設(shè)計(jì)階段建筑結(jié)構(gòu)成本控制研究

武芳芳 宋喜麗

（1 河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450064 2 鄭州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著高層建筑的發(fā)展及限額設(shè)計(jì)合同的引用，業(yè)主（房地產(chǎn)企業(yè)）在設(shè)計(jì)合同中對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了較詳細(xì)的限額設(shè)計(jì)內(nèi)容（可控制的、易離散性的），并提出限額的數(shù)值、限額的彈性要求。設(shè)計(jì)過程中如何做好符合現(xiàn)行規(guī)范（規(guī)程）、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)措施設(shè)計(jì)等已成為設(shè)計(jì)人員亟需探討和解決的問題。本文在技術(shù)上安全、經(jīng)濟(jì)上合理的總原則下，從建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的方面針對(duì)設(shè)計(jì)階段成本控制的主要內(nèi)容進(jìn)行探討，進(jìn)而得出建筑結(jié)構(gòu)成本控制的相應(yīng)措施。

1 設(shè)計(jì)階段建筑結(jié)構(gòu)成本控制的意義

成本控制對(duì)于一個(gè)建筑工程來說是全壽命的，對(duì)于企業(yè)來說是整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)營過程，所以在每個(gè)階段都需要進(jìn)行成本控制。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段對(duì)整個(gè)建筑工程起著引領(lǐng)與決定性作用，而且它的合理與否，會(huì)對(duì)整個(gè)造價(jià)造成重大影響。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段本身相對(duì)于整個(gè)工程造價(jià)所占比例不足1%，但是其對(duì)工程所產(chǎn)生的影響卻不小。對(duì)建筑工程進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性評(píng)估，設(shè)計(jì)階段建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)決定了工程造價(jià)的75%的成本形成， 并且建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性已經(jīng)決定了工程質(zhì)量，進(jìn)而影響著整個(gè)工程造價(jià)，所以設(shè)計(jì)階段的建筑結(jié)構(gòu)成本控制具有重要意義。

2 設(shè)計(jì)階段建筑結(jié)構(gòu)成本控制的主要技術(shù)內(nèi)容

總體來說，主要是參考國家及地方線性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的技術(shù)措施，從而提出建筑結(jié)構(gòu)成本控制的技術(shù)內(nèi)容。

2.1 控制層高

2.1.1 控制地下室層高

地下室層高直接影響地下室基坑開挖的土方量及基坑支護(hù)面積與單價(jià)，并影響其他方面的成本（如：豎向構(gòu)件、水壓力、設(shè)備及運(yùn)營）。根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)，地下室每加深100mm，增加成本約30元/m2。

2.1.2 控制地面以上層高

可以通過降低墻、柱的總體高度來達(dá)到控制地面以上層高，上部主體結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的豎向荷載、風(fēng)荷載以及地震力等降低，達(dá)到成本控制的目的。選擇適合的梁，如寬扁梁、變截面梁、無梁樓蓋等來達(dá)到降低層高的目的；選取合適的梁高；結(jié)構(gòu)梁布置與管線布置平行同樣也可以達(dá)到控制層高。

2.2 控制建筑高寬比

抗震超限的審查范圍不包括高寬比，但是高寬比對(duì)于一個(gè)建筑來說卻非常重要，它的超限的程度直接影響著建筑結(jié)構(gòu)成本。建筑高寬比越大，風(fēng)荷載和地震荷載對(duì)建筑物產(chǎn)生的傾覆力矩就越大，當(dāng)然為了保證結(jié)構(gòu)安全，需要采取的相應(yīng)措施就越多，從而導(dǎo)致建筑工程造價(jià)增加。某工程建筑物高寬比超限與造價(jià)影響如表1。建筑物的高寬比不建議超過表2。

表1 某建筑物高寬比超限與增加造價(jià)

表2 鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大高寬比

2.3 控制剪力墻的布置

2.3.1 遵循布置原則

布置剪力墻的時(shí)候整體遵循“均勻、分散、對(duì)稱、周邊”的8字布置原則，盡量布置在兩端或周邊，減少布置或盡量不布置內(nèi)部和中間位置。

2.3.2 剪力墻數(shù)量

對(duì)于純剪結(jié)構(gòu)來說，層間位移比一般控制在1/800，剪力墻截面面積與樓層建筑面積之比如表3所示。

表3 布?jí)β?/p>

2.3.3 控制剪力墻長度

剪力墻的長度直接影響工程造價(jià)。太長的話會(huì)造成結(jié)構(gòu)成本增加，又使地震力增加；太短抗震性能不好，構(gòu)造配筋成倍放大，成本增大。因此，需要控制好剪力墻的長度。工程經(jīng)驗(yàn)如下以便參考：（1）剪力墻最優(yōu)化長度是寬度的8倍+100mm；（2）翼墻設(shè)計(jì)通常取墻厚的3倍；（3）高層應(yīng)根據(jù)計(jì)算要求確定截面長度，減少1次及以上截面。

