在材料、人工等剛性成本居高不下，伴隨著房地產(chǎn)市場下行的大背景，項目的利潤率持續(xù)下降，成本控制成為房地產(chǎn)企業(yè)保持盈利水平的主要途徑。

其中，結(jié)構成本的優(yōu)化不僅優(yōu)化量巨大（以百萬計甚至千萬計），且往往是客戶不關注的成本，結(jié)構優(yōu)化節(jié)省的工程造價就是項目的新增利潤。

同辰建筑結(jié)構中心本期給大家分享一個超高層項目的結(jié)構優(yōu)化案例，總結(jié)了影響結(jié)構成本的關鍵因素，為房產(chǎn)項目結(jié)構設計優(yōu)化提供借鑒與參考?？慈绾巫龅焦?jié)省數(shù)千萬成本！

1、工程概況

本項目位于長沙市岳麓區(qū)，總建筑面積約近50萬m2。

用地內(nèi)主體建筑為:

1棟198.0m的超高層公寓式辦公樓（1#）;

1棟144.55m的超高層公寓辦公樓（2#）;

8棟高層住宅、13棟疊拼別墅;

可量化的優(yōu)化量為2129萬元，地上部分每平米可量化節(jié)省費用為181元/m2。獲得2019年甲方集團評比優(yōu)秀項目。

圖1.1 1#標準層平面布置圖

圖1.2 2#標準層平面布置圖

圖1.3 1#、2#剖面圖

表1.1 1#、2#基本信息表:

2、優(yōu)化過程

本項目為過程優(yōu)化。

優(yōu)化過程分為：方案階段、初步設計階段、施工圖設計階段。

- 2.1 - 方案階段 

本項目優(yōu)化工作開始時，1#樓方案已經(jīng)確定，2#樓方案在進行中。

2#樓方案初期高度為121.6m，結(jié)構方案為框架-剪力墻結(jié)構，方案初期結(jié)構布置如圖2.1.1。結(jié)構高度小于6度區(qū)A級高度的限值130m。

受建筑方案限制，2#樓結(jié)構存在位移比、周期比、凹凸不規(guī)則三項不規(guī)則，需要進行超限審查。最終決定將2#樓左右兩側(cè)分縫，排除凹凸不規(guī)則的情況，避免進行超限審查。

圖2.1.1 2#方案初期結(jié)構布置

方案推進過程中，2#樓的高度提升為144.55m?？紤]框架柱對使用空間影響較大，將辦公區(qū)域調(diào)整為剪力墻結(jié)構，底部騎樓位置做轉(zhuǎn)換，級2#樓調(diào)整為框支-剪力墻結(jié)構形式。

圖2.1.2 2#初期標準戶型圖

圖2.1.3 2#最終標準戶型圖

根據(jù)新方案，設計方調(diào)整結(jié)構布置如圖2.1.4及圖2.1.5。

圖2.1.4 2#底部商業(yè)布置圖

圖2.1.5 2#標準層布置圖

設計方仍舊采用分縫的方式，為了滿足轉(zhuǎn)換層上下剛度比的要求，轉(zhuǎn)換層以下核心筒墻體達到800mm厚。

前期增加結(jié)構縫是為了規(guī)避超限審查，現(xiàn)在高度已經(jīng)超過B級高度，無法避免進行超限。我方提出“取消結(jié)構縫”的布置方案，并與設計配合，使本子項順利通過超限審查。

取消分縫后，建筑使用以及立面效果更優(yōu)，并且降低了成本，結(jié)構成本優(yōu)化量見表2.1.1。

表2.1.1：

注：鋼筋不包括板，成本按混凝土650元/m3、鋼筋5500元/噸、型鋼10000元/噸計算。

- 2.2 - 初步設計階段 

【2.2.1】荷載取值優(yōu)化

初步設計階段，對荷載取值進行詳細的核對。

如玻璃幕墻荷載，原設計取值1.5*4.5=6.75KN/m。本項目采用8mm厚玻璃，根據(jù)荷載規(guī)范得1.3x（0.008x26）x 4.5 = 1.22KN/m，最終確定為1.5KN/m

