地产项目结构全流程优化

谢宏涛 熊伟

摘要：地产项目开发周期短，现金流压力大，因此控制项目土建成本尤为重要，在土建成本各项占比中，项目前期设计费一般只占土建成本的1.5%-3%，但对土建成本的影响可达75%以上，这其中影响最主要的是结构设计。因此本文研究了从方案、初步到施工图设计阶段结构全流程优化，提出了一些可优化的结构设计要点，并根据相关案例具体分析，以期为地产项目结构设计优化提供参考。

1前言

在一个地产项目落地之后，会开始进行主体土建设计，土建设计中涉及建筑、结构、给排水、暖通以及电气等五个专业，而土建设计按设计阶段又可分为方案设计、初步设计、施工图设计，设计中各个专业需要相互提资，相互配合。在方案阶段，建筑专业完成各单体及地下车库平面及竖向布置后，提资给结构，结构审核布置方案是否合理，并提供修改意见反馈至建筑专业进行修改，待各专业确定报给项目甲方确认后，报给政府相关部门审批，待政府部门审批之后，开始进行初步设计，此时结构根据建筑平面布置、层高、建筑总高以及地勘相关资料，开始建模进行试算，确定合理的地下基础形式、地下室结构布置、地上结构布置，通过调整结构布置，使计算模型参数指标满足规范要求，待土建各专业成果满足初步设计深度要求之后，由甲方对接政府相关部门进行报批报建，并进入施工图设计阶段，结构专业根据调整好的精细化结构模型计算结果进行配筋，设计出基础、梁、板、柱以及剪力墙结构施工图等。而结构优化是贯穿于结构设计的全流程，并且每个阶段的结构优化侧重点会有不同，因此本文将对各设计阶段结构优化侧重点进行探讨。

2 方案结构

结构专业在方案阶段更多的是为建筑专业提供支撑，审核建筑的平面及立面是否合理，结构是否能够实现，要重点审核方案布置是否存在平面不规则、竖向不规则的情况，建筑高宽比是否控制在规范限值内，建筑是否需要连体、是否需要设置转换层、加强层，是否存在错层、大跨度、大悬挑等结构复杂情况，建筑是否存在复杂超限，能否避免高度超限，同时也应控制地下室层高，减少基坑开挖土方量和基坑支护和止水成本，在方案设计阶段，结构需要通过研究对比找到最经济、合理的结构方案，为后续结构优化打下基础，同时也需要成本、营销、工程等相关部门一起研究决策，在目标成本范围内，设计出满足市场需求并且施工容易实现的设计方案。

3 初步设计阶段

结构专业在初步设计阶段能优化的内容是最多的，在优化中主要分为两个部分进行，地下结构和上部结构。针对地下结构而言，从审核设计输入参数是否合理开始着手，在勘察单位提供的地勘资料中需要关注地下水位、地下抗浮水位、场地类别和地基承载力特征值等参数是否经济合理，这些关键参数将直接影响到后续的计算，进而对地下结构成本产生较大的影响。比如地下抗浮水位的取值，将影响到地下室的抗浮计算，是否需要设置抗拔桩或者抗浮锚杆，场地类别会影响到地震作用的计算而影响到结构的配筋，在有些项目中，项目场地较大，在地勘报告中场地类别有多种取值，而设计院在设计时没有进行区分，至采用较差的场地类别，人为的放大地震作用，这些也需要重点关注，在前期审核各项输入参数经济合理之后，就需要开始对各项地下结构进行计算，需重点关注到基础、地下室、边坡支护结构方案，进行多方案经济性对比，其中纯地下室基础采用独立基础加防水板还是采用柱墩加防水板或者桩基础以及高层住宅基础采用灌注桩或者预制桩等都需要根据地勘资料、地方常用做法、是否方便采购等多种因素进行综合确定，其中地方常用做法尤为重要，在重庆某住宅项目，根据地勘资料，采用桩筏基础及桩承台基础方案均满足结构受力要求，后调研周边住宅项目常见基础方案发现由于重庆处于山区，岩层深度较浅，地基较好，一般采用桩承台梁的基础形式，后续将桩承台基础方案优化成为桩承台梁基础形式，大大减少了工程成本。同时因地下室面积较大，地下室顶板结构采用大板、主次梁、无梁楼盖等何种方案，对成本同样影响较大，在长沙某住宅项目，地下室顶板结构原采用大板结构，这种结构方案设计院的结构设计师比较喜欢采用，结构形式简单，建模和画图在一定程度上都简化了一些，后经过优化单位对标准跨建模计算，发现采用主次梁方案更加经济，后续将结构方案进行了更改，节约了成本，当然采用何种地下室结构方案需具体情况具体分析，根据不同的地下室柱跨、覆土荷载、地下室净高等因素具体分析。边坡支护结构方案是一项专项结构设计，根据支护深度的不同，采用不同的边坡支护方案，最常见的支护方案就是采取自然放坡的形式，这种支护形式造价最低，在场地有足够条件放坡时优先采用自然放坡，无法自然放坡时，也需进行对方案对比分析，并优化布置方案。

