很不错的论文，值得学习

我国著名建学家张钦楠先生为本书作序“将优化进行到底”。中国建筑设计研究院顾问总工、全国超限审查专家委员会委员陈富生大师、山东省设计大师于海平两位专家分别对该书点评“多一些优化思考”、“鼓励优化、不留遗憾”。

2012年由素有山东省结构优化大师之称的徐传亮总工主编、光军合著《建筑结构设计优化及实例》，着眼于量大面广的中小规模的建筑结构工程，力求较为详细地论述建筑结构成本控制和结构设计优化的必要性，以及结构设计和优化的主要思路和方式方法。

2013年3月由王栋教授编著 《结构优化设计:探索与进展》是关于结构优化设计理论及其应用的学术著作，其中包括了大量的理论分析、推导和数值计算工作，内容侧重于优化设计原理和优化算法在实际工程中的应用。

2.3国内开展结构设计优化的房企                     

按结构优化顾问公司官网所列业绩统计，一线房企100%进行结构优化。

3、各大房企进行成本优化的做法

3.1自己做

这是目前最普遍的形式。组织公司相关部门对设计图纸进行会审，发现问题并计算预期节省额、落实优化方案，比较直接。

但同时存在以下现实问题，如甲方自己专业力量有限，或设计部时间精力有限，加之工期紧张，而且设计师以各种理由不愿意配合、只是一味敷衍、指哪改哪，所以优化效果大打折扣。很多公司因而走了弯路，白白和设计院折腾了几年。比如某一线房企，在2010年之前基本没有聘请结构优化顾问，限额设计基本流于合同条款，之后全面推广优化设计、聘请优化顾问，在顺利达成原限额指标的基础上，取得限额指标的大幅突破。

也有个别公司在聘请顾问一段时间后，逐步学会优化顾问的管理方法和专业经验，逐步培养了相关专业人员和团队，也会逐步改为自己做设计优化。

3.2请专家

一般是开发规模不大、周期宽松的开发公司或项目、或特别复杂的项目，会采用聘请专家的方式。

这种方式下，专家主要提供技术支持，包括算量方面，甲方主要承担协调设计院执行优化方案的职责。

3.3委托顾问公司

目前比较常见的方式，即服务外包，“让专业人做专业事”，是最有效和最科学的方法，也是国际通行的做法。在超大型项目（如国家会展中心、水立方、鸟巢等）和外资房企项目中较常用。据了解，万科、万达、绿地、绿城、龙湖、世茂、华润、金地等房企均采用过或正在采用这种方式。聘请结构优化顾问，不仅可以实现“招来即用、用即有效”，起到事半功倍的效果，更能通过与结构优化顾问的合作，对自己的设计团队和设计单位进行培养和指导，提高自身的专业技术和管理水平。

这种方式的特点是，由顾问公司全程负责优化及落实，部分顾问公司还提供驻设计院全程跟踪设计过程、协调落实优化方案的服务，甲方主要是决策和辅助协调。

委托顾问公司的兴起，主要基于甲方专业力量有限但追求更快，以及设计行业设计费被普遍压低、设计周期被普遍压缩，而导致设计质量不可控的现状和现实，设计院大多是解决了设计“安全性”的问题，而“多放钢筋、少伤脑筋”的现象也并非夸大其词。而委托优化顾问，就是针对这一当前的现状和矛盾，更可靠地实现设计“经济性”目标。

我们很多同事对聘请优化顾问有顾虑，可能主要考虑“是否影响开发周期”？设计优化确实需要一定的时间，但目前优化行业早以攻克这一问题、解决了甲方的后顾之忧，通过技术前置、全程配合等灵活的工作方式，早已可以做到将工期影响降至最低、甚至不影响。

3.4可用的优化顾问资源及收费标准

3.4.1聘请优化顾问的特点介绍

Ø免费评估优化的可能性； 

Ø无预付款，按节省额收取报酬，甲方零风险；

Ø负责督促落实优化意见；

Ø出图送审，负责审图沟通，直至完成。

3.4.2优化顾问的收费方式及一般标准

一般按成本优化额的10%~25%收取酬金，具体视顾问公司情况、工作范围、优化成效大小而议，可查阅相关优化公司网站。

一般住宅项目的设计费占开发成本的1%左右，设计优化费用占设计费的5%左右，故设计优化费用一般占开发成本的0.5‰左右，性价比极高。

3.4.3优化专家和顾问公司

优化专家：安岩先生（微信号：anyi-7777），英国皇家特许结构工程师（IStructE）、英联邦结构工程师学会会员（MIStructE）；拥有26年知名设计院和知名地产公司结构设计优化的一线操作经验。曾在东南大学、香港何显毅建筑工程师楼、金地集团等著名高校、建筑设计公司及地产公司任职。经常在全国各地主讲《结构成本控制的管理思路与技术关键》。安岩先生在结构优化及咨询方面成绩显著，特别是高层及超高层酒店、商业综合体项目。

