論實現(xiàn)建筑結構設計成本控制的有效措施

摘要：結構設計環(huán)節(jié)成本控制作為建筑工程成本控制的一個重要手段，近年來隨著我國建筑市場的逐漸成熟，其越發(fā)得到建筑建設者的重視，同時也成為建筑工程結構設計單位提高市場競爭力，獲取招標親睞的一種有力武器。因此，本文主要基于建筑結構設計中的建筑方案與結構方案出發(fā)，對結構設計環(huán)節(jié)如何從兩個方案上做好成本控制進行淺論，以期能為相關建筑業(yè)主與設計單位提供一份淺陋的參考資料。

關鍵詞：成本控制;建筑工程;結構設計;建筑方案;結構方案

一、前言

從相關建筑工程的施工經驗來看，設計方案選用的好壞對工程投資的影響度在70%甚至以上，由此也可以看出建筑建設者對于設計方案選用的重要性。在一般情況下，建筑工程的結構設計主要托付給設計單位或者建設企業(yè)自身的設計部門來完成，但是大部分設計師由于自身設計理念的不同，更多的精力放在建筑價值、結構安全及功能使用等方面，對于設計環(huán)節(jié)的成本控制缺乏整體的知識體系。而設計管理人員的關注點則不同，其更多的把精力放在成本范圍的控制上，希望在完成建筑價值的前提下，最大程度的控制成本。因此，如何實現(xiàn)二者的有效結合，既體現(xiàn)建筑價值、結構安全以及功能使用等方面的內容，有能夠控制建筑工程成本顯得異常的重要。

二、建筑方案設計環(huán)節(jié)的成本控制

1、保持規(guī)則性

在建筑方案設計階段，要做好建筑工程、結構以及機械設備等層面設計的配合或者合作工作。在符合建筑工程功能使用、中國建筑美學等標準要求的前提下，要盡量實現(xiàn)建筑平面或者豎向規(guī)則性設計，從而減少復雜化施工或者多程序施工提高建筑成本。在這一方面，主要辦法有：減少使用凹凸不規(guī)則性或者較大樓層錯層的設計辦法;利用對抗震縫進行多等分劃分等措施，把相對不規(guī)則的結構進行多個簡單單元的劃分;減少對多塔、多轉換以及層高突變等設計方案的使用，在符合抗震標準要求的前提下，對于豎向不規(guī)則的薄弱部分，可以提高1.15～2.0倍的地震內力增大系數(shù)。另外對于建筑群，還可以把多棟的主樓利用裙房進行相連，從而構建大底盤多塔樓的建筑結構。在一般情況下，裙房和主樓之間要設計分離縫，并按照抗震、防火等要求進行設計。

2、避免超限現(xiàn)象

對于超限設計方案一定要避免選用，從很大程度上來講，超限結構設計雖然具有獨特性，但是對于結構安全與成本控制并不有利。例如，在房屋體型設計上，如果有三項或者以上設計不規(guī)則時，按照相關規(guī)范標準，一定要嚴格進行超限審查程序，一般包括大震、中震等規(guī)范要求進行結果計算，而這樣不但延長設計周期，還提高工程成本造價的支出，不利于建筑成本控制。

3、控制外立面成本支出

在外立面設計上，要減少運用較大凸凹的設計辦法，這是因為其不但提高外墻面積施工，還提高建筑在節(jié)能層面的成本支出。而在外立面材料的選用上，如果只是從建筑造價層面進行考慮，可以利用窗墻結合的形式。另外，對于外立面線條的使用要根據(jù)工程需要適量選擇。例如，對于以框架為核心筒的某一辦公寫字樓，其在外立面每1.6m上進行豎向線條的設置，在增加裝飾柱的同時，還提升成本控制，折算到樓層的每平米用鋼量增加約 5kg，其平面設置圖如（圖一）所示。

圖一、某辦公寫字樓外裝飾柱平面布置圖

三、結構方案設計環(huán)節(jié)的成本控制

在結構設計環(huán)節(jié)，通過利用概念性近似值估算的辦法，不但可以使方案設計快速、有效地完成結構體系的構建、對比與最終決定，還可以實現(xiàn)結構設計的安全性與經濟性。同時，其還可以作為計算機進行內力分析后，所得到數(shù)據(jù)正確性判斷的主要依據(jù)。因此，對于結構概念設計辦法的選用必然成為結構設計未來的發(fā)展方向。

