建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計對工程造價的影響分析

張坤

（甘肅泓文建筑設(shè)計有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

工程造價是指建筑工程在設(shè)計、施工過程中所需的成本、資金，具有涉及范圍廣、精細(xì)度高等特點。建筑工程開展工程造價不僅可以確保工程投資精準(zhǔn)型，還能保證建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。近年來，伴隨建筑工程數(shù)量持續(xù)增多，建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計同工程造價之間的聯(lián)系愈發(fā)密切?；诖?，本文應(yīng)用具體工程案例分析建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計對工程造價的影響。

1 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計對工程造價的影響因素

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計可分為基礎(chǔ)設(shè)計、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于文章篇幅有限，本文主要針對建筑工程主體結(jié)構(gòu)設(shè)計對工程造價的影響展開分析，具體影響因素如下：

1.1 主體結(jié)構(gòu)立面形狀

主體結(jié)構(gòu)立面形狀是指立面形狀是否存在向內(nèi)收縮、向外挑、豎向剛度是否存在急變。如：若立面為規(guī)則、均勻形狀，其工程造價顯著低于不規(guī)則、不均勻立面。同理，若立面形狀并不存在向內(nèi)收縮、向外挑、豎向剛度并不存在急變，則此立面布局較為均勻，工程所需材料較少，材料成本、造價成本較低，反之則較高。

1.2 平面形狀布局

通常來說，越規(guī)則的建筑平面、變形較少的建筑平面，其所需的建筑單位面積造價更低，反之則更高。建筑平面是否規(guī)則可影響多個建筑造價要素。一方面，建筑平面是否規(guī)則可影響建筑材料用量；另一方面，建筑平面是否規(guī)則可衡量建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。依據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果顯示，越不規(guī)則、越不均勻的建筑平面，總體所需的建筑造價越高。

1.3 平面尺寸

平面尺寸是指建筑平面的長度、寬度尺寸。過長的平面尺寸就需要建筑單位充分考慮混凝土拉伸力、溫度應(yīng)力等因素，需要施以更為先進(jìn)的施工技術(shù)。同時，過長的平面尺寸需要建筑單位增加伸縮縫施工處理方案，此種施工處理方案的增加不僅會加大建筑單位的人力建設(shè)成本，同時也會消耗大量單位面積材料，進(jìn)而增大工程造價。

1.4 柱網(wǎng)布局與柱網(wǎng)尺寸

柱網(wǎng)是指建筑所用柱子形成的網(wǎng)格，柱網(wǎng)布局主要是指柱子間的橫向、縱向間距，其可確定相鄰兩個柱子間距。柱網(wǎng)布局對建筑梁板結(jié)構(gòu)布局等具有重大影響。當(dāng)建筑載荷恒定時，柱網(wǎng)布局越大所需的建筑材料就越多，反之，柱網(wǎng)布局越小所需的建筑材料就越少。事實上，合理的柱網(wǎng)布局、柱網(wǎng)尺寸可大幅節(jié)省建筑工程用料，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約建筑造價的最終目的[1]。

1.5 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式

轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是指在建筑物的底層，如果高層的垂直構(gòu)件（剪力墻、框架柱）無法直接貫穿地面，則需要在建筑物的底層布置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成轉(zhuǎn)換層。在實際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)包括：梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)等。相關(guān)研究表明，轉(zhuǎn)換層工程造價占總工程造價較大比重，不同轉(zhuǎn)換層的經(jīng)濟(jì)、力學(xué)性能存在顯著差異。同時，不同轉(zhuǎn)換層對于工程造價的影響程度不盡相同，為此合理應(yīng)用轉(zhuǎn)換層形式對降低工程造價具有重要意義[2]。

1.6 材料選用

混凝土鋼筋型號、種類等均會影響建筑工程造價，同時建筑工程中的梁、板、柱等基礎(chǔ)材料同樣會影響建筑工程造價。例如：圓鋼管、方鋼管輪結(jié)構(gòu)組合的工程造價較普通混凝土結(jié)構(gòu)造價低。

