建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中及成本節(jié)約

1、淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的成本節(jié)約摘要：人們物質(zhì)需求及市場價格變化使得建筑的成本攀升，按我國現(xiàn)行的建筑工程造價構(gòu)成分析，采用優(yōu)化的設(shè)計方法可以使建筑工程造價降低6%-34%。而在整個設(shè)計階段的經(jīng)濟(jì)性，合理性，又取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)用科學(xué)的技術(shù)含量及合理的方案比選。關(guān)鍵詞：建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計;成本在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師一般從建筑結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性三項功能要求來考慮，而很少考慮其經(jīng)濟(jì)性，認(rèn)為那是建筑師應(yīng)該考慮的問題。實則不然，按我國現(xiàn)行的建筑工程造價構(gòu)成分析，盡管設(shè)計費(fèi)在建設(shè)工程全過程費(fèi)用中比例不大，但對工程造價的影響可達(dá)75%以上。由此可見，結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響到建設(shè)費(fèi)用的多少，直接決定

2、人力、物力和財力投入的多少。合理科學(xué)的設(shè)計，可降低工程造價。但在工程設(shè)計中不少設(shè)計人員重技術(shù)、輕經(jīng)濟(jì)，任意提高安全系數(shù)或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而對經(jīng)濟(jì)上的合理性考慮得較少，從根本上影響了項目成本的有效控制。下面對建筑設(shè)計中降低工程成本的方法談幾點(diǎn)看法：一、結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的選擇首先是結(jié)構(gòu)選型，合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)類型 。如果結(jié)構(gòu)選型不合理，工程造價相應(yīng)的就會增加，應(yīng)該根據(jù)工程的建筑特點(diǎn)認(rèn)真分析。例如：多層住宅和高層住宅相比較，層數(shù)越多，總建筑面積越大，單位建筑面積占用的土地面積越小，節(jié)約了用地成本。但建筑層數(shù)的增多，建筑總高度也會加大，樓與樓之間的間距也要加大，這時占用的土地節(jié)約量就不與建筑層數(shù)增加比例相同了；

3、而屋蓋部分，一棟樓只有一個屋蓋，并不會因為層數(shù)的增加而有所改變，它的成本下降會比較明顯。對于基礎(chǔ)部分而言，雖然也是各層共用的，但是層數(shù)增加，傳給基礎(chǔ)的荷載將會增大，我們需要增大基礎(chǔ)，這樣單位面積的造價有所降低，但是卻沒有屋蓋的效果那樣明顯。再比如，六層教學(xué)樓是選框架結(jié)構(gòu)還是砌體結(jié)構(gòu)，這些都要需設(shè)計前期對建筑美觀，設(shè)備專業(yè)的影響綜合因素等等考慮。并經(jīng)過對結(jié)構(gòu)方案計算、核對后方可確定最適合的方案。二、具體設(shè)計過程（一）地基基礎(chǔ)的設(shè)計首先，設(shè)計人應(yīng)該認(rèn)真解讀地質(zhì)資料，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況及建筑平面布置并在確保建筑物安全的基礎(chǔ)上降低項目經(jīng)濟(jì)成本。選擇技術(shù)可行經(jīng)濟(jì)合理的地基處理方式及基礎(chǔ)形式。比如：獨(dú)立基礎(chǔ)

4、、條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)等，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。其次，基礎(chǔ)是建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分，基礎(chǔ)布置，要合理地配合上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，滿足建筑物整體性的要求。同時要做到便于施工、降低造價。再次，基礎(chǔ)設(shè)計必須保證在荷載作用下的地基對土體產(chǎn)生剪切破壞而失效方面，具有足夠的安全度。（二）上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計根據(jù)施工條件、建設(shè)單位實際情況正確選擇上部結(jié)構(gòu)體系、確定構(gòu)件的截面及材料的科學(xué)選用對工程的整體經(jīng)濟(jì)性有很大程度的影響，合理的選擇適用的上部結(jié)構(gòu)體系，可以在方案的設(shè)計上對總體工程成本發(fā)揮有效的控制作用。

5、而構(gòu)件的截面類型又會由于上部功能使用的差別而有所不同，引起的工程造價與成本投資必然不盡相同。例如：選用一般的梁板式樓蓋、無梁式樓蓋還是密肋樓蓋，設(shè)計人員首先應(yīng)該有個總體概括，在滿足結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，合理設(shè)置結(jié)構(gòu)。比較各種結(jié)構(gòu)受力體系及結(jié)構(gòu)布置方案,綜合結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性能, 盡量采用經(jīng)濟(jì)性能好的。例如：對于樓板的選擇，現(xiàn)澆板一般應(yīng)做成雙向板。從計算上講, 跨度相等的四邊簡支支承的雙向板, 其單向跨中彎距系數(shù)較小。從構(gòu)造上講, 雙向板的板厚更小。另外, 即使是單向板, 其非受力邊也需設(shè)置構(gòu)造筋, 因此雙向板較為經(jīng)濟(jì)。（三）減少用鋼量現(xiàn)在市場上鋼筋種類很多, 如hpb 235級鋼筋、hrb 335 級鋼