另有本圈在网络或通过朋友介绍收集到的优化顾问公司共22家，供大家在工作中参考（篇后附）。

4、结构优化的做法

4.1基本概念

结构优化着眼于结构体系和布置的合理性及构件计算等设计工作的精益求精，追求安全、经济的平衡点。

正如孙芳垂大师在《建筑结构设计优化案例分析》编后记中所述，“解决结构问题的途径并不是唯一的，优化就是不断地做方案比较，选择其中较好的、更好的，谁也不敢说是最好的。”

4.2有关结构优化的主要误区

4.2.1结构优化就只是为了“省钱”吗？

结构优化是以深厚的理论基础、丰富的工程经验为前提、以对设计规范实质内涵的理解和灵活运用为指导，对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构设计再加工的过程，不是简单的节约用钢量，而是一个系统的、多专业协同的优化过程。

结构优化也有建筑的功劳，结构的优秀以建筑的合理为前提条件，如果建筑设计有先天缺陷，结构也很难经济。建筑、结构的和谐、统一则会两相益、相得益彰。

因而，优化后的结构设计一般会达到结构指标更经济、建筑空间和室内使用更合理、结构安全度更高、现场施工更方便的效果。

举例来说（摘自王昌兴大师关于结构优化的讲话内容）。　

山西的一个项目可以作为例子，一个高层27层三阁楼的住宅，一共是10万平方米，仅仅改动结构方案，把钢筋的用量控制在正常水平。10万平方米一共节省了1700万元，由结构方案优化带来的节省有800万元，由于精细化设计带来了节省300万元，由于修正理解规范带来的节省有600万元。

天津一个写字楼项目，层高4.2m，每个专业的管线分层布置，各占一定高度，最后剩下的净高还不到2.6m，很可惜。优化后结构专业主动让出了走道的部分梁高，在设备不需要的位置，比如外边梁的位置，结构专业则用足条件，尽量奔经济高度，优化后净高增加300mm以上，且造价降低。

　再如梁高的确定，通常按跨度的1/10-1/15之间估一个值，一般根据经验来定。实际上，梁高、层高、净高、造价之间的关系是可以量化的，可以画出若干非线性的曲线，根据量化的曲线确定的梁高更加科学经济，而安全度可以不降低。同时，梁高的确定还可以更精细化地考虑施工方便的因素。有一次，我师父让我取梁高530mm，就是考虑到板厚180mm，如果梁高取530mm，那么梁的侧模高度正好是350mm，符合模数。这样，施工相对容易，甲方可以得到一个相对低的施工报价。

北京清华大学土木工程系教授董聪受命组建“北京奥运场馆结构选型及优化设计关键技术”课题小组，负责奥运场馆结构优化。在“鸟巢”瘦身过程中就表示：“进行结构优化设计，必须要尊重建筑师的原创思想。这就像时下的吸脂美体术，只能在不改变人外观、健康和容貌的基础上，减去多余脂肪，达到健美目的。” 据网上数据，“鸟巢”总预算从最初的38亿元减少到31.3亿元，节省6.7亿元(降低18%)。

即，结构优化既为“省钱”（即更经济），也为“更安全”、“更适用”。

4.2.2限额设计能达到，是否就不需要进行结构设计优化呢？

4.2.2.1首先，限额设计在执行中常会出现的以下问题，是重视结构优化设计、乃至聘请优化顾问的直接原因。

Ø在设计图达不到限额标准时，设计院会提供长篇说明，列举种种客观因素，甚至将建筑面积理解为结构面积（包括各种板、阳台、露台等）来表述合理性；

Ø设计单位按低标准设计，但审图未通过，以“超过限额是审图公司的问题”找理由应付；

Ø结构指标超了，是方案的问题，不是我们施工图设计的问题。可惜我们在方案设计合同中，没有约定限额设计要求，或约定不明确，或有约定但不容易兑现；

Ø在甲方会聚专家审图、提供优化意见后，有的设计院指哪改哪，甚至象征性修改，消极应对；

Ø或者，即使设计院愿意改，现场进度已刻不容缓、不容再改；

Ø 甚至有设计单位在招标阶段为了中标，“先接活再说”，实际达不到时处罚难于执行，以至出现过“不给设计费不盖竣工章”的极端情况。

4.2.2.2即使限额设计目标能达到，是否就不需要进行结构设计优化呢？

限额值不具有针对性。限额值一般是过去常规工程的经验值，时间上具有滞后性，对象上具有普遍性。可能大部分相似的项目可以参照，但随着项目地域差异、时间差异，以及项目建筑本身的设计差异，限额值往往会落后于时代或竞争对手，没有针对性。对于非标建筑，限额值就几乎不具指导意义，最多作为参考。

