建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)用

郭慧莉

（河北慧翔建筑工程有限公司）

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)用

郭慧莉

（河北慧翔建筑工程有限公司）

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除了精確選擇計(jì)算參數(shù)，還應(yīng)對(duì)工程造價(jià)和工程量的計(jì)算有所了解，才能取得工程的經(jīng)濟(jì)效果。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑工程；經(jīng)濟(jì)性；造價(jià)

在建筑設(shè)計(jì)中，一個(gè)項(xiàng)目的成功，首先要滿(mǎn)足其建筑功能要求，保證項(xiàng)目的安全性，其次是項(xiàng)目本身要具有經(jīng)濟(jì)性。因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)與否直接關(guān)系項(xiàng)目投資量的大小，而影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素在于結(jié)構(gòu)方案的選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的參數(shù)和設(shè)計(jì)制圖的精確度等。如果項(xiàng)目本身投資巨大，卻多年不能收回成本，則該項(xiàng)目是個(gè)失敗的投資。實(shí)踐證明，一個(gè)工程項(xiàng)目投資金額的85%是在設(shè)計(jì)階段決定的，由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)階段對(duì)項(xiàng)目投資起到?jīng)Q定性的作用。

1　正確選取結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提

目前，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)入了電算化的時(shí)代，在合理的結(jié)構(gòu)選型和布置前提下，只有正確地選取各項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)才能把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做好。無(wú)論是國(guó)內(nèi)PKPM、3D3S等系列軟件，還是國(guó)外的ETABS、SAP2000等系列軟件，設(shè)計(jì)的各類(lèi)參數(shù)都必須是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師人工選取和錄入，如地震分組、場(chǎng)地類(lèi)別、抗震等級(jí)、地震烈度、地下室層數(shù)、是否計(jì)算雙向地震、是否計(jì)算偶然偏心、是否雙偏壓配筋、箍筋間距、墻體分布筋間距、鋼筋的強(qiáng)度值和混凝土的強(qiáng)度等級(jí)等，每項(xiàng)參數(shù)都關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果是否正確、配筋是否經(jīng)濟(jì)。多層建筑計(jì)入了雙向地震，可不考慮結(jié)構(gòu)偶然偏心的影響；高層建筑在計(jì)算配筋時(shí)，如果計(jì)入了雙向地震后可不考慮偶然偏心的影響。當(dāng)建筑場(chǎng)地類(lèi)別為一類(lèi)和四類(lèi)時(shí)，要分別注意對(duì)抗震等級(jí)進(jìn)行相應(yīng)的提高或減少。

2　基礎(chǔ)工程投資

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前，應(yīng)仔細(xì)閱讀分析地質(zhì)報(bào)告，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告的建議，合理地選擇基礎(chǔ)形式，同時(shí)，對(duì)于建議的基礎(chǔ)形式要進(jìn)行試算，特別是軟土地基，可能會(huì)出現(xiàn)能滿(mǎn)足基礎(chǔ)承載力而不滿(mǎn)足沉降要求的情況，這時(shí)會(huì)同地勘單位進(jìn)行地基處理，從而選取合理的基礎(chǔ)形式。即使選用樁基礎(chǔ)，也要進(jìn)行不同形式樁的經(jīng)濟(jì)性比較，找出合理的樁基形式。

3　建筑材料選用

應(yīng)盡量選用高強(qiáng)度的建筑材料，如鋼材宜優(yōu)先選用三級(jí)鋼、HPB300、HRB335和HRB500，這四種鋼材的價(jià)格比較接近，但它們的抗拉強(qiáng)度值是270：300：360：435=1：1.1：1.3：1.6，可見(jiàn)采用高強(qiáng)鋼筋的性?xún)r(jià)比高。混凝土宜用C30以上標(biāo)號(hào)的混凝土，因?yàn)槟壳暗氖┕すに嚭图夹g(shù)已可使混凝土達(dá)到C80，運(yùn)用高強(qiáng)度混凝土可以減小結(jié)構(gòu)截面和減輕結(jié)構(gòu)自重。

