建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段工程造價(jià)控制的研究

黃柱玲

摘要：隨著建筑工程的不斷發(fā)展，如何科學(xué)地、正確地進(jìn)行工程造價(jià)的控制已經(jīng)成為了當(dāng)前建筑業(yè)亟待解決的一大難題。從建筑的整體方案來(lái)看，建筑結(jié)構(gòu)的材料成本占了總成本的60～70%，另外的30～40%為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，能夠降低無(wú)效成本。本文針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性做了簡(jiǎn)單論述，探討了房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)容，深入分析了房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)東，提出了一些房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用措施，以期提升相關(guān)工作。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)階段；工程造價(jià)控制；價(jià)值工程；限額設(shè)計(jì)

引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，任何一個(gè)施工項(xiàng)目都要有相應(yīng)的目標(biāo)和具體的實(shí)施要求，對(duì)于造價(jià)而言，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是造價(jià)控制的重要內(nèi)容。因此業(yè)主在各階段設(shè)計(jì)及單項(xiàng)設(shè)計(jì)中都要多次進(jìn)行方案優(yōu)化這項(xiàng)工作，評(píng)比各個(gè)不同設(shè)計(jì)方案在產(chǎn)品品質(zhì)、效果、成本、效益等多方面的優(yōu)劣。在工程的方案設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)行中，成本控制人員要進(jìn)行全過(guò)程成本跟蹤、優(yōu)化對(duì)比，這項(xiàng)工作對(duì)控制項(xiàng)目的工程造價(jià)有很大的功效。本文現(xiàn)僅就工程設(shè)計(jì)階段的控制工程造價(jià)的要點(diǎn)做下列探討。

1建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的根本準(zhǔn)則

1.1確保結(jié)構(gòu)安全，具備科學(xué)的經(jīng)濟(jì)性

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵目的為達(dá)到結(jié)構(gòu)滿足的豎向和水平荷載的抵抗程度，讓它擁有極佳的變形性能，耗能減震水平與抗震承載水平。于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全耐用的先期目的的基礎(chǔ)之上，還要合理優(yōu)化，讓建筑物經(jīng)過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)，降低建材的損耗，獲得良好的經(jīng)濟(jì)性。

1.2提升建筑舒適程度，盡量實(shí)現(xiàn)建筑使用性能的原則

真正質(zhì)量?jī)?yōu)良的建筑物，應(yīng)當(dāng)是從建筑、結(jié)構(gòu)、裝潢到給排水、暖通、空調(diào)、燃?xì)狻㈦姎獍惭b等每一環(huán)節(jié)的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)組合。假設(shè)只有一個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)得好，是無(wú)法被當(dāng)成質(zhì)量?jī)?yōu)良的建筑物的，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)亦包含其中。

1.3美觀實(shí)用原則

目前，人們的生活水平越來(lái)越高，對(duì)居住的觀念也發(fā)生了極大的變化，不但應(yīng)當(dāng)保障房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用價(jià)值，堅(jiān)固性與安全性，還必須具有美感，只有在設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮到該原則，方可達(dá)到人們對(duì)外觀的要求。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造價(jià)之間的關(guān)系

2.1綠色建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與造價(jià)的關(guān)系

從工程造價(jià)方面分析，建筑施工階段大約決定了建安造價(jià)的20%，建筑設(shè)計(jì)階段大約決定了建安造價(jià)的80%。而建筑設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就決定了整個(gè)建安造價(jià)的40%到60%以上，對(duì)于住宅來(lái)說(shuō)大概是60%以上，對(duì)于公建大概是50%以上。由此可見(jiàn)，在節(jié)省建設(shè)資金方面，綠色建筑的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是綠色建筑設(shè)計(jì)，綠色建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。所以，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的重要途徑。

2.2建筑結(jié)構(gòu)外觀與造價(jià)之間的關(guān)系

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是在保證房屋建筑安全性的前提下進(jìn)行的，但是，僅憑安全性尚顯不夠，在全民審美情趣不斷提升的背景下，還需通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)改善房屋建筑外觀效果，使其能夠符合普通民眾的審美情趣，加強(qiáng)對(duì)民眾的吸引力。結(jié)構(gòu)外觀設(shè)計(jì)主要是指房屋建筑呈現(xiàn)出的整體外觀效果，根據(jù)目前的實(shí)際情況而言，房屋建筑主要是以圓形或方形作為主要的外觀設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，圓形或方形的外觀結(jié)構(gòu)有利于房屋建筑整體保持良好的穩(wěn)定狀態(tài)，并且呈現(xiàn)出對(duì)稱美。但是，房屋建筑外觀結(jié)構(gòu)中部分結(jié)構(gòu)過(guò)于厚重，既沒(méi)有使用價(jià)值，又影響房屋建筑整體外觀效果。對(duì)于這些結(jié)構(gòu)就可以進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，弱化房屋建筑外觀的厚重感，優(yōu)化其外觀效果。