1、結構選型方案設計

在建筑工程結構選型工作上，一般都會受到建筑方案、功能使用等層面因素的影響，但是相對來說含鋼量的影響更大，因此要嚴格要求結構設計人員對含鋼量的清楚把握。相對來說，在鋼筋混凝土高度相同的高層建筑上，在普通剪力墻、框架剪力墻以及框架核心筒等結構的選用上，前者的造價較低，后兩者的造價基本相同。

例如，在對某地區(qū)百米高的建筑進行調查后發(fā)現(xiàn)，選用普通剪力墻結構后，總用鋼量控制在40～50 kg/m 2之間，而后兩者普遍達到50～60kg/m 2之間。所以建議一般用途的高層公寓或者住宅，可以選用剪力墻結構的方式，而對于辦公寫字樓、文藝展示廳等由于特殊功能的要求，可以選用框架剪力墻或者框架核心筒結構。

2、結構布置方案設計

①在結構確定后，對結構附帶構件（例如梁、柱以及墻等）的設計同樣重要，在一般情況下可以遵從均勻、對稱以及分散等原則，利用最少的材料實現(xiàn)結構的最大剛度。

②對于高層建筑工程的剪力墻設計，一般采用均勻分散的方式，除非屬于框架核心筒結構由于功能的特殊要求;而對于高層建筑采用剪力墻結構后，要采用“大跨長墻”布置的形式，從而減少邊緣構件配筋需要，加強建筑在抗震層面的性能。

③對于多層商業(yè)裙房柱網(wǎng)梁板，要選用“十字”交叉次梁結構，其示意圖如（圖二所示）。其不但能夠有效體現(xiàn)出板承載力的優(yōu)秀性能，又可以減少鋼量。

圖二、“十字”交叉次梁結構

④對于建筑梁板結構的使用，在符合相關法律法規(guī)所要求最小厚度的前提下，要盡量選用薄板結構。這是因為相對來說，結構重量越大，不但提高構件的截面面積，對于地震的作用也在增加。所以對于高層建筑來說，一定要適度控制自重。在一般工程中，可以通過隔墻的布置方式，適度提高次梁減小板的厚度，并盡量選用輕質隔墻。

3、混凝土與鋼筋的設計方案

在鋼筋設計方案上，要減少方案對于高強度鋼筋的選用，從而避免不必要的浪費。例如，在梁、板、柱以及構造邊緣的構件上，在符合建筑強度的前提下，對于受力筋層面可以適度選用HRB400型鋼筋;而對于構造鋼筋、墻體拉結筋和分布筋，可以選用HPB300型。

對于梁、板以及墻等構件，在其混凝土等級的選用上要保持在C30～C40之間，特別對于墻、板等位置，其屬于最小配筋率所控制，如果混凝土的強度較高，其最小配筋率也隨之增高。

對于高層建筑，在底層框架柱的設計方案上，可以選用具有高強度的混凝土，主要是從降低柱的截面與數(shù)量，提高建筑使用空間，降低縱筋與

箍筋量等層面進行考量。當然，對于柱的混凝土的選用，其強度等級也不是越高越好，在很大程度上還受到混凝土加工工廠水平的影響，因此也不能追求不現(xiàn)實或者浪費的現(xiàn)象。

4、新技術的運用

由于近年來，我國經歷過多次嚴重的地震，因此建筑工程對于“抗震”的水平也在提高。在我國建筑“抗震”層面，變“堵”成“疏”屬于一種有效的“分災”理念。目前，主要對建筑結構較為關鍵的部位進行“減災單元”的設計，提高建筑結構剛度在分布層面的均勻性與對稱性，提高建筑結構整體振型從扭轉變成平動，從而避免地震能量集中于部分主要構件上，并引導破壞能量首先從耗能減震裝置開始。目前運用較多的是屈曲約束支撐、耗能墻、阻尼器等。這些減震隔震技術的運用可以大幅度提高建筑的延性和耗能能力，有效降低建筑材料用量，在高烈度區(qū)的新建建筑和既有建筑的抗震加固中得到廣泛應用。

四、結論

綜上所述，在建筑工程成本控制工作上，結構設計成本控制屬于一個較為重要的環(huán)節(jié)，其即關系到建筑的結構優(yōu)化設計，又關系到工程成本的有效控制，因此已經成為建筑行業(yè)所致力攻破的領域難題。與此同時，對于建筑結構的設計工作，其較為復雜、嚴謹，對于設計人員的要求較高。因此，相關設計人員一定要從細節(jié)開始把握，不斷學習與創(chuàng)新設計理念，使方案設計環(huán)節(jié)開始實現(xiàn)工程成本的有效控制。

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