4　結(jié)構(gòu)形式和適用范圍

目前，我國(guó)建筑主要是以混凝土結(jié)構(gòu)形式為主，而在混凝土結(jié)構(gòu)中，主要有筒體結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等形式，每一種結(jié)構(gòu)形式都有它的適用條件。如高度＜60m的建筑不宜采用筒體結(jié)構(gòu)，而30層以上或100m以上的建筑才宜采用筒體結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)適用墻體較多的高層建筑；由于建筑功能的需要，加上住宅對(duì)室內(nèi)效果的要求，10層以上的小高層建筑結(jié)構(gòu)形式可采用剪力墻結(jié)構(gòu)或短肢剪力墻結(jié)構(gòu)；框剪結(jié)構(gòu)形式適用于高層住宅和需要大開(kāi)間的辦公建筑；框架結(jié)構(gòu)形式主要用于10層以下的建筑，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于公共建筑、住宅等民用建筑中，但是在抗震設(shè)防高烈度區(qū)內(nèi)，10層以上不宜采用純框架結(jié)構(gòu)；磚混結(jié)構(gòu)可用于多層建筑和小開(kāi)間的建筑，但是由于磚混結(jié)構(gòu)抗震性能較差，其作為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)房屋的裝修、改擴(kuò)建均不利。因此，目前經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)基本上不采用這種結(jié)構(gòu)形式。

5　建筑的規(guī)則性

這里的規(guī)則性是從結(jié)構(gòu)意義上而言的。一個(gè)平面方方正正的規(guī)則的建筑，如果其豎向抗側(cè)力構(gòu)件布置不連續(xù)或者側(cè)向剛度不規(guī)則，從結(jié)構(gòu)意義上來(lái)判定，它仍是一個(gè)不規(guī)則建筑。當(dāng)一個(gè)幾何平面并不規(guī)則的建筑，如果豎向抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)、側(cè)向剛度規(guī)則，結(jié)構(gòu)的性能不一定差。對(duì)于抗震地區(qū)的建筑而言，抗側(cè)力構(gòu)件布置是否合理，對(duì)于結(jié)構(gòu)受力的合理性和建筑經(jīng)濟(jì)性影響巨大。平面不規(guī)則的建筑物對(duì)于墻柱的截面、配筋影響很大，在地震力作用下，會(huì)使結(jié)構(gòu)變得不安全。不規(guī)則建筑不但使建筑不經(jīng)濟(jì)，而且在地震作用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)使得建筑物不安全。調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，需要在確定結(jié)構(gòu)方案的階段，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的方法，合理劃分結(jié)構(gòu)平面，合理布置結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件，控制抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，力求剛心和質(zhì)心的位置重合，從而減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。①與建筑專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)，使抗震概念設(shè)計(jì)用于建筑方案中，在適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置結(jié)構(gòu)縫，合理劃分結(jié)構(gòu)單元，盡量使得結(jié)構(gòu)單元平面規(guī)則，沒(méi)有過(guò)大的平面凸出或凹入。②在抗側(cè)力構(gòu)件的布置過(guò)程中，應(yīng)遵循均勻、分散、對(duì)稱(chēng)和周邊的原則，不宜使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度在某個(gè)地方過(guò)于集中或者突變。當(dāng)計(jì)算過(guò)程中位移比不能滿(mǎn)足規(guī)范要求時(shí)，多屬于抗側(cè)力構(gòu)件分布不均勻引起的?？刂频卣鹱饔孟屡まD(zhuǎn)效應(yīng)的主要措施是提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，盡可能把抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置在建筑物周邊。③加大結(jié)構(gòu)周邊抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，如加大柱墻截面和連梁的高度。構(gòu)件距離質(zhì)心越遠(yuǎn)，其對(duì)建筑抗扭剛度的貢獻(xiàn)越大。因此，在建筑物外圍多布置抗側(cè)力構(gòu)件或者提高其剛度，可以在不增加抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量、不改變結(jié)構(gòu)平面布局的前提下，有效地提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，改善結(jié)構(gòu)的平面規(guī)則性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震能力，從而使結(jié)構(gòu)的性能更加合理、經(jīng)濟(jì)和安全。

TU318

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1673-0038（2015）28-0019-01

2015-6-30