民用建筑結(jié)構(gòu)設計與工程造價控制研究

1、    民用建筑結(jié)構(gòu)設計與工程造價控制研究    張海峰摘要:建筑設計階段是工程造價控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在滿足建筑物使用功能的前提下,應合理優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計,有效控制工程造價。主要探討民用建筑結(jié)構(gòu)設計過程中如何有效控制工程造價。關(guān)鍵詞: 民用建筑結(jié)構(gòu)設計工程造價工程造價即工程的建造價格,是指工程項目在項目決策、項目設計和項目實施等環(huán)節(jié)所花費的總費用。工程造價的控制貫穿于工程建設的全過程,其中,建筑結(jié)構(gòu)設計階段是控制工程造價的重點階段。建筑結(jié)構(gòu)設計是建設項目進行全面規(guī)劃和具體描述實施意圖的過程,是處理技術(shù)與造價的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在我國,民用建筑是應用最廣泛、涉及面最

2、寬的建筑形式之一,它的工程造價直接影響著國民經(jīng)濟的發(fā)展和建筑市場的繁榮。筆者針對民用建筑結(jié)構(gòu)設計階段如何有效控制工程造價進行探討。一、地基處理方案的選擇地基基礎是建筑物的重要組成部分,所占資金有的高達總投資的1/3以上。要達到優(yōu)化地基造價的目的,設計人員應對地基處理技術(shù)的優(yōu)缺點有較全面的認識,并熟悉各種地基處理技術(shù)的造價。據(jù)調(diào)查,天然基礎的造價為樁基造價的27%-67%。因此在滿足設計要求的前提下,采用天然基礎而不是樁基可以避免浪費。但并不是所有的建筑物都是如此。目前,民用建筑物逐步向高層、超高層發(fā)展。高層、超高層對地基的要求很高,而天然地基無法滿足其工程需要。一些底面積小,凈高偏高的建筑,特

3、別是建在填海地段的高層建筑,為滿足沉降量和承載力的要求,往往需要采用樁基。目前采用較多的樁基處理技術(shù)包括預制鋼筋混凝土樁、碎石樁、粉噴水泥樁、高壓噴射水泥樁、雙灰樁、現(xiàn)澆鋼筋混凝土灌注樁、粉噴石灰樁等。在樁基選型時,應充分考慮場地四周的環(huán)境條件、場地的土質(zhì)條件、單樁承載力的范圍值等。在高層、超高層及一些特殊結(jié)構(gòu)的地基基礎設計中,適合的方案可能不止一個,結(jié)構(gòu)設計人員應和造價師緊密配合對工程造價的控制,加強對各種方案的技術(shù)經(jīng)濟對比,以最優(yōu)的地基處理技術(shù)和施工技術(shù),最終選擇滿足設計和使用要求的地基處理方案。二、上部結(jié)構(gòu)形式、建筑材料及構(gòu)件尺寸的選擇（一）建筑材料的選擇建筑結(jié)構(gòu)的設計要充分利用建筑材料

4、。建筑材料的合理選擇,既可以滿足使用功能、提高工程質(zhì)量的要求,又達到可以節(jié)省資金,降低造價的目的。因此,需要在熟悉建筑材料的性質(zhì)、性能和各項技術(shù)指標的基礎上,了解不同類型建筑材料的價格,按照靈活、經(jīng)濟、適用的原則選用材料。建筑材料的選擇以安全適用、造價合理、施工方便為基本原則,應就地取材,減少運輸費用,降低造價。以磚混結(jié)構(gòu)為例,由于其保溫性能不好,須通過增加墻體厚度以達到保溫隔熱的目的。而采用空心磚或具有更好隔熱性能的建筑材料,對減少墻體厚度、降低工程造價效果顯著。高層建筑中非承重墻對工程造價有較大的影響,目前有許多隔音、隔熱、輕質(zhì)、價格合理的新型建材可供選用,采用新型建材,不僅可以減少梁、板

5、、柱的截面和配筋,大量減低基礎的負荷,起到降低造價的作用,而且對減少非承重墻的自重及美化結(jié)構(gòu)外觀等,均有現(xiàn)實意義。（二）合理選擇結(jié)構(gòu)形式建筑物地面以上的結(jié)構(gòu)形式對工程造價有很大影響。目前我國民用建筑結(jié)構(gòu)形式主要有磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配式大板、大模板結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)等。不同的建筑結(jié)構(gòu)形式各有優(yōu)劣,應比較各種結(jié)構(gòu)的布置方案、受力體系及經(jīng)濟性能,結(jié)合實際,因地制宜,綜合考慮以上因素,盡量采用適合本地區(qū)的經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)形式,建設出低造價、高質(zhì)量、高標準的民用建筑?；旌辖Y(jié)構(gòu)的造價僅為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)造價的60%-70%,其鋼筋混凝土用量少,適用于7層以下的建筑物。但混合結(jié)構(gòu)是由墻

