论建筑结构设计对工程造价的影响

2015-04-16杨华锋

建材与装饰 2015年2期

关键词：传力结构设计建筑物

杨华锋

（重庆市渝中区　400042）

论建筑结构设计对工程造价的影响

杨华锋

（重庆市渝中区400042）

本文主要是从建筑工程造价的角度浅谈结构设计的合理性，从而希望通过对建筑结构的优化使其更经济合理，避免不必要的冗余和浪费。结构设计不应该仅仅单纯考虑建筑安全和美观还应该结合经济效益，当然结构受力的合理性和可行性是必须优先考虑的，在满足结构承载能力和美观的情况下，需要分析其对造价的影响，并对技术经济指标进行比较，从而避免建筑结构设计中存在的不合理浪费，最终得到具有最佳的设计方案。

建筑结构设计；工程造价；经济意义；价值工程；标准化设计

1　建筑结构设计中的几种不合理的浪费现象

1.1基础设计过深

基础的作用是将上部结构的荷载，通过较弱地层或水传递到深部较坚硬的、压缩性小的图层或岩层，必须满足承载力高、稳定性好、沉降小等，为防止建筑滑移和倾覆，减少整体倾斜，对基础设计有明确的规定。在满足地基承载力和稳定性前提下，基础应做到尽量浅埋。能使用天然地基的建筑，就不必采用桩基做基础；能满足上层荷载，基础持力层埋深较小，就不必用埋深较大的较硬岩层。因此如果不作经济比较，在设计基础时直接选择深基础的方案，或者不根据实际情况加大埋深，往往会造成建筑结构的不合理浪费。

1.2随意提高混凝土强度和加大钢筋型号

混凝土的强度等级是指混凝土的抗压强度，应根据保证结构的安全性、适用性、耐久性等来决定所用材料的强度等级，在满足规范要求和强度要求情况下，应从经济的角度考虑材料规格型号，比如：用C30混凝土就能满足结构强度的就不必使用C35，能用直径20mm的钢筋就不要用直径25的钢筋，建筑的结构设计必须根据结构设计计算获得，而不能随便提高结构的强度，不然就不经济也不合理，甚至有可能对建筑结构整体稳定性造成不良影响。一些框剪结构用混凝土强度设计为C30，而图纸上却提高为C35或C40等，这样表面上是提高了强度，而实际上并不符合混凝土和钢筋的配合比，并且也增加了成本开支。

1.3柱网布局不合理

柱网布局即确定柱子的间距和行距，一般来说，柱网间距在6～12m之间，柱间距小则传力路线短，上部结构会节省材料，但可能基础花费较高，因而柱网布局合理与否，对工程造价有很大影响。此外，柱子大小及截面形状的选择也对工程造价有直接的影响。如果我们对结构柱的钢筋连接进行优化设计，也可以降低成本，使其更合理。更具经验楼高98m的高层建筑，若柱子的钢筋连接从绑扎搭接设计为电渣压力焊，可节省至少8%的主筋。

2　结构设计中影响建筑工程造价的因素分析

2.1建筑结构

不同的结构形式工程造价是不同的，采用何种形式必须要对不同形式的造价差与可多获得的利益进行综合比较，同时考虑当地的施工能力以及施工工期。一个合理的结构形式，除了要考虑建筑物的使用功能，还要考虑结构上安全，以及施工难度等，同时兼顾经济上可行和外形美观。

2.2建筑总高度

建筑物的楼层高度对总造价有一定的影响。当建筑物高度增加时，造价也会相应增加，但建筑物的层数增加时，对造价的影响却不大。因此若能降低楼层高度，可使建筑物的造价变化不大的情况下，获得可观的使用面积。比如住宅的层高3m降为2.9m，这样每层就降低了10cm，造价可相应的降低8%左右。高层建筑的结构侧移也可能影响工程造价，建筑物的总高度增加，其水平荷载的侧向变形会快速增大。建筑结构应该具有足够刚度，避免产生较大的位移，从而影响结构承载力和稳定性，同时必须考虑对造价的影响。

