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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页案例探讨价值管理2007/01第十一期花莲慈济大学教育传播学院新建工程充满缘份的价值工程案例赖世声理成营造有限公司资深顾问林敏朝慈济基金会志业中心营建处主任、国立台湾大学土研所营管组博士生1.前言这真是一个充满缘份的价值工程案例。理成营建集团多年来，曾陆续负责承办财团法人中华民国佛教慈济慈善事业基金会所属相关机构所委交之多项工程，包括：慈济希望工程南投县平和国民小学、台北关渡大爱志业大楼、花莲慈济医院研究与行政大楼等建筑工程；以及台中潭子护理之家、台南慈济小学等钢结构工程。慈济营建管理单位与理成集团执行单位互动甚为
2、良好，双方有高度之合作默契与互信。基于理成集团之努力，慈济于95年3月先将花莲慈济大学教育传播学院新建工程以下简称本工程之钢结构工程委交理成工业负责办理，复于5月中将本工程之土木建筑及装修工程委交理成营造负责办理。就在因缘际会的偶然下，理成营建集团有幸针对本工程积极办理价值工程研析，初步之成果甚获业主慈济与设计建筑师之肯定，兹概述办理价值工程之经过于次，以提供国内建筑工程界之参考。2.工程概述花莲慈济大学教育传播学院新建工程其基地系位于花莲慈济大学校区内，仳邻现有教学大楼北侧，基地面积3,200平米，包括位于基地南侧之地下2层地上楼高13层之新教学大楼、基地北侧地下一层地上6层之演艺厅、以及环
3、绕演艺厅楼高4层之大舍堂特殊纪念建筑，总楼地板面积24,256平米，基地平面配置详如图1。本工程教学大楼之造型类似慈济台北关渡大爱志业大楼，设计新颖特殊，完工后必将成为花莲地区之新地标，相关建筑立面详如图2。如前所述，理成工业首先获得承办本工程之所有钢结构制造与安装工程，钢构总吨数约3,655吨。当理成营造估算团队针对本工程之建筑工程部份进行估算时，曾注意到本工程之钢筋总吨数为5,178吨，唯基础53案例探讨价值管理2007/01第十一期钢筋用量高达1,239吨，对比楼地板抗浮拉拔场铸基桩，考虑基地所处花面积似异常偏高，同时原设计之演艺莲地区地质状况良好坚实，此设计亦厅基础尚需增作直径30公分
4、含地梁深十分独特。度总长14.5米的61支钢筋水泥砂浆图1基地平面配置图2花莲慈济大学教育传播学院新建工程建筑正向立面图54案例探讨进一步探究其原设计结构系统，暸解本工程为配合特殊建筑机能与造型，系采用甚为刚性之基础设计，南侧教学大楼为SRC(SteelReinforcedConcrete)钢骨钢筋混凝土构造抗弯矩构架及剪力墙二元系统，北侧演艺厅为纯钢结构抗弯矩构架系统，至于大舍堂则系采用二座独立刚性之钢筋混凝土剪力墙系统，而教学大楼、演艺厅、以及大舍堂均系以伸缩缝分开为四栋独立结构体，建筑剖面图请参阅图3。理成技术团队经初步分析，并考虑花莲地区属高地震危害度之特性，认为应有修改原结构设计之可
5、能，随于95年5月底向业主慈济提出进行价值工程评估之请求，希望以十价值管理2007/01第十一期个工作天之期限进行替代案之研析，当即获得慈济主管之欣然同意，要求积极续办。3.推动价值工程之过程与初步建议当获慈济同意针对本工程办理价值工程之指示后，理成营建集团即迅速动员内部顾问、总工程师、以及企划组等技术幕僚，并立即邀请策略合作之杰联国际工程顾问公司参与评估，经数日之密集研析与讨论，在尽量尊重原建筑机能配置下，逐一过滤可行建筑结构设计替代方案，于短短一周内整合出八大项初步建议案，兹条列如下：图3花莲慈济大学教育传播学院新建工程建筑横向剖面图55案例探讨(1)基础抗浮拉拔场铸基桩调整：由于本工程之
