结构“限额设计”的优化与成本控制论文_邹少丹

(温州万达广场投资有限公司,浙江,温州,325204)

摘要:结构“限额设计”提出由来以久。遗憾的是:大多数房地产开发项目的“限额设计”流于形式,一般均是设计到哪里算到哪里,项目实践成功的案例介召并不多见。尤其是快节奏开发的商业综合体项目,进行“限额设计”的成本管控难度更大。本文以平阳万达广场结构“限额设计”为背景,站在限额设计成本管控的角度进行分析与总结,以期对房地产项目的结构限额成本控制提供有益借鉴与启发,最终节约投资、减少社会资源的浪费。

关键词: 限额设计 优化 成本控制

作为行业标杆企业的万达商业地产推出《万达结构限额设计管控办法》已有相当长的一段时间,在限额设计成本控制方面积累了大量的经验。本文从限额设计的价值、结构限额设计控制要点、平阳万达“限额指标”优化与成本控制案例等方面进行分析。

一、结构限额设计合同的引入与使用

1、限额的价值:省钱就是硬道理,降低成本是限额设计的价值所在。但限额设计必

须坚持两个原则:一是安全稳健,二是适度从紧。

1.1近三年万达项目钢筋与砼指标情况:

根据万达商业规划研究院的统计数据,近三年来,万达广场大商业与酒店工程钢筋与砼指标平均值呈现逐年下降趋(见表一),节省了大量成本。

表一:

钢筋指标平均值(Kg/m2) 混凝土指标平均值(m3/m2)

1.2温州平阳万达钢筋、砼指标与限额指标对比

温州平阳万达广场项目已建设完成,根据结算情况,钢筋用量较限额指标合计减少 约2900吨,砼用量较限额指标合计减少约22000立方米,在结构限额基础上整体降低成本约3000万元。

2、限额的内容:结构类限额设计主要考核两个指标,一是钢筋指标,二是砼指标。

3、限额的数值:指标偏紧,影响安全储备;指标偏松,限额设计失去意义;合理的结构限额指标肯定是安全与成本兼顾,既保证安全可靠,也保证经济合理。

结构设计限额的拟定不是一件容易的事情,需要大量的数据积累与技术指标分析,也需要一个动态完善的过程,如何提出科学的限额指标不是本次分析的重点。

万达的结构设计限额指标逐年修订、逐年完善。平阳万达广场限额指标依据《万达结构设计限额指标表(2012版)》确定,摘录(2012版)限额指标部分数据见下表:

注意:本指标不包含基础垫层、桩基、地基处理和二次结构。在项目复核汇总结构指标时要注意统计口径。

4、限额设计合同的引入与使用

结合温州平阳项目,对万达的结构设计限额指标是如何在项目中引用和使用的进行简单介召如下:

1、结构限额指标的数值应该是可实现的,但是要经过不断努力才能达到。指标的使用:施工图设计招标时,如投标单位不能接受本限额指标,原则上不能入围参与投标;签订设计合同时如果设计单位承诺的限额指标低于本限额指标,则应该以设计单位承诺的限额指标作为设计的控制标准。限额指标表中未列的业态类型,项目公司在招标及签订合同的申报审批中,应就当地类似项目以及集团类似业态项目的指标调研好,进行上报审批。

2、结构限额指标可以有弹性,应该明确数值的范围和局部调整范围,例如温州平阳项目根据本项目所处地区风压较大且地面粗糙度较小的实际情况,经与总部职能部门沟通后,将住宅标准层的钢筋设计合同限额指标较《万达结构设计限额指标表(2012版)》中的对应限额指标高出4.5%。

3、结构限额设计合同中应加入激励和惩罚条款,调动设计人员积极性,达到双赢的目标。

4、注意前期与设计院主动沟通,灌输工程成本控制的理念。

二、结构限额指标的影响因素

影响结构指标的因素很多,本文从五点核心要素与四个主要因素两方面进行说明。

五点核心要素指设计单位、抗震烈度、结构设缝、结构高度、人防等级;设计单位的选择应作为成本控制的关键点,相比较而言:其他四点核心要求更多的是项目本身的客观条件(包括不限于地理条件、规划条件、设计规范)决定的。