而且单纯的限额设计往往容易走向另一个极端或误区。限额设计仅从经济指标上对结构成本进行控制，将大量的设计精力聚焦于降低经济指标上，而会忽略其他更重要的工作，如结构体系合理性的判断与调整，造成了使用、运行等方面的限制或增加了使用成本。这种局限性的做法，没有全面认识结构优化、没有正确发挥结构优化的作用。

4.3结构优化的总体思路

4.3.1全过程介入，且越早越好

介入时间越早效果越好、改得越少、投入的精力越少。

从前期策划、建筑设计（总平面布置、户型设计等）、地质勘察、建筑设计、结构设计、审图、施工等全过程均需要开展相应的优化工作。

4.3.2与设计院合作，以”双赢”为指导思想

Ø 在选择设计单位时，既要谈设计费单价，也要谈限额指标； 

Ø在设计合同中，既要约定限额指标，也要约定奖惩规则； 

Ø在日常工作中，甲方设计师既要坚决维护公司利益，避免浪费，也要适当尊重、照顾设计院的想法，“少返工”、“早提要求”；

Ø同时必须考察结构工程师，要有专业权威，说话能算数，要认同限额设计；

Ø设计的质量标准必须事前达成一致。

4.3.3不要遗漏与审图公司的合作

Ø选择审图公司，既要政府关系过硬，也要能响应甲方利益；

Ø “不要卡”、“能沟通”是选择审图公司的关键；因规范的边界和模糊处或有争议处是现实存在的，而审图公司对此的意见和态度非常关键。

Ø在优化执行中，需要借助审图公司的话语权，说服设计单位；

Ø合作中关键是沟通，特别是提前沟通。

4.3.4在力量有限的情况下，建议引入外部资源

引入外部资源即聘请结构优化专业顾问公司，特别是关键项目、非标项目时，及时引入外部资源可确保万无一失。

聘请优化顾问，关键问题不在于能不能提出有价值的优化方案，而是如何避免“拿意见容易、落实难”的尴尬，解决问题的关键是建立一套设计师与优化单位目标一致的激励机制，做好优化单位、设计师、施工现场之间的“衔接”，同时以“三赢”的思想处理好三方关系（甲方、设计方、优化方）。

Ø 以“人非圣贤、孰能无过”的心态，处理好与原设计单位的关系； 

Ø 需要留出足够时间进行审图，及修改设计； 

Ø 含量复核要即时进行、快速完成； 

Ø 全程跟进优化意见在设计师方面的落实情况，帮助解决困难。 

4.4工作方式

优化的过程，并不是等发现“病症”去补救，而是必须在设计之前就开始。清城华筑建筑设计研究院副院长陈首春比喻，就跟中医治病一样，“上工治未病”，要真正的大医是在生病之前把病诊断出来。建筑也是一样。正是开发商追求完工的速度以及对于设计费用的要求，使得设计不能够在开发商预想的时间和费用下做得那么完善，所以需要咨询、优化、设计一起做，需要设计师用智慧和经验去做优化的设计。

而现时，优化工作按介入时间分为两种方式：过程优化、结果优化，各有特点、各有成效，也各有不同的管理要求。而结果优化太被动，一般情况下不应使用。

4.4.1过程优化：在项目设计过程中通过精细化和专业化的工作模式介入，优化工作与设计工作同步的工作方式。

过程优化的特点:

Ø 属于事前控制、事中控制；

Ø 在方案设计或更早阶段介入；

Ø 在设计院做下一步设计工作前，就导入设计技术要求；

Ø不增加设计工作量，甚至分担了部分工作量，可以实现“双赢”；

Ø容易处理与设计院的关系，设计院易接受优化意见；

Ø 优化与设计同时进行，没有后置动作，不影响总体进度；

Ø 成本控制效果最好；

Ø 双方在优化成果上的认定上有困惑，需要事先约定好起算点。

4.4.2结果优化：是在施工图设计完成后进行的设计优化，通过对原设计图纸进行专业化和精细化的事后复核，并提出优化意见，说服设计院对原设计图纸进行设计修改的优化方式。