6、教学区与演艺厅载重之不同，原结构设计配置61支水泥砂浆抗浮拉拔场铸基桩，经价值工程研析团队评估，建议于基础开挖底层外缘配合设置剪力基脚，如图4所示，以抵抗局部之不平衡上浮力，此预估可节省约新台币200万元。(2)筏式基础结构调整：本工程原设计筏式基础钢筋用量为1,239吨，经价值工程研析团队评估，建议将原设计筏式基础厚度由2.5米减少30公分，同时变更设计钢筋用量，此预估可节省约300吨钢筋，成本节省约新台币660万元。(3)基础外墙厚度调整：经价值工程研析团队分析基础侧向力需求，评估建议将基础外墙厚度由原设计之80公分调整为40公分，同时基础外墙之配筋亦可适度减低，此部份预估可节省约新台币2
7、10万元。(4)整体上部结构系统之调整：如前所述，本工程之教学大楼、演艺厅、以及大舍堂均系以伸缩缝分开为四栋独立结构体，其彼此之间并无有效互制效能，经价值工程研析团队充分讨论评估，在维持原建筑设计之原则下，尝试利用原设计之7楼演艺厅顶楼景观集会平台之阶梯高程差，配置大跨距钢结构桁架系统搭接教学大楼钢结构系统形价值管理2007/01第十一期成有效之连接整合结构系统详如图5，并拟充分利用大舍堂剪力墙之高劲度，提供其它子结构系统之有效侧向劲度，同时演艺厅大跨度钢结构楼版之钢梁改采用与混凝土版复合设计。经建立结构动力分析模型如图6所示，红色所显示系配置之剪力墙系统，初步估算演艺厅之纯钢结构抗弯矩构架系
8、统原设计钢构总吨数2,053吨可有效减少约500吨，成本节省约新台币1,700万元。(5)伸缩缝之删除：基于整体上部结构系统之调整，原设计之30公分地坪、内墙、外墙、以及梁底之伸缩缝，共约954米长，均可全数删除，此部份约可节省新台币572万元。(6)大舍堂剪力墙之调整：为配合建筑设计造型之考虑，本工程于教学大楼与演艺厅之间特别设置二座独立刚性之钢筋混凝土剪力墙系统，经价值工程研析团队评估，可将此大舍堂所有楼版如图7所示调整为40公分厚无梁版，同时调整剪力墙之配筋量，初估可减少约200吨钢筋，共计约可节省新台币550万元。(7)上部结构外墙之调整：价值工程研析团队经初步核算，亦发现所有演艺厅上
9、部结构钢筋混凝土外墙之30公分厚度可以适度减少，同时钢筋用量亦可减少，此部份初估约可节省新台币77万元。56案例探讨价值管理2007/01第十一期图4基础开挖底层外缘建议设置剪力基脚图图5价值工程初步建议演艺厅大跨距钢结构桁架系统图图6价值工程研析初期所建立之结构动力分析模型57案例探讨价值管理2007/01第十一期图7大舍堂调整为无梁版(8)教学大楼上部结构系统之调整：原设计南侧教学大楼为SRC钢骨钢筋混凝土构造抗弯矩构架及剪力墙系统，考虑慈济大学配合97年8月学年度开始，本工程宜提前于97年6月底完工，因此如何有效减少施工之工期亦系重要课题。经价值工程研析团队审慎评估，进一步建议可将原设计
