房地产项目结构成本优化

房地产项目结构成本优化与跨专业协同成本控制2017.3.25-26•第一部分结构设计优化对成本控制的重要性•第二部分结构成本优化的关键控制要点•第三部分房地产企业对结构设计有效的管控方法•第四部分跨专业协同成本控制第一部分结构设计优化对成本控制的重要性1.房地产项目的成本分布2.结构成本在建筑安装费中所占比重3.结构设计优化的原则4.结构设计优化的误区更正5.结构设计优化的特性第一部分结构设计优化对成本控制的重要性1.房地产项目的成本分布2.结构成本在建筑安装费中所占比重3.结构设计优化的原则4.结构设计优化的误区更正5.结构设计优化的特性•房地产开发项目成本主要由以下几项构成：•建筑安装费•土地费用•其它费用（配套设施、勘察设计监理、营销、财务费用、企业管理费用、行政事业收费、营业税）。房地产项目的成本分布40%30%30%建筑安装费土地费用其它费用第一部分结构设计优化对成本控制的重要性1.房地产项目的成本分布2.结构成本在建筑安装费中所占比重3.结构设计优化的原则4.结构设计优化的误区更正5.结构设计优化的特性结构成本在建筑安装费中所占的比重•统计数据表明：•高层住宅：约55%•多层住宅：约65%•公建，写字楼：结构占比略低•桥梁，烟囱，构筑物：结构占比很高•地上部分：结构成本占比约40-50%•地下室：结构成本占比约60-70%结构在项目总成本中所占的比重•高层住宅：55%X40%=22%•多层住宅：65%X40%=26%•约为四分之一，仅次于土地成本（30%）。•结构成本占比如此之大，可见结构优化的重要。25%15%30%结构成本其它建安费土地费用其它费用第一部分结构设计优化对成本控制的重要性1.房地产项目的成本分布2.结构成本在建筑安装费中所占比重3.结构设计优化的原则4.结构设计优化的误区更正5.结构设计优化的特性实例结构设计优化的原则•结构作为各种建筑设施的载体,其安全性能对使用者的生命财产有着举足轻重的影响,所以结构优化最重要的原则就是：决不能以牺牲安全性为代价。•结构优化并非简单地无原则地做减法，而是科学地最大限度地优化材料资源配置。如何才能做到呢？•（1）规范要求。安全度，荷载取值，各种系数取值•（2）精确计算。计算公式，程序类型，适用范围•（3）科学原理。“不盲从规范寻求自然规律”----结构大师林同炎名言（1）规范要求•安全度•荷载取值•各种系数取值安全度•结构的安全不是绝对的。•安全度设置水平与国家经济实力相适应。•设计人员无权随意高安全度。•结构的安全度是通过结构的可靠指标及其相应的失效概率来表述的。•与安全度相关的两项重要内容：荷载取值和各种系数取值荷载取值•《建筑结构荷载规范》GB50009-2012规定楼面活荷载的取值：•住宅、办公—超高层写字楼•汽车通道及停车库•隔墙自重问题住宅、办公—超高层写字楼实例：北京CBD核心区某超高层写字楼楼面活荷载取值问题•这是一家知名机构的建议。•400-500公斤约为4.0-5.0KN,是规范取值的2-2.5倍！•1.对竖向荷载的影响：总计60层的累加结果是惊人的。•2.对地震荷载的影响：《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定：•在地震区，结构构件内力是竖向荷载和地震荷载两部分叠加的结果，而结构成本则与内力成正比。•经测算这样取值的结果是：楼面梁板增加了约30%的成本，柱墙的成本则将近80%！•这还没有计入间接的成本增加。汽车通道及停车库•要按楼板不同情况取值•地下室顶板要考虑覆土扩散作用隔墙自重问题•固定隔墙应按固定线荷载计算。•非固定隔墙不应按自重直接作为楼面荷载附加值。