建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成本控制研究

張曉峰

【摘 要】 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建設(shè)項目規(guī)劃和具體描述實施意圖的過程，是工程建筑項目的靈魂，也是處理技術(shù)與經(jīng)濟的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。建筑結(jié)構(gòu)包括屋蓋系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)細部、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、維護結(jié)構(gòu)幾部分，設(shè)計人員在設(shè)計中要充分的考慮到這幾部分的受力、造價和布置等因素，使建筑結(jié)構(gòu)在滿足人們使用需求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)最大化經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵詞】 建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計 成本控制

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本概述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實際上就是指建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對建筑施工構(gòu)成的表達方式。具體而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)計算設(shè)計和施工圖設(shè)計三個基本階段。其中，建筑結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計階段，就是指根據(jù)建筑的重要性，工程地質(zhì)勘查報告，建筑所在地的抗震設(shè)防烈度，建筑的高度和樓層的層數(shù)以及建筑場地的類別，來確定建筑的結(jié)構(gòu)形式。而在確定了結(jié)構(gòu)的形式之后，就需要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式的要求和特點來布置結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件和承重體系。結(jié)構(gòu)設(shè)計和詳細設(shè)計階段主要應(yīng)用幾何特征和成本估算兩種方法，幾何特征使用幾何特征描述設(shè)計信息，制定工藝規(guī)劃，按照產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)作業(yè)估算，擁有較高的精度。成本估算還可以應(yīng)用近些年出現(xiàn)的專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較高的容錯性和自動糾偏功能，能夠根據(jù)較小的工程信息量迅速的完成結(jié)構(gòu)設(shè)計。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展進步，人們的生活水平日益提高，對建筑物也提出了更高的需求，在滿足安全適用的基礎(chǔ)上，人們對建筑物的外觀結(jié)構(gòu)造型提出了更高的美學(xué)需求。然而，目前我國大多數(shù)人們在關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)形式的表達的時候，往往忽視了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟成本。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的成本占整個建筑安裝總成本的百分之三十五以上，在建筑投資項目中具有舉足輕重的地位，而建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計又是成本優(yōu)化控制的關(guān)鍵因素。

二、加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成本控制的重要作用

建筑結(jié)構(gòu)是建筑的主體和支撐，建筑成本主要包括土石方、地基處理、建筑結(jié)構(gòu)、圍護及裝飾施工、設(shè)備安裝等五部分費用；不足投資費用1%的結(jié)構(gòu)設(shè)計可造成對整個住宅投資成本75%以上的影響程度，這一數(shù)據(jù)足以說明結(jié)構(gòu)設(shè)計對控制建筑造價成本的決定性影響作用，是建筑成本確定與控制的重點。

結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要目的就是滿足自身的建筑功能要求，服務(wù)于社會；其次就是保證建筑具有足夠的抵抗自然界各種作用力的承載能力，并將結(jié)構(gòu)變形控制在滿足正常使用的范圍內(nèi)，概括來說，就是“安全性、適用性、耐久性”。由于結(jié)構(gòu)造價在建筑總造價中所占比例很大，因此，一個好的設(shè)計能帶來非?？捎^的經(jīng)濟效益。當(dāng)然結(jié)構(gòu)安全更是重中之重，其目標(biāo)就是保證居住使用的安全，在接近實際受力情況的基礎(chǔ)上，充分運用各種方法把結(jié)構(gòu)設(shè)計得盡量合理，最大程度地達到規(guī)范所要求的設(shè)計目標(biāo)，做到建筑安全與經(jīng)濟的完美結(jié)合。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成本優(yōu)化措施

1、合理選擇建筑材料

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，降低成本的目的。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(biāo)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、成本合理、施工方便為基本原則，應(yīng)就地取材，減少運輸費用，降低成本。

2、合理選擇結(jié)構(gòu)形式

建筑物地面以上的結(jié)構(gòu)形式對工程成本同樣有很大影響。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)出低成本、高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的民用建筑。例如磚混結(jié)構(gòu)的成本僅為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)成本的60%～70%，其鋼筋混凝土用量少，適用于7層以下的建筑物。

3、選擇最適宜的基礎(chǔ)形式

建筑基礎(chǔ)的投資成本約占結(jié)構(gòu)工程總價的1/3之多，因此可以說合理的選擇基礎(chǔ)形式是直接影響工程成本的主體因素。同時合理的建筑工程基礎(chǔ)形式還會有效的縮短建設(shè)工期，使基坑維護的工序變得更加便捷、高效。目前，我國的建筑物逐漸走向多層、高層、甚至超高層。這些建筑物對于地基的要求也是越來越高?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的造價與項目建設(shè)的地質(zhì)條件密切相關(guān)，它的工期一般情況下占整個項目工程的25%～30%，造價通常占整個造價的10%～25%，由此可見基礎(chǔ)工程的重要性。所以在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候應(yīng)該重視地質(zhì)勘察工作，控制基礎(chǔ)的埋深與截面面積，通過經(jīng)濟性對比，選擇合適的基礎(chǔ)型式。

4、選擇合理的構(gòu)件截面

構(gòu)件截面尺寸與其配筋率在一定范圍內(nèi)是相互對立的。一般來說，同一結(jié)構(gòu)構(gòu)件，當(dāng)其截面尺寸減小時，其配筋率就增大，鋼筋用量增加；相反，當(dāng)其截面尺寸增大時，可以適當(dāng)減少構(gòu)件的配筋，但增加了混凝土的用量，增加了建筑物的總荷重。例如樓層的層高是影響建筑成本的主要因素之一，而對層高影響的主要因素就是梁高。梁高與使用功能之間的矛盾突出。考慮現(xiàn)澆樓蓋共同工作，考慮T形截面的剛度；梁兩端的嵌固彎矩對梁變形有利；施工支模起拱可以抵消荷載作用下的變形。柱設(shè)計時盡量少采用異型柱，柱截面混凝土強度等級宜沿高度有所變化。

結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的成本優(yōu)化控制，需要我們在保證基本的建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提下，合理的降低建筑層的凈高，加強建筑上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，合理的減少鋼筋用量，適當(dāng)?shù)慕档突炷嗤恋膹姸龋源藖砉?jié)約建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的各項成本費用開支，提高建筑項目的經(jīng)濟效益，推動建筑業(yè)的長遠發(fā)展。

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