6、筋、hrb 400 級鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、冷軋扭鋼筋等。大多數(shù)設(shè)計人員一般把設(shè)計的重點(diǎn)放在配筋計算上, 忽視了鋼筋種類的選擇。在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提下, 選擇造價低的鋼筋方案, 可以達(dá)到降低工程造價的目的。如在一些大跨度無梁板設(shè)計中，過去常采用直徑為10-12mm的級鋼筋，若采用直徑為12mm的級鋼筋，可減少30%的鋼筋用量。按我省現(xiàn)行材料價格信息級鋼筋和級鋼筋價格基本相等。顯然，使用級鋼筋要經(jīng)濟(jì)得多。新級鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、冷軋扭鋼筋是近年來推廣使用的新型鋼筋。新級鋼筋比普通級鋼強(qiáng)度提高很多，而價格卻增加不多。選用新級鋼筋，不僅可以節(jié)省用鋼量，同時可增加建筑物安全儲備和砼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對高層和重要

7、建筑作用尤其顯著。在現(xiàn)澆板中大多數(shù)用直徑為6-12mm的熱軋級鋼，若改用冷軋帶肋550級代替，用等強(qiáng)代換計算，可節(jié)省用鋼量38%。且它們與砼的粘結(jié)強(qiáng)度相當(dāng)于光面鋼筋的三倍以上。冷軋扭鋼筋，由于其截面形式的變化，使其強(qiáng)度提高近一倍，連續(xù)螺旋狀與砼的握裹力提高近80%.不僅節(jié)約鋼筋用量35%左右，且提高了鋼筋與砼的協(xié)調(diào)工作能力。（四）降低混凝土強(qiáng)度隨著建筑結(jié)構(gòu)形式的復(fù)雜多樣變化、建筑材料的持續(xù)更新發(fā)展，其對構(gòu)件的強(qiáng)度要求水平越來越高，因此產(chǎn)生了目前結(jié)構(gòu)的混凝土設(shè)計強(qiáng)度有增高的趨勢，這無疑將導(dǎo)致建設(shè)成本的增加。為了有效的使這一現(xiàn)象得以控制，我們必須在建筑條件許可的情況下，降低混凝土設(shè)計強(qiáng)度，從而改善

8、建設(shè)造價成本上漲過快的現(xiàn)象。按照相關(guān)規(guī)定，構(gòu)件的最低配筋率與混凝土的設(shè)計強(qiáng)度有一定關(guān)系，尤其在一般用途住宅的建設(shè)中體現(xiàn)的更為明顯。這是由于在住宅建設(shè)中，開間的面積均不大，樓板的配筋則可按照最小配筋率來設(shè)計，這一改變在住宅造價的成本上將體現(xiàn)出很大的節(jié)約。如采用c30混凝土要比采用c40混凝土其節(jié)約程度高出近10%。隨著混凝土設(shè)計強(qiáng)度的降低，還可有效的杜絕墻體、樓板裂縫的現(xiàn)象，使住宅的建設(shè)使用壽命明顯增加，從而有效的降低了住宅建設(shè)的經(jīng)常性維護(hù)費(fèi)用。綜上所述：我們可從以下幾點(diǎn)考慮：建筑體型在滿足使用功能的前提下，要為結(jié)構(gòu)合理布局創(chuàng)造條件；結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件截面選擇在滿足結(jié)構(gòu)和構(gòu)件受力變形合理的前提下要有

9、利于節(jié)約配筋量，降低混凝土設(shè)計強(qiáng)度；在構(gòu)件具體配筋上，在滿足規(guī)范對構(gòu)件的配筋構(gòu)造要求前提下以節(jié)省用鋼量為目標(biāo)，科學(xué)合理地對鋼筋規(guī)格作出選擇。三、其他因素（一）由于設(shè)計人員的技術(shù)水平不同，同一工程，同一結(jié)構(gòu)形式，不同的設(shè)計結(jié)果造價差別很大。因此加強(qiáng)設(shè)計師之間的交流學(xué)習(xí)也是做好成本節(jié)約的有效方法之一。（二）各方面人員之間的良好溝通是建筑設(shè)計過程中成本節(jié)約的另一方法。包括設(shè)計人員與甲方之間的溝通，各專業(yè)設(shè)計人員之間的溝通，設(shè)計人員與造價人員之間的溝通等。良好的溝通可以在保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠的前提下、實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的最佳經(jīng)濟(jì)效益?？傊?，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的成本節(jié)約已成為當(dāng)今設(shè)計行業(yè)競爭中的一項有力手段，這也是對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員設(shè)計技術(shù)水平的更高要求。參考文獻(xiàn)1龔維麗。 工程造價的確定與控制。中國計劃出版社。2張紅友。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計減少