对于上部结构而言，结构优化的空间会比地下结构小，也是从前期设计参数入手，重点审核上部结构嵌固端位置，模型电算中结构荷载是否输入准确，是否存在人为放大的情况，活荷载是否按照规定折减，消防车荷载是否考虑覆土进行折减，风荷载和地震作用输入是否正确，连梁刚度及自振周期是否折减等，在审核结构输入参数准确无误的情况下，审核结构输出各计算结果是否满足经济性和合理性的要求，如结构计算指标（轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比等）是否在规范要求的范围之内，同时应重点审核结构单位面积重度和结构层间位移角，不同的结构单位面积重度不同，如框架结构应在11~14kN/m

²，框剪结构应在12~15kN/m²，剪力墙结构应在13~16kN/m²，当单位面积重度超过常规数值时，应审核结构荷载取值是否过大，并进行优化，同时层间位移角也是一个可以很好反应结构刚度，衡量结构是否经济性的一个指标，当结构竖向抗侧构件布置的过密，过多时，结构刚度过大，此时层间位移角会比规范限值小很多，而结构刚度过大时，结构自振周期会减小，进而承受更多的地震作用，因此一个合理并且经济性的结构应比层间位移角限制略小即可，当层间位移角太小时，应调整结构布置，减少竖向承重构件，保证结构经济性。

4 施工图设计阶段

在初步设计阶段对结构方案及结构模型审核无误之后，在施工图阶段，结构专业更多的是对结构图纸进行精细化审核，保证各构件抗震等级合理，确保计算结果与各构件配筋相符，没有存在人为放大的情况。重点审核结构用钢量和混凝土用量是否超过限额指标，审核梁、板、柱及剪力墙构件配筋和混凝土强度是否和设计相符，各构件抗震等级是否合理，底部加强区高度是否合理，审核结构构造做法是否经济可行，比如剪力墙墙体水平钢筋可替代边缘构件部分箍筋，梁底部钢筋超过两排时，第二排钢筋不用锚固到梁支座，框架梁另一端不与竖向构件相连的可不设置加密箍筋、梁、柱剪力墙楼层归并是否合理等等。

5 结束语

本文分析了方案、初步及施工图设计阶段中，结构专业需要重点关注的优化要点，可供在实际地产项目中结构优化提供借鉴，当然对项目结构进行优化也需要设计各个专业工程师以及其他成本、工程等相关部门配合支持，需要多轮讨论，研究对比多种结构方案之后，才能确定最终的结构方案，当然在进行结构优化的时候，不能一昧的去追求结构优化，而忽视结构的安全，一定要守住结构安全的底线，设计出经济安全合理的建筑结构。

参考文献

1. 蒋赛珍, 陈秀丽. 浅谈房地产项目结构概念设计优化[J]. 建筑, 2009(16):2.

2. 吴小敬. 浅析房地产项目结构设计管理[J]. 建筑建材装饰, 2018, 000(006):52.

[3]蒋瑜, 肖新华, 侯志文,等. 房地产项目结构设计中成本控制探讨[J]. 2020.