2.3建筑高宽比

建筑物的高度与宽度比对其造价影响非常大，有的时候比建筑物的总高度影响还大，并且建筑物造价与高宽比是成正比关系。结构柱的荷载力随高宽比的变化而变化，从而工程造价也会相应变化。其次，高宽比对混凝土影响较小，而对钢量影响较大。通常高宽比大的建筑比高宽比小的建筑结构稳定性小一些，因此为了保证建筑物的稳定性，也为了提高侧向刚度，必须设置较大的抗侧向力构件，但这类构件增多必然导致用钢量增加，从而导致造价提高。

2.4建筑平立面

建筑物平面形状越简单，钢筋用量就越少，当各楼层面积相同时，建筑的外墙长度的增减会导致其钢筋用量的增减，它们之间是成线性关系。建筑平面结构形式决定了钢筋用量的多少，同时影响建筑物抗震性能。当平面的长度与宽度比较大时，当建筑物受水平力作用时，水平和垂直方向构件会受力不均，需要增大钢筋尺寸，从而导致工程造价的提高。当竖向结构比较规则时，若刚度没有太大变化，则侧向刚度是均匀变化的、受力均匀，钢筋用量就小，反之则大，因此建筑物的柱网尺寸合理降低柱、梁、剪力墙和板的钢筋量，使其更经济、更合理。

3　应用平衡机制降低工程造价

3.1价值工程对结构设计的影响

经多方验证的价值工程理论是提高工程价值的可行办法，它能以较低的成本实现基本功能，计算公式为V=F/C（其中：V为价值，F为使用功能，C为使用成本），从公式可发现价值V与使用功能F与使用成本C的比值有关，要提高价值V，可以有几种方式：①功能不变、降低成本；②成本不变、功能提高；③提高功能、成本降低；③成本少量提高、功能大幅度提高；⑤降低少量功能，成本大幅度降低。所以，价值工程理论的目的是使成本与功能的达到最优，最终，利用价值工程优化设计可有效控制工程造价。

3.2结构类型选择合理

①应尽量做到结构设计满足结构效应，刚度中心与传力中心尽量重合，传力路线应力尽量简单直接，不然空间关系越复杂，就会出现较多转换结构，如此会造成造价增加，并容易出现安全与质量问题。支撑构件可以根据传力线路是否合理来进行变换。用最简单最直接的传力线路，将省去过程中的传力构件，从而减少安全风险，受力更加直接，成本也也相对降低。②基础类型要选择合理，地基基础必须高度重视，它是建筑物非常重要的组成部分，有的所占资金达到总结构造价的1/3以上，为降低工程造价，必须选择合理的基础类型。缩短工期，确保质量和安全。③根据建筑功能用和类型，使用不同的结构设计方案，从而较优的方案，既要保证质量安全，同时又可降低工程造价。③钢筋类型的选择对造价影响也非常重要，设计时需综合考虑，同样的需在满足结构安全下，选择低造价的方案，从而降低工程造价。

3.3限价设计

限价设计是按照业主认可的投资估价来控制初步设计。初步设计的概算用来控制施工图设计和技术设计。各部分必须优先保证使用功能，其次才根据投资的限价来控制设计，严格避免不合理的变更，保证不会超过总的投资限价。限价设计控制的是工程的静态投资，控制工程量是实行限价设计的主要手段，将上阶段审定的工程量先分解到各分项，然后再重重细分工程，通过对细分工程限价设计最终实现造价控制，满足限价要求。

3.4设计标准化

随着科技的发展与社会的进步，设计标准化是大趋势，并可让设计周期缩短、工程材料配料统一、施工质量和速度都能得到保证，从而降低工程成本。设计施工图完成以后，若不做变更，投资金额也就固定下来。在设计中控制工程造价的关键是对结构设计的控制。将控制造价理念有效地应用到结构设计中，再结合限额设计、价值工程理论等措施，牢牢地控制概算、预算，最终达到降低工程造价、满足结构设计要求。总之，采用科学合理的设计才能有效地控制工程造价。