各种系数取值•楼面活荷载折减系数—《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第5.1.2条•荷载组合分项系数—《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第3.2.4条•可变荷载设计使用年限调整系数—《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第3.2.5条楼面活荷载折减系数—按面积楼面活荷载折减系数—按面积楼面活荷载折减系数—按楼层荷载组合分项系数可变荷载设计使用年限调整系数（2）精确计算•计算公式：正确，适用•程序类型，软件模型，适用范围•认真计算，合理简化，适度归并计算公式：正确，适用程序类型，软件模型，适用范围•计算机和软件程序是结构计算的重要工具•软件程序有不同的类型和计算模型，有各自的适用范围•PK-PM,SATWE,TBSA,TAT•杆系模型，板元模型—有限元•计算结果分析判断认真计算，合理简化，适度归并•例1—板传梁荷载简化•例2—T型截面受弯构件•例3—构件归并•例4—标准层归并（3）科学原理“不盲从规范寻求自然规律”----结构大师林同炎名言遵守规范但不盲从•规范是科学原理和实践经验的统一•要遵守规范•要明确规范条款的适用条件•规范不是万能的:有些情况无规定或不适用•规范用词：必须，应，宜，可----实例•允许突破规范，但要符合程序，要经过科学论证，要有相应措施•规范要求不是拒绝优化的借口实例—上部结构嵌固端问题•《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010：•板厚180的规定是个争议很大的条款，在力学原理上略有问题。故多次争议后已改用“宜”字。并补充了力学原理正确的下述条款：第一部分结构设计优化对成本控制的重要性1.房地产项目的成本分布2.结构成本在建筑安装费中所占比重3.结构设计优化的原则4.结构设计优化的误区更正5.结构设计优化的特性结构设计优化的误区更正•（1）常见误区：多留些余地能提高结构安全度•（2）不能提高结构安全度--案例•（3）强柱弱梁原则--例证•（4）系统工程原理•（5）提高安全度实例：修订《混凝土结构设计规范》GB50010-2002（1）常见误区•不顾规范要求和审查程序，片面强调节省材料降低成本，自行修改设计文件，强令据此施工。后果严重。现较少见。•不屑于做结构优化，认为费时费力，省不了多少钱。超牛房企，亦较少见。•最常见的是，认为多用点材料虽然多花点钱，但增加了安全储备，提高了结构安全度。（2）不能提高结构安全度--案例•上海闵行区莲花河畔景苑楼盘在建13层住宅楼倒塌实例事故原因分析•倒塌方式罕见，原因众说纷纭•官方权威结论遭质疑•从结构优化角度进行分析•结论：不能提高结构安全度，所多用的材料资源是100%的浪费。（3）强柱弱梁原则--例证•强柱弱梁和强剪弱弯原则•结构抗震要求要有足够的延性—塑性铰•结构稳定性要求塑性铰位置•通过严格的配筋数量和构造来实现•结论：多配钢筋非但不能提高结构安全度，有时甚至适得其反！（4）系统工程原理•结构是系统工程，提高个别构件的安全储备没有任何意义。•提高结构安全度设置水平需要采取复杂的系列措施—科学，政策，具体计算和构造措施•设计单位和设计人员均没有能力也没有权力提高结构安全度。（5）提高安全度实例•提议：提高安全度设置水平—陈肇元，1999•观点：经济实力与可持续发展的平衡•过程：建设部组织专家进行了四次大规模的研讨•决定：“适度调整,提高一点”原则•措施：修订规范《混凝土结构设计规范》GB50010-2002•代价：用钢量约增加10%-15%具内体容•住宅、办公室使用荷载由1.5kPa提高为2.0kPa,•厨房厕所由2.0kPa提高为2.5kPa;•风雪荷载由30年一遇提高为50年一遇,•荷载标准值增加约10%;•增加以恒载为主的荷载组合计算值,•荷载分项系数由1.20提高为1.35;•混凝土的材料分项系数由1.35提高为1.40,具内体容•设计强度普遍降低3.7%;•HRB335(Ⅱ级)钢筋材料分项系数由1.08提高为1.10,•设计强度由310N/mm2降为300N/mm2;•C40级以上的混凝土考虑脆性折减系数;•正截面受压承载力计算乘系数折减;•考虑柱的层间位移和挠曲变形导致二阶效应引起的附加弯矩进行内力计算;具内体容•抗剪承载力计算公式修改,箍筋抗力项系数降低以提高安全储备;•冲切承载力计算公式修改,混凝土抗力项系数提高,降低安全储备;•适当增加混凝土保护层厚度,增强耐久性;•加长钢筋搭接长度以适应不同接头面积百分率的情况,保证传力性能可靠;•适当提高纵向受力钢筋的最小配筋率,并与配筋特征值ftΠfy有关,以保证结构安全;具内体容•补充完善节点设计方法,确保关键部位可靠性;•考虑结构抗震性能,通过调整墙柱的配筋率及剪力墙边缘构件的构造措施,保证安全;•在施工中通过强化质量验收,在市场经济条件下保证实际工程质量的可靠和安全;•增加见证检测、混凝土结构实体强度检验以及受力钢筋移位检测,确保施工质量和安全等等。