结果优化的特点:

Ø 属于事后控制；

Ø在施工图设计完成后介入；

Ø设计修改，会带来设计返工、 增加设计工作量和心理障碍；

Ø 对设计院的成果提出修改意见，设计院阻力大；

Ø在设计完成后进行优化、修改，直接增加设计周期，可能影响工期；

Ø 只能针对施工图进行，成本控制效果略差；

Ø会产生一些设计费额外的费用（优化后造成的设计单位、审图公司以及造价审计所需的费用）

Ø 优化效果 “立竿见影”，省钱直观，优化费用好计算。

4.5结果优化的一般做法（示例）

示范的目的，是为形象地告诉大家“结果优化太被动，一般情况下不应使用”。

4.5.1在拿到施工图后同时安排优化审图和算量；审图可以是甲方、结构优化问题分别进行或联合进行，算量一般安排咨询公司进行。

4.5.2根据优化意见组织设计单位与结构优化顾问进行沟通会议，具体落实达到一致的优化方案。

4.5.3复核设计单位的修改情况，再次算量复核。

采取这种方法，一般设计院的抵触会比较大，因而也很难一步到位。加之工期的限制，效果差，反而耗费精力大。

笔者曾经历过一个项目采取这种方式，设计单位按优化意见，共经过三次修改后才达到限额指标，详下表1、2、3可见一斑（项目概况：海边别墅，地上3层、地下1层，方桩，抗震设防7.5度）。

设计院在收到优化报告后进行了设计合理性的回复，甲方组织三方协调，并邀请审图公司参会配合同步审图，最终四方对大部分优化意见达成一致。之后设计院安排修改设计，设计院三次修改，甲方组织算量三次，耗费诸多精力，地产公司设计师、成本人员、算量的咨询公司全程配合，个中辛苦仍历历在目。幸好地下工程难度大、工期长，给地上结构的优化留足时间，否则难以落实优化意见。最终结果是勉强达到限额指标，但地下工程没有来得及进行优化，结构指标仍然偏高。

[小结]采用结果优化方式容易出现的问题：

Ø占用时间长；

Ø事后算帐，耗时费力效果差，很被动；

Ø一旦有问题，修改量大，范围广；

Ø可能现场施工等不了；在等图施工的情况下，会造成较大的损失，或是地下部分改不了、或是先开工的几栋楼改不了；

Ø设计院很不情愿，可能消极抵制“尽量少改、找理由不改、指哪改哪，绝不举一反三”；

Ø甲方很累，修改一次，我们复核一次。

改进方向：

Ø变被动为主动！

Ø变事后算量为事前算量！

Ø变“先设计后算量”为“先算量后设计”

Ø变“让设计院全部改”为“只改一栋”

以下进行详细介绍：

4.6过程优化的一般做法

概括来讲，分三步走“事前指导、事中检查、事后验证”。

同时针对三个阶段“方案、扩初、施工图”分别采取不同管理方法。

每个环节均按照“事前确认输入条件、事后复核输出成果”的思路进行过程管控。

4.6.1事前指导

事前指导的主要目标是在设计开始前双方经过沟通、讨论，达成一致的限额目标、限额设计技术措施和双方合作流程。

这个阶段最重要、技术含量最高、也最艰难，但“磨刀不误砍柴功”可收事半功倍之效。一旦完成，可以做到：设计一开始，就完成设计阶段成本控制的50%以上。

在设计开始前，共同确定《结构设计技术措施》，先定标准、从设计前端进行管控将收事半功倍之效。

改标准比改图容易。相对于改设计图，改标准的工作量小、更方便、阻力小、成效大。

《结构设计技术措施》的具体内容是在《设计任务书》的基础上，增加以下四份文件作为开展结构设计所需的全部前置条件：《统一技术措施》、《结构构件的标准构造做法》、《结构设计总说明》、《建筑构造做法》。标杆房企都已制定了《结构设计标准》

4.6.1.1《统一技术措施》包括电算模型及计算系数的取值、设计参数、材料选择、荷载取值、各构件的结构设计与配筋原则、结构指标在各构件上的分解目标（构件结构指标的预估值）等，可以提前导入符合安全与经济原则的设计参数。（以下资料从百度文库下载）