四个主要因素指基础类型、结构转换、抗浮水头、设计管控,这是都是作为成本控制人员必须重点关注与重点控制的环节。

1、影响限额指标的五点核心因素有:设计单位、抗震烈度、结构设缝、结构高度、人防等级。

1.1设计单位的选择:万达规划院负责各地万达广场项目的方案设计,然后由通过招标确定的设计院负责扩初与施工图的设计。参与设计招标的设计单位均来自万达合作供方库,这些入库的设计院具有良好的市场口碑、服务意识,比较重视万达项目、熟悉万达项目特征。为限额设计的推进与实现奠定了良好的外部条件。

1.2抗震设防的影响:根据2013、2014开业项目的钢筋单位用量统计情况,抗震设防条件下针对万达大商业、写字楼、住宅钢筋用量与影响程度如下表:

1.3结构设缝的影响:根据万达商业地产规划院针2012年对部分弱连接大底盘塔楼偏置地震仿真分析研究科研成果显示,结构设缝对钢筋用量的影响相当大。

1.4结构高度的影响:

1.5地下人防等级的影响:根据万达商业规划院针对各项目的统计分析,影响情况如下表:

2、影响结构限额指标的四个主要因素是基础类型、结构转换、抗浮水头、设计管控

2.1基础类型的影响:受篇幅与专业深度限制影响,基础类型的选择不作理论上的分析。结合温州两个万达广场进行比较分析:温州龙湾万达与温州平阳万达两个万达广场所处的地质条件相似:地质存在深厚的淤泥,普遍淤泥厚度达40~48米,属典型的软弱Ⅳ类场地。温州龙湾项目公寓楼平均桩长约85~90米(普通钻孔灌注桩工艺);温州平阳经试桩,采用后注桩钻孔灌注桩工艺,住宅楼平均桩长约65~70米,平阳万达与龙湾万达桩基工程进行对比,不仅节省大量投资,还节约了工期。

2.2结构转换的影响:在可能的情况下,减少结构转换层的使用。结构转换对住宅地上限额的影响情况见下表:

2.3抗浮水头的影响:抗浮水头的取值会影响地下室的钢筋用量,需予以重视。

2.4设计管控的影响:结合温州平阳万达广场限额设计管控案例,从两方面进行分析:一是设计管控流程与操作细则等制度层面的管控;二是专业设计与设计节点的管控,二的主要内容如下:

2.4.1建筑方案控制

2.4.5关注业主敏感点

限额设计优化并不只是一味求减,容易产生业主投诉的部位还要主动加“筋”。如:

针对端跨、管线密集处楼板,屋面板,大单向板的长向方向,应主动加筋,减少裂纹的产生;针对门窗、外墙与屋面的渗漏,优化节点构件,增设必要的钢筋砼构件与增加屋面板钢筋用量,可以减少裂纹与渗漏的发生;针对砌体裂缝,合理布置圈、过梁与钢筋砼构造柱;针对地下水丰富、地下水位高的地下室侧墙,增设必要的侧墙钢筋对防渗漏也是大有裨益的。

3、平阳万达结构限额操作实例介召

上文已经对影响结构限额的核心因素与主要因素进行了介召。万达设计单位发包的特点与成本管理的模式决定了项目层面的主要关注对象是四个主要因素,结合温州平阳万达的结构限额控制情况操作介召如下:

1、温州平阳万达项目结构限额设计优化难点

1.1项目情况简述:平阳万达位于浙江省温州市平阳县鳌江镇,总用地面积11.92万平方米,

总建筑面积55万平方米。其中:购物中心建筑面积14.8万平方米,地上总建筑面积40.5万平方米,地下总建筑面积14.5万平方米。2013年4月13日开工建设、2014年12月6日开业。

