的理解不一致 或其它有争议的技术问题时 可以利用广泛的外部资源 听取各种解释 从中选取对公司最有利的做法 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构设计管理中的技术创新 1 小高层的结构体系 通常设计中 对于小高层住宅结构 在满足结构侧向位移和轴压比的条件下 剪力墙基本上都是墙肢长度较短的短肢剪力墙 按规范应为短肢剪力墙结构 需要提高抗震等级及加强配筋构造 剪力墙配筋很大 为避免这种情况 结合建筑隔墙布置和框架梁的跨度 将部分剪力墙墙肢加长为普通剪力墙 结构转变为普通剪力墙结构 全部剪力墙仅按构造配筋 可大大降低了结构造价 节约造价约8元 平方米 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构设计管理中的技术创新 2 局部转换 在与建筑专业充分沟通 满足建筑地下车库车道或底层商业的使用功能的前提下 尽量减少需要转换的剪力墙 达到仅局部少量结构转换 只提高转换构件的抗震等级 其余部分仍按一般剪力墙结构设计 从而避免整体结构成为转换结构而提高抗震等级 进而增加造价 第二部分 房地产公司结构设计管理创新简介 结构设计管理中的技术创新 3 剪力墙侧向位移限值取1 800 剪力墙结构水平位移限值一般取1 1000 是为避免位移过大而产生较大的附加弯矩 倾覆弯矩 对于剪力墙结构侧向变形为弯曲形 当其中的有害位移小于层间