6、體承重,對墻體布置有一定要求,不如框架結(jié)構(gòu)靈活,其使用功能受到限制。7層以上12層以下的建筑宜采用框架結(jié)構(gòu),在其合適的位置上設置幾道抗震剪力墻,可減小柱、梁的截面尺寸和配筋,從而達到節(jié)省材料的目的,且可以明顯提高建筑物的抗震能力?？蚣芙Y(jié)構(gòu)一般適用于12層以上20層以下的建筑物,為增強建筑物的整體剛度,可其適當?shù)奈恢蒙显O置剛性筒體,也可以起到節(jié)省材料的效果。（三）建筑物構(gòu)件尺寸的選擇建筑物構(gòu)件尺寸的選擇,包括合理地選擇柱及梁截面尺寸,混凝土墻體及板的厚度等。在進行結(jié)構(gòu)設計時,構(gòu)件尺寸減小,造成配筋率過大,鋼筋用量增加,工程造價增加;構(gòu)件尺寸增大,可以減少該構(gòu)件本身的配筋,但增加了混凝土用量,增加

7、了建筑物荷重。因此,需要結(jié)構(gòu)設計者將混凝土構(gòu)件的配筋率控制在一個經(jīng)濟合理的范圍內(nèi),并經(jīng)過計算比較,選定一個最優(yōu)的方案,以滿足建筑物凈空、美觀與結(jié)構(gòu)構(gòu)件經(jīng)濟性的高度統(tǒng)一,達到降低造價的目的。三、配筋率的控制（一）鋼筋的選用在滿足結(jié)構(gòu)設計承載力要求的前提下,選擇相對造價低的鋼筋方案,可以達到降低工程造價的目的。大多數(shù)設計人員一般把重點放在配筋的計算上,往往忽視鋼筋種類的選擇。目前建筑市場上的鋼筋種類很多,如級鋼筋、級鋼筋、級鋼筋、新級鋼筋、冷軋扭鋼筋、冷軋帶肋鋼筋等。過去的大跨度無梁板設計中,常采用級鋼筋。盡管級鋼筋比級鋼筋單價略高,但卻它能大大減少鋼筋用量,相比之下達到了降低造價的目的。但這并不

8、是說級鋼筋就是最佳選擇。新級鋼筋是近年來推廣使用的新型鋼筋,它比普通級鋼筋提高強度近20%,每噸價格增加不超過10%。因此新級鋼筋的選用,在增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強度和建筑物安全儲備的同時,還節(jié)省了用鋼量。另外,鋼筋的連接宜優(yōu)先采用閃光對焊,且普通焊接或電渣壓力焊接比搭接經(jīng)濟。（二）配筋率的控制在充分保證結(jié)構(gòu)安全性、適用性和耐久性的前提下,控制配筋率盡可能合理化也是控制工程造價的關(guān)鍵。隨著建設規(guī)模的擴大,鋼材價格的暴漲,鋼材成本占總工程造價的比例逐年加大,從減少鋼筋用量來降低建筑造價的效果越來越顯著。首先,應根據(jù)當?shù)乜拐鹪O防烈度、場地類別、結(jié)構(gòu)材料、施工技術(shù)水平等綜合情況,選用經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系。

9、在滿足建筑功能布局要求的前提下,盡量考慮到結(jié)構(gòu)規(guī)范的各項限值,盡可能保證建筑平面、立面的規(guī)則性,控制長寬比、高寬比、平面凹凸尺寸、樓板開洞面積,避免建筑立面剛度突變等,有效控制鋼筋的用量,有效降低工程造價。其次,應注意使其截面尺寸與構(gòu)件鋼筋用量達到經(jīng)濟配筋率的高度統(tǒng)一。在多層結(jié)構(gòu)基礎設計中,可采用“隔震”技術(shù)。其主導思想是將建筑物的基礎與主體之間用一種特殊的橡膠墊即所謂的“隔震墊”隔開,使基礎和主體之間的剛性連接變成柔性連結(jié)。當建筑大多數(shù)房間較小,而僅1-2處房間較大時,在承載力能滿足要求的條件下,在大房間中部墊“隔震墊”卸載,按小房間確定基礎板厚,這樣,整個結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的配筋及截面尺寸都可以減小,從而降低了工程造價。參考文獻1李紅宇,李振宇,呂茁,王洪發(fā).淺談從結(jié)構(gòu)設計上降低建筑工程造價j.東北水利水電2003,(4