1.2项目设计典型特征

1.2.1地质差:本工程地质存在深厚的淤泥,普遍淤泥厚度达40~48米,属典型的软弱Ⅳ类场地;

1.2.2存在结构转换:本工程住宅因底部为外街商铺,结构普遍在三层楼面进行结构转换,属典型的高位转换结构。

1.2.3高风压:本工程地处温州鳌江,是台风登陆集中地,标准风荷载达到0.6KN/㎡,属典型的超强台风地带。地面粗糙度为A类,对于近百米的高层住宅结构来讲,结构计算受风荷载主控,同样的六级地震烈度,风荷载为0.6KN/㎡地区的砼方量和钢筋含量均比风荷载为0.4~0.45 KN/㎡地区的增加约10%;

1.2.4高水位:本工程地处沿海地区,±0.000相对应黄海高程为5.300m,抗浮水位为黄海高程4.400m,普遍抗浮水头在11~12米之间,属典型的深基坑项目。

2、温州平阳万达项目(以下简称本项目)结构限额设计优化流程关键点

本项目自扩初设计阶段便引入结构设计优化单位,并在扩初图与施工图各个阶段保持设计优化单位、设计院以及项目公司设计部的沟通流畅。成本部做好组织协调工作,在能力范围内及时给予相关成本建议,并与项目管理中心设计部和规划院及时沟通结构优化进展,形成良好的结构限额设计优化氛围。针对温州平阳项目的项目特点,我们聘请了二家顾问公司,一家擅长基坑与桩基的专业咨询,一家擅长结构设计优化的咨询。好的优化顾问公司应具备以下特征:

对中间设计优化过程成果要及时分块测算并反馈,每次测算需要项目公司设计部OA移交图纸,并要求项目公司设计部将每次优化具体位置及内容OA书面移交,项目公司成本部及结构设计优化单位需对图纸进行复核,对优化项落实情况进行销项,及时沟通反馈,并保证测算的准确性。及时对图纸中不全或者有错误的地方汇总连同相关测算结果反馈给项目公司设计部,同时做好测算图纸台账,并附上优化落实情况核实记录表。

由于万达项目开放节奏普遍较快,针对存在的边设计边施工的问题,一定要注意优化后图纸的实际落地情况,不仅需要求项目公司设计部及时将相关下发施工图纸以OA与纸质形式移交成本部成本复核,测算通过后方可下发,还需每周组织设计部、工程部、成本部、施工单位四方会议,确认本周施工所用图纸版本以及现场施工部位,形成现场施工图纸台账。

万达结构限额设计管控标准流程如下:

3、温州平阳项目结构限额设计优化重点项

在按以上原则进行成本管控的基础上,针对优化重点项说明如下:

3.1、地下室部分

3.1.1设计荷载优化:结合项目特点及结构设计对不同分析事的荷载取值要求,对地下室造价影响大的覆土、埋深、水浮力、抗风、抗震、人防及消防等重要因素进行科学梳理,合理取值;

3.1.2地下室底板:选用工程造价最低、施工便捷的承台+防水板的倒无梁楼盖体系;承台尺寸与防水板厚度的多方案比较;三桩承台配筋采用整体协调配筋方式;承台弯起钢筋的合理构造;底板采用分离式配筋模式,做到长跨与短跨配筋有别;裂缝取值科学控制;地下室底板的结构找坡,降低建筑找坡费用;

3.1.3竖向构件(墙与柱):墙体及柱子截面的合理性取值,控制竖向构件的混凝土及钢筋含量;外墙的分离式配筋,降低墙体钢筋含量;柱子角筋与中间钢筋规格的二级差控制,有效控制柱子配筋含量;人防墙体的塑性计算模式,有效降低防爆墙配筋含量;墙体及柱子归并系数的合理控制,避免结构的无效放大;