《统一技术措施》的内容，除了严格按规范取较经济的参数或系数外，同时需要对当地类似项目进行调研，相关数据作为支撑。

4.6.1.2《结构构件的标准构造做法》是针对按构造设计而非计算确定的构件，先制定标准设计做法，以满足规范的最低要求为标准，避免设计院任意加大，按构造配筋的构件一般有楼板、剪力墙等。

（以下为示例）

4.6.1.3《结构设计总说明》是对结构设计软件以外的内容进行经济性控制，特别关注“通用性”的设计说明，通用性越强设计越浪费，避免出现一句话增加几十万的意外情况。例如关于“吊筋”的说明，关于过梁的说明、关于洞口加筋的说明、

4.6.1.4《建筑构造做法》主要是提前确定墙、地、顶以及其他部位的建筑做法，避免由结构设计师在未知的情况按最大可能的荷载进行取值。比如砌体材料的选择涉及材料比重、天棚是否抹灰等均涉及荷载取值等。建议结合《交楼标准》确定设计做法。

4.6.2事中检查

4.6.2.1做好事中检查的准备工作

我们需要了解和熟悉结构设计师在本阶段的工作内容，并对结构设计工作内容进行分解，将工作细化成有逻辑关系的多个“设计动作”，以便于我们按流水施工的原理依次有序地开展管理工作。

结构设计包括结构方案、结构计算、施工图设计三个阶段，结构优化也是从上述三个阶段进行。

事中检查则在不同的“设计动作”时进行相应的事前确认、同步复核、事后确认的工作。这方面，结构优化顾问驻点服务的优势则体现得淋漓尽致，这也正是结构优化顾问工作相对于地产公司设计管理工作而具有的优势：灵活性。

4.6.2.2分三个阶段开展工作，各阶段的主要工作分别是：

Ø方案阶段：结构体系的造型和结构布置合理性认证、结构计算和内力分析正确（重点）；

Ø扩初阶段：结构方案的对比、优化；重点关注结构体系、基础方案、地下室的布置等关键环节，一般情况下如聘请顾问公司，则会提供至少两个方案进行对比，供甲方选择；

Ø施工图阶段：结构构件设计的精细化管理。

   有经验表明，上述三个阶段对于结构成本控制的价值大概是：方案及扩初65%、施工图15%、技术支持20%。

4.6.2.3工作方法建议：“先做先审、样板先行”

先做样板单元（房、层、各构件）的设计，复核通过后，再开展大面设计。这样基本可以避免出现一旦需要修改、就要全部修改、设计院不情愿、工作量太大影响工期等情况的出现，大大减少和降低结构优化所致的返工量和障碍。即可实现变“先设计后算量”为“先算量后设计”。

4.6.2.4全过程、分阶段检查各个环节的设计情况，看是否符合《结构设计技术措施》的要求，包括结构建模、桩基、地下结构、地上结构；同时分构件验算设计的经济性。

4.6.2.5在施工图阶段进行结构优化，一般对整个结构成本优化的贡献只有15%。精细化管理主要是对结构设计中的不精细做法进行纠正，如不合理的归并、有过大的富余、不经济的配筋方式和砼厚度取值等。

4.6.3事后验证

在正式出图前提供施工图电子版和全套结构计算书，供甲方进行计算和复核，验证最终的限额指标与《结构设计技术措施》中构件结构指标预估值的差异。

但事后验证也并非等施工图出来了再验证，因为那样真的是太迟了，就现实而言，大部施工现场是等图施工、甚至边出图、边施工，基本没有房企会有时间等设计院去改设计。

因此，事后验证也可以分两步走：

4.6.3.1在完成结构计算后进行粗略验证

PKPM软件可以在完成结构计算后得出一个理论的配筋量和砼量，是理论量，自然不会有BIM的结果准确。提供这种服务，设计院需要在普通PKPM软件的基础上再增加一个模块即可实现，大概2万元左右。具有以下特点：

Ø时间短，一般在完成结构计算后即可提供；

Ø不会发生算量成本；

Ø有偏差，大概比图纸量小5%左右。主要是设计师对软件计算结果人工干预后与软件计算值之间的差异，受设计师干预程度影响；

Ø这种方法可用于初估。

4.6.3.2完成结构画图后，抽样精确复核验证

在完成CAD画图后、正式出图前（大约有7个工作日）进行抽样复核或委托造价咨询公司结合工程量清单编制来进行全面的、准确的复核。

（全篇完）

设计优化的目标就是在所有“可行的”方案中寻找一个相对“最优的”方案。