經(jīng)過多項荷載優(yōu)化后，1#、2#樓總質(zhì)量分別減少7102噸、4320噸，減重約5.1%和4.4%，為后續(xù)豎向構件尺寸、樁基礎的優(yōu)化提供基礎。

【2.2.2】 結(jié)構布置優(yōu)化

1#樓在優(yōu)化過程中，設計方認為“結(jié)構的第一周期已經(jīng)達到6.04s，超過了規(guī)范地震影響系數(shù)曲線周期的最大值為6s，需要做特殊研究”。

我方將圖2.2.1中云線內(nèi)的墻體盡可能早的收截面到250mm，兩側(cè)盡快收至300mm，同時外圍框架柱也逐步減小截面，主要構件截面變化優(yōu)化前后對比見表2.2.1。

圖2.2.1 1#樓剪力墻收截面位置

表2.2.1框架柱及核心筒上下兩側(cè)墻截面變化：

經(jīng)以上調(diào)整后，周期由原來的6.04s減少為5.94s，在減少材料用量的同時，周期減到了6s以內(nèi)。并且疊合荷載的調(diào)整，使結(jié)構的組合柱使用高度減少8層。

總體材料用量變化見表2.2.2。成本節(jié)約總計約945萬元。

表2.2.2 1#豎向構件優(yōu)化前后材料用量：

2#樓主要為轉(zhuǎn)換梁及轉(zhuǎn)換柱的優(yōu)化，優(yōu)化前后轉(zhuǎn)換柱內(nèi)型鋼尺寸見下表：

同時，將1000x1600的轉(zhuǎn)換梁中的型鋼厚度由30mm減少為16mm，仍然滿足計算要求。

2#樓優(yōu)化前后型鋼使用量由435噸減少為124噸，節(jié)省型鋼311噸，節(jié)約成本約311萬元?；炷良颁摻罟?jié)省86萬元。

在初步設計階段，在優(yōu)化工作的影響下，1#、2#樓可量化的成本節(jié)約量達到1747萬元。

- 2.3 - 施工圖設計階段 

本項目在施工圖繪制開始前，就已確定了《施工圖繪制統(tǒng)一技術措施》，給出各種構件的配筋原則，如下圖中的板配筋原則：

圖2.3.1 板配筋原則截圖

對于2#樓，由于抗震等級較亂，豎向構件類型較多，在繪圖前給出豎向構件各區(qū)段的詳細配筋原則，在源頭上避免后期圖紙質(zhì)量的不可控。

圖2.3.2 2#豎向構件配筋原則

以上原則性的意見，在施工圖設計過程中，均得到了有效的執(zhí)行，提高了圖紙的質(zhì)量，減少了后期施工圖的修改。

3、優(yōu)化結(jié)果

本項目最終在2019年6月全部通過施工圖審查，并在甲方集團的評分系統(tǒng)中獲得2019年上半年優(yōu)秀項目。

通過以上的優(yōu)化工作，本項目1#、2#可量化的成本優(yōu)化量為2129萬元，具體如下表：

而其他無法量化的優(yōu)化工作，為整個工程節(jié)省的成本會更可觀！

4、項目總結(jié)

長沙超高層項目結(jié)構優(yōu)化案例超高建筑的設計工作是一個相當繁瑣、復雜的過程。在絕大多數(shù)的設計院中，實際深入?yún)⑴c到超高層項目的設計人員都是鳳毛麟角，更不要說有系統(tǒng)的、完整超高層知識鏈的人員。

設計人員在接手超高項目的同時，往往在內(nèi)心提升了結(jié)構的重要性。在多專業(yè)，多步驟的推進過程中，結(jié)構設計往往受到各方面的制約，造成結(jié)構設計人員在各個環(huán)節(jié)以安全性為根本，一層層的放大安全度，而忽視了對經(jīng)濟性的關注。或者由于設計時間安排的前松后緊，造成施工圖設計階段錯誤百出。

種種情況表明，整個設計流程需要優(yōu)化方進入到各個環(huán)節(jié)，時刻站在經(jīng)濟性的立場去審查、干預設計，使工程的每一步都達到經(jīng)濟、安全的平衡，并在過程中對設計人員可能產(chǎn)生的錯誤做出前置提醒。最終的結(jié)果才能是高效、順暢的完成設計工作，并將每一分錢都花到最需要的地方。