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建设项目设计阶段对工程造价控制的探讨

2021-11-21

建材发展导向 2021年5期
关键词:设计阶段框架结构框架

梁 宇

(山西中煤资源综合利用有限公司,山西 太原 030000)

1 工程造价控制在设计阶段的重要性

工程造价的控制贯穿于工程建设的整个过程,但在不同阶段工程造价所占的比例不同。据有关资料统计分析,设计阶段对整个项目造价的影响约为35%~75%。可见设计阶段是控制工程造价的重要阶段,是工程造价控制的关键环节。作为预算人员我将从前湾煤业地面建筑不同的结构形式及设计方案分析下对工程造价的影响。

前湾煤业地面建筑设计的结构形式主要有砖混结构、框架结构、轻钢结构等。

1)砖混结构钢筋混凝土用量少,施工较简单,多适用于煤矿行政福利建筑及工业厂房,但砖混结构是由墙体承重,对墙体的布置有一定的要求,不如框架结构布局灵活,其使用功能也受到一定限制;砖混结构基础的造价与工程所在地的地质条件密切相关,其造价约占总造价的10%―20%,所以设计时应重视地勘报告的交底工作,选择合理的基础型式,控制基础的截面尺寸与埋深。以副井空气加热室为例,根据地勘资料,设计基础承载力及埋深相同,地面以上部分结构设计也相同,建筑面积为118.8m2;地面以下部分选用两种基础形式,方案一过于考虑安全性,设计选用了钢筋砼条形基础C30砼,估算基础总造价为3.7万元。在方案二设计中,将基础改为毛石条形基础MU20毛石砌筑,估算基础总造价为2.1万元。通过对比,两方案结构及使用功能相同的情况,地质条件满足安全使用的前提下,只将钢筋砼条形基础改为毛石条形基础,基础部分的造价就减少了43.24%,因此设计时对选用的不同基础方案进行技术和经济比较,择优选取最合适的基础形式,可达到对工程造价进行控制的目的。

2)框架结构。建筑物构件截面尺寸的选择,包括合理的选择梁、柱的截面尺寸、混凝土墙体和板的厚度等。结构构件设计时,要求结构工程师选择一个合理的截面尺寸,使构件混凝土与钢筋的总造价最低,此截面即构件的合理截面。合理的结构设计要求结构设计人员经过多次计算、比较和分析,来确定每一个构件的合理截面尺寸,实现结构构件截面尺寸大小与其配筋多少的平衡,从而合理控制工程造价。下面就柱子截面形状及大小的选择对工程造价的影响进行分析。在锅炉房设计中,根据工艺要求采用现浇钢筋砼框架结构,初始设计方案为:框架边柱截面750mm×750mm,中柱截面750mm×1000mm;框架梁截面统一为450mm×1900mm,受力主筋均采用Ⅲ级钢筋。初始设计方案的主要消耗材料为:框架梁混凝土130.82m3,梁受力主筋15179.4kg;框架柱受力主筋3654.2kg。初始方案的结构系统总造价为36.8万元。优化设计时,以框架结构尺寸和框架柱截面尺寸为常量,把框架梁截面高度尺寸为变量,并以模数50mm为步距进行变化。当框架梁截面高度变化时,框架梁自重及梁、柱配筋均相应变化,结构总造价也相应变化。经过分析,得该锅炉房结构优化设计方案的主要参数为:框架边柱截面750mm×750mm,中柱截面750mm×1000mm,框架梁截面统一为450mm×1600mm。优化设计方案的主要消耗材料为:框架梁砼110.16m3(比初始方案减少20.66m3),梁受力主筋17185kg(比初始方案增加2005.6kg);框架柱受力主筋4482kg(比初始方案增加827.8kg)优化设计方案的结构系统总造价为32.5万元。对比分析初始方案与最佳方案,该框架结构总造价由36.8万元下降到32.5万元,仅主体结构节省投资6.25%,经济效果比较显著;

3)门式刚架结构。对于煤矿地面生产系统中门式刚架结构被广泛的运用,主要运用在跨度大、层高较高的厂房中。钢结构施工工期短,工厂化生产,现场安装,工序简单,工作面大,施工速度快,相对钢筋砼结构要钢筋绑扎、支模、浇注、振捣、养护等多道工序,耗费人力物力,施工周期长,很大程度上降低了工程的人工费;钢结构能够充分利用建筑空间,相对钢筋砼结构梁柱截面小,可以降低层高,增大有效使用面积,结构布置灵活,容易获得大空间,能够悬挑较大跨度,自重轻,柔性好,抗震有利,基础受力减小,基础截面降低,基础工程量减少,从而使工程造价大幅降低;钢结构不同的结构体系和平、立面布置对工程造价的影响较明显。在设计阶段只有根据建筑物的使用功能要求,确定合理的平、立面布置和结构体系,才能有效控制工程造价,做到经济适用,钢结构厂房设计,在工艺要求允许的情况下,尽量选择小跨度的门式刚架较为经济。一般情况下,门式刚架的最优间距为6m~9m,当设有大吨位吊车时,经济柱距一般为7m~9m,不宜超过9m,超过9m时,屋面檩条、吊车梁与墙架体系的用钢量也会相应增加,造价并不经济;在钢结构厂房设计中,钢构件涂装在满足规范及业主的使用要求下应尽量使用防火漆,相反使用防火涂料单方造价会大大的提高,不利于业主的投资控制;钢材规格及材质。由于钢材品种的增多,结构设计时可选择的构件形式也多了。比如框架柱,可采用热轧H型钢、焊接H型钢、螺旋焊接圆钢管、焊接方钢管以及组合截面等形式,钢梁可采用等截面、变截面等形式。材质可采用Q235普碳钢,也可采用Q345低合金钢。设计时应尽可能采用高强度等级的材料,比如采用Q345钢比采用Q235钢就可节约钢材15%-25%,用于受拉或受弯构件节约比例较大。设计时要选用经济截面型材,比如热轧H型钢。在某些情况下,采用热轧H型钢柱、梁可能比采用焊接H型钢用钢量稍多,但从加工成本、施工进度等方面综合考虑,其造价可能更有优势。

2 结语

总之,工程建设项目造价控制的关键环节在设计阶段,尤其是在方案设计阶段,只有充分结合经济与技术两个重要因素,才能迅速提升设计阶段的造价控制水平及质量,才能为企业获得更大的经济效益,目前我们行业设计阶段工程造价的控制管理仍不太成熟,存在着诸多的缺项与不足,这就更要求我们在以后的设计当中要多想、多考虑、提升我们自己的专业知识水平,才可以在工程造价控制中实现价值、发挥作用。

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