3工程概況

某工程由20棟高層建筑（24～33層）及7棟多層建筑（2～3層）、一層地下室構(gòu)成；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，基地南北長(zhǎng)600多米，東西長(zhǎng)300多米，基地方正；基地北面比南面高4米，西面比東面高3米；根據(jù)地勘單位實(shí)際勘察情況表明：場(chǎng)地土質(zhì)情況較為良好，但水位較高，東面地勢(shì)較低，根據(jù)原方案設(shè)計(jì)總平布置，東面局部范圍存在抗浮不夠；本項(xiàng)目開(kāi)工在即，故本著投資、技術(shù)、工期多方面因素對(duì)地下室頂板結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

4.1地基基礎(chǔ)優(yōu)化方面

地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)主要的組成部分，關(guān)系到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)安全性與經(jīng)濟(jì)性，多高層建筑下的基礎(chǔ)厚重、混凝土和鋼筋用量都很大，優(yōu)化空間也很大，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性之間尋求一個(gè)合理的平衡點(diǎn)是結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)優(yōu)化的目的，首先從基礎(chǔ)造型和布置開(kāi)始，通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算來(lái)驗(yàn)證基礎(chǔ)方案的準(zhǔn)確性和可行性，再根據(jù)規(guī)范和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)建筑材料的選用進(jìn)行合理的分析，使其得到充分的利用?；A(chǔ)工程的造價(jià)在整個(gè)建筑工程造價(jià)中所占的比例較高，尤其在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的情況下。因此在建筑基礎(chǔ)優(yōu)化中遵循合理造型、計(jì)算準(zhǔn)確、材盡其用、符合規(guī)范的原則，對(duì)建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理、細(xì)致的優(yōu)化，能夠起到降低工程造價(jià)、節(jié)約資源的作用。

例如實(shí)例工程中，對(duì)于層高、及抗浮的選擇和要求。

本王程地下水位較高，經(jīng)計(jì)算，當(dāng)采用3.9米層高、1.2米覆土?xí)r，局部需要采用抗浮措施。

4.2建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)模型

建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，首先要從建筑過(guò)程中各種變量參數(shù)中選擇出重要的參數(shù)，此時(shí)就要建立起相應(yīng)的函數(shù)模型，然后利用先進(jìn)、科學(xué)的計(jì)算方法分析計(jì)算出函數(shù)模型的最優(yōu)解，選擇最優(yōu)參數(shù)。

由于在建筑工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，各種設(shè)計(jì)變量的選擇與設(shè)計(jì)要求有著直接的關(guān)系，所以在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以將所選擇的設(shè)計(jì)變量按照其本身的性質(zhì)以及重要性進(jìn)行相應(yīng)的分類，將其中一些基本不發(fā)生變化的設(shè)計(jì)變量定位預(yù)訂參數(shù)，這樣就可以大大的減少建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作的工作量。

4.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化方面

結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)比較具體，可定量分析，把握單體構(gòu)件的設(shè)計(jì)也是實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。鋼筋的強(qiáng)度、混凝土的性能、構(gòu)件的高度和寬度、箍筋的間距等方面的設(shè)計(jì)都影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能。不具備實(shí)用功能裝飾性構(gòu)件在建筑中大量應(yīng)用，在施工中較少采用工業(yè)化生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，都影響工程的造價(jià)。建筑功能、柱網(wǎng)跨度、荷載大小等因素對(duì)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有影響。最后，需要重點(diǎn)查看結(jié)構(gòu)優(yōu)化文件中構(gòu)件的應(yīng)力比或柱軸壓比、層間位移角等是否合理。

5案例分析

通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，取得了非常顯著的效果，其中包括：（1）建筑基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)優(yōu)化，針對(duì)樓層較少，設(shè)計(jì)較大基礎(chǔ)拉梁，保障建筑抗震結(jié)構(gòu)、拉梁正負(fù)彎矩及建筑上部混凝土框架相一致。（2）基礎(chǔ)荷載設(shè)計(jì)優(yōu)化，由于本項(xiàng)目樓層不高，于做出優(yōu)化的時(shí)候，僅需考慮風(fēng)荷載問(wèn)題。（3）框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，運(yùn)用準(zhǔn)則法，利用遞推公式，最后得到優(yōu)化結(jié)構(gòu)。㈧計(jì)算周期設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)計(jì)算周期做出一定的折減。

結(jié)束語(yǔ)

總之，設(shè)計(jì)圖紙的優(yōu)劣.直接決定了項(xiàng)目的成敗，設(shè)計(jì)階段是控制工程造價(jià)的最重要的階段，所以在設(shè)計(jì)階段要通過(guò)對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)的有效控制，從而達(dá)到設(shè)計(jì)方案既安全、使用又經(jīng)濟(jì)的目的，為項(xiàng)目的獲得更大利潤(rùn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。