10、SRC钢骨钢筋混凝土构造结构系统更改为SS(StructuralSteel)纯钢结构系统，除施工总工期预期可缩短2个月外，建筑成本可节省约260吨钢筋、876立方米之混凝土、以及其它相关模板等成本，估计约可节省新台币近1,000万元。综上简略说明，理成价值工程研析团队经初步评估，针对本工程建议之各项替代方案，总计不含工程间接管理费及税金，可乐观节省直接工程费用达新台币4,969万元，施工工期则可缩短二个月。经理成营建集团先向原设计建筑师与结构技师提出说明，复正式于95年6月7日向业主慈济管理高层及建筑委员会相关技术专家委员简报后，奉核原则同意，并获指示由理成营造负责后续结构重新修正设计，尽速积
11、极会同原设计建筑师续办设计变更，并同时调整现场施工作业因应。4.重新修正设计后之结构系统理成营造接获负责后续结构重新修正设计之任务后，即由集团顾问统领相关技术幕僚展开作业，同时与策略合作之杰联国际工程顾问公司签约委托办理结构细部设计。经团队奋力赶办并在原设计建筑师之充分良好配合下，并由部份慈济建筑委员与技术顾问指导下，先于95年6月27日向慈济提出基础结构重新修正设计成果，以配合本工程基础部分先行施工之需求，经初审通过，复于95年8月2日向慈济提出本工程整体结构重新修正设计成果，并获审查通过。有关重新设计后之结构系统调整谨摘述如次：58案例探讨价值管理2007/01第十一期本工程基地座落地盘属
12、第二类地盘，基地距离花东活动断层仅约2.5公里，依据新颁布之建筑技术规则耐震设计篇之规定，必需考虑近断层效应，此经查系原设计所未列入。本工程上部结构系统为钢筋混凝土剪力墙与钢结构抗弯矩梁柱构架系统组合，教学大楼、演艺厅及其两侧大舍堂等四结构物有效互相连接，并利用大舍堂之高劲度剪力墙分担教学大楼与演艺厅之地震力，教学大楼与演艺厅连接区域及教学大楼连接大舍堂剪力墙之楼版，均增加设置水平斜撑杆件以分担传递楼版剪力。修正之结构平面图详如图8、结构动力分析模型详如图9。教学大楼及演艺厅采钢结构梁柱配合6.5公分槽深之钢承楼版，内填8.5公分厚之280公斤/平米强度常重混凝土，钢构小梁采楼版复合梁设计。大
13、舍堂楼版经进一步评估，可改采30公分无梁版设计。至于地下室基础外墙确定变更为40公分钢筋混凝土墙，筏式基础厚度亦确定变更为2.3米厚，筏基顶版为15公分厚，底版为60公分厚。在不影响建筑使用机能下，于演艺厅地下一楼中央增设6根柱子，于演艺厅大跨度区域利用筏式基础之2.3米及2米混凝土厚版重量以克服水上浮力，并于地下室外墙底部外侧，如图10所示增设剪力榫，以期充分利用土壤之被动土压力。详细结构重新设计所涉之动力模型分析条件、分析工具以及耐震设计之细节等本文不再详述，唯本工程整体结构之前三个振动振态与周期特列于图11，其基本振动周期为1.226秒属Y向，第二振动周期为1.058秒属X向，第三振动周
14、期为1.038秒属扭动向。大舍堂教室区演艺厅大舍堂图8修正之结构平面图59案例探讨价值管理2007/01第十一期图9修正之三度空间结构动力分析模型图10修正之筏式基础及外缘剪力榫配置图图11修正设计后之第一、二、三振动周期及振动模态60案例探讨5.重新修正设计后之价值工程节省(1)筏式基础之成本节省：根据结构重新修正之设计，筏式基础钢筋用量减少426吨、预拌混凝土用量减少2,593立方米、原设计61支抗浮拉拔桩确定全数删除，唯模板增作540平米，土方回填亦增作815立方米，对比原设计方案，本价值工程最后确定方案可节省直接工程费用约新台币1,471余万元。(2)伸缩缝之成本节省：原设计方案954米长伸缩缝，本价值工程最后确定可全
