民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程造價控制研究

馬文濤　王利輝　翟榮兵

(1.十堰市建筑設(shè)計研究院,湖北 十堰 442000;2.十堰市華脈建筑勘察設(shè)計有限公司,湖北 十堰 442000)

摘要:建筑設(shè)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(yīng)合理優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,有效控制工程造價。主要探討民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計;工程造價

中圖分類號:TU723.3文獻標識碼:A文章編號:16723198(2009)15018602

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(shè)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(shè)的全過程,其中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計階段是控制工程造價的重點階段。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建設(shè)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(yīng)用最廣泛、涉及面最寬的建筑形式之一,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(shè)計階段如何有效控制工程造價進行探討。

1地基處理方案的選擇

地基基礎(chǔ)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(shè)計人員應(yīng)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(chǔ)的造價為樁基造價的27%-67%。因此在滿足設(shè)計要求的前提下,采用天然基礎(chǔ)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(yù)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(yīng)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(chǔ)設(shè)計中,適合的方案可能不止一個,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)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(shè)計和使用要求的地基處理方案。

2上部結(jié)構(gòu)形式、建筑材料及構(gòu)件尺寸的選擇

2.1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(yīng)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(shè)出低造價、高質(zhì)量、高標準的民用建筑。

混合結(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(shè)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(shè)置剛性筒體,也可以起到節(jié)省材料的效果。

2.2建筑材料的選擇

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要充分利用建筑材料。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(chǔ)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(yīng)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、柱的截面和配筋,大量減低基礎(chǔ)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。

2.3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(shè)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,增加了建筑物荷重。因此,需要結(jié)構(gòu)設(shè)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。

3配筋率的控制

3.1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(shè)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(yīng)根據(jù)當?shù)乜拐鹪O(shè)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。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(yīng)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(chǔ)設(shè)計中,可采用“隔震”技術(shù)。其主導(dǎo)思想是將建筑物的基礎(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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。

3.2鋼筋的選用

在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)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Ⅰ級鋼筋、Ⅱ級鋼筋、Ⅲ級鋼筋、新Ⅲ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(shè)計中,常采用Ⅰ級鋼筋。盡管Ⅱ級鋼筋比Ⅰ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。但這并不是說Ⅱ級鋼筋就是最佳選擇。新Ⅲ級鋼筋是近年來推廣使用的新型鋼筋,它比普通Ⅱ級鋼筋提高強度近20%,每噸價格增加不超過10%。因此新Ⅲ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。

參考文獻

[1]韋果魚.淺析優(yōu)化工業(yè)建筑設(shè)計與造價控制[J].化肥設(shè)計2006,(4).

[2]蔣根謀,熊燕.基于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程造價控制[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) ,2008,(4).

[3]湯遠紅,石洪利,楊林.影響民用建筑設(shè)計工程造價的因素[J].交通科技經(jīng)濟2000,3(2).

[4]李紅宇,李振宇,呂茁,王洪發(fā).淺談從結(jié)構(gòu)設(shè)計上降低建筑工程造價[J].東北水利水電2003,(4).