2 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計對工程造價的影響實例分析

基于上述影響因素，本文以不規(guī)則主體結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，探究其對工程造價的實際影響，具體如下：

2.1 工程概述

A 建筑工程為商業(yè)住宅樓，總層數(shù)為16 層，一層為商業(yè)用層，高3.8m，二層及以上為住宅層，高2.9m，總建筑面積為14320m2。此工程柱和剪力墻結(jié)構(gòu)使用C30混凝土，梁、板使用C25混凝土；框架和剪力墻結(jié)構(gòu)使用HRB400級鋼筋。

2.2 主體結(jié)構(gòu)布置方案

原建筑主體結(jié)構(gòu)在設(shè)計中存在一定問題，一是中部區(qū)域因樓面間距分布不均勻，造成垂直區(qū)域內(nèi)各單元未形成足夠的橫向受力；二是平坦度的不均勻度比較高，例如：起伏不平；三是由于四角的拐角窗和室內(nèi)立柱不能向外突出，造成了主要建筑必須通過增設(shè)兩個剪力墻來提高其剛性。

基于上述問題，針對原建筑結(jié)構(gòu)圖加以調(diào)整，得出調(diào)整后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。調(diào)整后的建筑結(jié)構(gòu)圖針對原始方案中北轉(zhuǎn)角窗展開調(diào)整，將其改為凸窗，并對南轉(zhuǎn)角窗面積展開調(diào)整，此種結(jié)構(gòu)形式可減少剪力墻應(yīng)用，進(jìn)而降低工程造價[3]。

2.3 比較分析結(jié)果

基于上述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，利用計算機(jī)分析兩種方案特點，得出對比結(jié)果：

2.3.1 扭轉(zhuǎn)位移比、最大層間位移角

在工況X、Y 向地震下，原始建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的扭轉(zhuǎn)位移比為1.1、1.15，最大層位移角為1/1627、1/1597。調(diào)整后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的扭轉(zhuǎn)位移比為1.11、1.18，最大層位移角為1/1326、1/1388。根據(jù)該項結(jié)果可知，后者較前者扭轉(zhuǎn)位移比、最大層間位移角低。

2.3.2 地震作用下結(jié)構(gòu)底部地震剪力

在相同工況下，原始建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案在X 方向下的減重比、彎矩、總剪力為2.55%、1640kN、35120kN.m，在Y 方向下的2.45%、1575kN、33125kN.m。調(diào)整后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案在X 方向下的減重比、彎矩、總剪力為2.38%、1487kN、30976kN.m，在Y 方向下的2.47%、1543kN、32598kN.m。根據(jù)該項結(jié)果可知，后者較前者減重比、彎矩、總剪力低。

2.3.3 工程造價對比

從上述對比結(jié)果可知，調(diào)整后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計較原始建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更為合理，整體造價及材料用量更低，詳見表1。

表1 兩種方案工程材料用量

假設(shè)混凝土單價為349 元/m3，鋼筋為4800 元/噸。計算工程造價，原方案主體結(jié)構(gòu)工程造價為258萬元，調(diào)整后方案的工程造價為231萬元。與原始方案相比，調(diào)整后的方案可節(jié)省27萬元，有效降低了該建筑工程的工程造價，提升該建筑工程經(jīng)濟(jì)效益。由此可見，建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計方案會對建筑工程造價產(chǎn)生重大影響。

3 結(jié)論

建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計與建筑工程造價關(guān)系密切，建筑結(jié)構(gòu)工程中的主體結(jié)構(gòu)立面形狀、平面形狀布局、平面尺寸、柱網(wǎng)布局與柱網(wǎng)尺寸、轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式、材料選用等均會影響工程造價。本文結(jié)合具體工程案例，發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻設(shè)計、材料用量設(shè)計等均會影響工程造價，相關(guān)工程單位需選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，以此來降低工程造價，提升工程整體經(jīng)濟(jì)效益。