第一部分结构设计优化对成本控制的重要性1.房地产项目的成本分布2.结构成本在建筑安装费中所占比重3.结构设计优化的原则4.结构设计优化的误区更正5.结构设计优化的特性结构设计优化的特性•结构优化与其它专业优化不同，有其特殊性。•（1）材料•（2）客户的关注点•（3）实例（1）材料•装修材料：通过降低标准省钱，降低品质•水电设备：同上，降低品质•结构材料：在满足规范的前提下，通过减小构件尺寸，降低材料强度等级，减少配筋量等措施来省钱，既保证了结构安全，又不会降低品质（2）客户的关注点•以商品住宅为例，客户关注的是户型，景观，配套和装修标准等•一般不会关注基础和结构，更不会过问钢筋等细节（3）实例•内蒙古某住宅项目结构优化----基础埋深及构造结论•上述项目优化结果，报审图机构审核通过，符合规范要求，安全可靠。•结构优化不会降低产品质量和品质，所省下的钱是纯利润！经验•设计优化如没有合同条款支持，难度会很大。要尽可能避免这种被动情况。•设计人员不愿作优化时，最常见的借口就是“规范要求”，不要被其吓倒，要求提出规范条款，审核内容是否适用。•设计人员的个人意见和所谓“常规做法”，如无规范依据都是不成立的，更不能以牺牲业主投资为代价。第二部分结构成本优化的关键控制要点1.基础成本优化2.地下室结构成本优化3.上部结构优化4.合理利用规范第二部分结构成本优化的关键控制要点1.基础成本优化2.地下室结构成本优化3.上部结构优化4.合理利用规范基础成本优化（1）基础成本在结构中所占比重（2）地勘报告的优化：地层承载力水位（最高水位，抗浮水位）实例：燕郊某工程地勘报告不合理的抗浮水位指标（3）基础方案比选：浅基础，深基础，特殊基础基础成本优化•（4）浅基础选型及经济指标•（5）深基础选型和布置的经济性原则•（6）深基础成本的量化指标：单位承载力成本和基础利用率•（7）特殊情况下的基础选型及实例：不同基础可以混用。•（8）特殊基础：复合地基问题（1）基础成本在结构中所占比重•一般情况约10%--20%，仅基础部分，未计入地下室底板或抗浮构件。•占比相对较大，重要性也很大，基础优化值得重视。（2）地勘报告的优化•地勘报告是基础设计的依据，对基础成本影响巨大。•地勘报告的两个关键数据：持力层承载力水位（最高水位，抗浮设防水位）持力层承载力•钻孔取样—土工试验—数据分析：土层强度和压缩性能—承载力值•土工试验数据离散性大，不排除个别作假•规范规定确定承载力值的数据依据宽泛•勘察单位取值过于保守--承载力值不合理•解决办法：严格检查，载荷试验•载荷试验有规范依据，是优化勘察报告，提高承载力的有效措施。•《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第3.0.4条规定：•载荷试验分类：•浅层平板载荷试验：浅基础，复合地基；提高约40%•深层平板载荷试验：超高层；提高约50%•压桩试验：各类桩基；提高约30%最高水位•结合历史水文观测数据和实测数据确定•实测水位—施工期间降水设计•近3-5年最高水位—地下室防水设计，地下室外墙水压计算•历史最高水位—抗浮设防水位？？？抗浮设防水位•抗浮设计的重要性•抗浮设计的原理：阿基米德定律•抗浮设计简介•抗浮措施的巨大经济成本•抗浮设计的难点：安全性与经济性的矛盾剧烈爆发实例：某工程勘察报告节录抗浮设防水位的规范要求中兵勘察院张思远观点深圳设计院李旭平2006年阐述张在明院士观点优化结果•经多次与勘察单位协商未果•组织专家论证彻底推翻了原勘察建议•结