2.3.4 控制剪力墻的厚度

剪力墻的厚度計(jì)算應(yīng)嚴(yán)格按照《高規(guī)》規(guī)定確定。

2.4 控制梁的布置與配筋

十字梁通常適合于承受荷載較小的上部樓層，井字梁通常適合于承受荷載較大的地下室頂板。如：8.5m×8.5m柱網(wǎng)下，井字梁的造價(jià)比十字梁增加造價(jià)16%～22%；廚房、衛(wèi)生間等部位的短墻下不設(shè)梁；梁頂貫通鋼筋應(yīng)采用小直徑鋼筋。住宅標(biāo)準(zhǔn)層梁寬為200或250時(shí)，梁支座負(fù)筋采用小直徑鋼筋，角筋兼做通長筋，減少搭接；主次梁相交處不用布置吊筋，一般用加密箍筋就夠了。

2.5 控制樓板的厚度

住宅項(xiàng)目中，樓板的主要作用有以下幾點(diǎn)：（1）承受水平方向的豎直荷載；（2）墻、柱水平方向的支撐及聯(lián)系桿件；（3）保持墻柱的穩(wěn)定性；（4）承受風(fēng)載和地震載水平方向傳來的荷載；（4）傳遞水平荷載給墻、柱，再由墻、柱并傳給基礎(chǔ)。

針對(duì)樓板的重要作用，在設(shè)計(jì)板厚時(shí)應(yīng)依據(jù)板的跨度、荷載狀況初選跨度的1/30左右，必須符合GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中各種用途房屋樓板的最小厚度要求。在做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)細(xì)化樓板的厚度，建議按表4取值。

2.6 合理選擇混凝土強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋材料

一般混凝土強(qiáng)度等級(jí)每提高一級(jí)，每立方米價(jià)格增加15～35元/m2。混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，價(jià)格增加越多，每增加一級(jí)，單價(jià)提高5%～8%。

鋼筋材料的選擇盡量采用高強(qiáng)鋼筋，高強(qiáng)鋼筋構(gòu)造配筋率低。實(shí)際工程中鋼筋的選擇建議：HRB400級(jí)螺紋鋼用于結(jié)構(gòu)墻、柱、梁；HRB400級(jí)螺紋鋼用于墻、柱；樓板鋼筋優(yōu)先選高強(qiáng)、高延性CRB600H級(jí)鋼筋。

表4 實(shí)際工程參考樓板厚度

2.7 優(yōu)先選用天然地基或采用復(fù)合地基、樁基

選擇基礎(chǔ)時(shí)，優(yōu)先采用天然地基上的獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)。一般情況下，300的樁最不經(jīng)濟(jì)，兩根400的樁比一根600的樁經(jīng)濟(jì)，盡量選用400、500的樁…

如：某工程采用灌注樁，樁長相同L=48m （樁端后注漿）可以看出，樁徑Φ700mm比樁徑Φ800mm的樁每方混凝土用量對(duì)應(yīng)的承載力提高12.5%，即混凝土用量節(jié)省了12.5%；如果抗壓樁均按相同的配筋率配置鋼筋，則鋼筋用量也相應(yīng)節(jié)省了12.5%。可見小直徑樁相對(duì)來說造價(jià)低。

2.8 關(guān)注地質(zhì)勘察報(bào)告內(nèi)容

關(guān)注巖土勘察報(bào)告場地類別等級(jí)是否合理；合理思考基礎(chǔ)選型及地基處理方面和承載力的取值方面的提議；關(guān)注抗浮設(shè)計(jì)水位的標(biāo)高和最低設(shè)計(jì)水位的標(biāo)高等內(nèi)容，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供相應(yīng)參考。

3 設(shè)計(jì)階段建筑結(jié)構(gòu)成本控制的措施

3.1 增強(qiáng)設(shè)計(jì)階段成本控制意識(shí)

設(shè)計(jì)階段建筑結(jié)構(gòu)成本控制對(duì)于建筑工程具有重大的引領(lǐng)和決定作用，所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要具有成本控制意識(shí)，認(rèn)識(shí)到成本控制的重要性。從設(shè)計(jì)企業(yè)的宣傳到把成本控制作為考核內(nèi)容，從每個(gè)項(xiàng)目的成本分析到形成成本控制的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從企業(yè)到個(gè)人，人人具有成本控制意識(shí)。

3.2 加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)成本優(yōu)化意識(shí)

建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)階段要加強(qiáng)設(shè)計(jì)優(yōu)化意識(shí)。相同的建筑在使用不同結(jié)構(gòu)方案時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生不同的質(zhì)量結(jié)果。因此，在設(shè)計(jì)過程中一定要選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。為了保證結(jié)構(gòu)方案的合理性，在設(shè)計(jì)方案時(shí)一定要做到以下幾點(diǎn)：巧妙處理好結(jié)構(gòu)與構(gòu)件之間的關(guān)系，使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件之間發(fā)揮出結(jié)構(gòu)受力的最佳狀態(tài)；簡化受力途徑，在保證結(jié)構(gòu)受力的基礎(chǔ)上還能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，最終滿足降低工程造價(jià)的目的；要做到保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的協(xié)調(diào)一致性，實(shí)現(xiàn)安全的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4 結(jié)束語

設(shè)計(jì)階段建筑結(jié)構(gòu)成本控制對(duì)于建筑工程具有重要作用，因此結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)階段應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)優(yōu)化和成本控制意識(shí)，加強(qiáng)與建筑專業(yè)和設(shè)備專業(yè)的溝通與協(xié)調(diào)，加強(qiáng)與其他設(shè)計(jì)師的溝通與交流，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，做好設(shè)計(jì)階段建筑結(jié)構(gòu)成本控制。