3.1.4地下室顶板:根据不同的结构特点及受力工况,对无梁楼盖、大板体系及十字梁体系区别化选取;梁、板及柱帽尺寸的优化取值;梁架立钢筋的小钢筋模式;顶板采用分离式配筋模式,做到长跨与短跨配筋有别,以降低板配筋含量;梁归并系数的合理控制,避免结构的无效放大;地下室顶板的结构找坡,降低建筑找坡费用。

3.2、住宅地上部分

3.2.1结构计算模型:根据结构计算文件管控的8大指标控制要求,优化剪力墙及梁的布置,使结构体系最优;

3.2.2竖向构件(墙):外墙及楼电梯间剪力墙外的其它剪力墙厚度原则上不超过250,一般控制在200mm以内;剪力墙、边缘构件设置及其配筋按计算及构造要求确定;剪力墙尽量采用L字型,避免T字型,以减少构造暗柱;一般楼层原则上剪力墙不设置暗梁;构造暗柱做到翼缘是否与剪力墙相连区别配筋;

3.2.3板配筋:板厚按类别细化控制,跨度小于2米(如阳台)按90控制;分离式配筋模式,做到长跨与短跨配筋有别,以降低板配筋含量;充分发挥楼板的抗弯能力,小跨板墙下不设梁,仅楼板构造加强,减少梁布置;

3.2.4梁配筋:结构梁截面尺寸的选择及梁布置结合空间高度和视觉效果;梁上部拉通钢筋规格原则不超过18;餐厅与客厅间楼面梁高按建筑要求控制在350内;

3.2.5节点构造:线脚等次要构件配筋选用φ6小直径钢筋。

3.3、大商业地上部分

3.3.1结构计算模型:根据结构计算文件管控的8大指标控制要求,优化柱及梁的布置,使结构体系最优;

3.3.2竖向构件(柱):在满足轴压力及梁搁置构造的前提下,合理控制柱截面;柱子角筋与中间钢筋规格的二级差控制,有效控制柱子配筋含量;墙体及柱子归并系数的合理控制,避免结构的无效放大;

3.3.3板配筋:板厚按类别细化控制,一般性板厚原则按100控制;分离式配筋模式,做到长跨与短跨配筋有别,以降低板配筋含量;充分发挥楼板的抗弯能力,小跨板墙下不设梁,仅楼板构造加强,减少梁布置;

3.3.4梁配筋:结构梁截面尺寸的选择及梁布置结合空间高度和视觉效果;主梁在抗剪满足的前提下,梁宽度尽量控制350以下;次梁高度原则按梁高-板厚≤450考虑;主梁上部拉通钢筋规格原则不超过18;次梁架立钢筋采用φ12;严格控制室内步行街外挑梁上部拉通钢筋数量;

3.3.5节点构造:线脚等次要构件配筋选用φ6小直径钢筋。

3.4本项目结构限额设计部分优化节点介召

五、结束语

结构限额设计优化工作应贯彻到结构设计的各个阶段,在不同阶段重点关注不同的成本控制要点,合理利用技术、组织、经济、合同等各类措施,达到限额设计控制目标。

温州平阳万达广场在各方的共同努力下,在超常规开发节奏的不利影响下,结构限额指标得以实现,节省了大量的投资,减少了资源浪费。限于自身专业经验的局限性与有限性,本文内容有些问题考虑还欠深入、欠周到,尚有许多问题、案例值得我们深入研究和探讨。敬请各位专家、同行批评指正,对此本人将不胜感激!

参考文献

[1] 大连万达商业地产股份有限公司《万达管理制度汇编》2012年

[2] 大连万达商业地产股份有限公司《万达结构限额设计管控办法》2012

[3] 大连万达商业地产股份有限公司著 商业地产投资建设[M].北京:清华大学出版社,2013

论文作者:邹少丹

论文发表刊物:《基层建设》2016年19期

论文发表时间:2016/12/1

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