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1、淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的成本節(jié)約摘要:人們物質(zhì)需求及市場(chǎng)價(jià)格變化使得建筑的成本攀升,按我國(guó)現(xiàn)行的建筑工程造價(jià)構(gòu)成分析,采用優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法可以使建筑工程造價(jià)降低6%-34%。而在整個(gè)設(shè)計(jì)階段的經(jīng)濟(jì)性,合理性,又取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用科學(xué)的技術(shù)含量及合理的方案比選。關(guān)鍵詞:建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);成本在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師一般從建筑結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性三項(xiàng)功能要求來考慮,而很少考慮其經(jīng)濟(jì)性,認(rèn)為那是建筑師應(yīng)該考慮的問題。實(shí)則不然,按我國(guó)現(xiàn)行的建筑工程造價(jià)構(gòu)成分析,盡管設(shè)計(jì)費(fèi)在建設(shè)工程全過程費(fèi)用中比例不大,但對(duì)工程造價(jià)的影響可達(dá)75%以上。由此可見,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到建設(shè)費(fèi)用的多少,直接決定
2、人力、物力和財(cái)力投入的多少。合理科學(xué)的設(shè)計(jì),可降低工程造價(jià)。但在工程設(shè)計(jì)中不少設(shè)計(jì)人員重技術(shù)、輕經(jīng)濟(jì),任意提高安全系數(shù)或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),而對(duì)經(jīng)濟(jì)上的合理性考慮得較少,從根本上影響了項(xiàng)目成本的有效控制。下面對(duì)建筑設(shè)計(jì)中降低工程成本的方法談幾點(diǎn)看法:一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇首先是結(jié)構(gòu)選型,合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)類型 。如果結(jié)構(gòu)選型不合理,工程造價(jià)相應(yīng)的就會(huì)增加,應(yīng)該根據(jù)工程的建筑特點(diǎn)認(rèn)真分析。例如:多層住宅和高層住宅相比較,層數(shù)越多,總建筑面積越大,單位建筑面積占用的土地面積越小,節(jié)約了用地成本。但建筑層數(shù)的增多,建筑總高度也會(huì)加大,樓與樓之間的間距也要加大,這時(shí)占用的土地節(jié)約量就不與建筑層數(shù)增加比例相同了;
3、而屋蓋部分,一棟樓只有一個(gè)屋蓋,并不會(huì)因?yàn)閷訑?shù)的增加而有所改變,它的成本下降會(huì)比較明顯。對(duì)于基礎(chǔ)部分而言,雖然也是各層共用的,但是層數(shù)增加,傳給基礎(chǔ)的荷載將會(huì)增大,我們需要增大基礎(chǔ),這樣單位面積的造價(jià)有所降低,但是卻沒有屋蓋的效果那樣明顯。再比如,六層教學(xué)樓是選框架結(jié)構(gòu)還是砌體結(jié)構(gòu),這些都要需設(shè)計(jì)前期對(duì)建筑美觀,設(shè)備專業(yè)的影響綜合因素等等考慮。并經(jīng)過對(duì)結(jié)構(gòu)方案計(jì)算、核對(duì)后方可確定最適合的方案。二、具體設(shè)計(jì)過程(一)地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)首先,設(shè)計(jì)人應(yīng)該認(rèn)真解讀地質(zhì)資料,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況及建筑平面布置并在確保建筑物安全的基礎(chǔ)上降低項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)成本。選擇技術(shù)可行經(jīng)濟(jì)合理的地基處理方式及基礎(chǔ)形式。比如:獨(dú)立基礎(chǔ)
4、、條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)等,如果為樁基礎(chǔ),那么要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選擇樁基類型,盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)的選擇影響很大,應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。其次,基礎(chǔ)是建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分,基礎(chǔ)布置,要合理地配合上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),滿足建筑物整體性的要求。同時(shí)要做到便于施工、降低造價(jià)。再次,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須保證在荷載作用下的地基對(duì)土體產(chǎn)生剪切破壞而失效方面,具有足夠的安全度。(二)上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)施工條件、建設(shè)單位實(shí)際情況正確選擇上部結(jié)構(gòu)體系、確定構(gòu)件的截面及材料的科學(xué)選用對(duì)工程的整體經(jīng)濟(jì)性有很大程度的影響,合理的選擇適用的上部結(jié)構(gòu)體系,可以在方案的設(shè)計(jì)上對(duì)總體工程成本發(fā)揮有效的控制作用。
5、而構(gòu)件的截面類型又會(huì)由于上部功能使用的差別而有所不同,引起的工程造價(jià)與成本投資必然不盡相同。例如:選用一般的梁板式樓蓋、無梁式樓蓋還是密肋樓蓋,設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)該有個(gè)總體概括,在滿足結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上,合理設(shè)置結(jié)構(gòu)。比較各種結(jié)構(gòu)受力體系及結(jié)構(gòu)布置方案,綜合結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性能, 盡量采用經(jīng)濟(jì)性能好的。例如:對(duì)于樓板的選擇,現(xiàn)澆板一般應(yīng)做成雙向板。從計(jì)算上講, 跨度相等的四邊簡(jiǎn)支支承的雙向板, 其單向跨中彎距系數(shù)較小。從構(gòu)造上講, 雙向板的板厚更小。另外, 即使是單向板, 其非受力邊也需設(shè)置構(gòu)造筋, 因此雙向板較為經(jīng)濟(jì)。(三)減少用鋼量現(xiàn)在市場(chǎng)上鋼筋種類很多, 如hpb 235級(jí)鋼筋、hrb 335 級(jí)鋼
6、筋、hrb 400 級(jí)鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、冷軋扭鋼筋等。大多數(shù)設(shè)計(jì)人員一般把設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在配筋計(jì)算上, 忽視了鋼筋種類的選擇。在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提下, 選擇造價(jià)低的鋼筋方案, 可以達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。如在一些大跨度無梁板設(shè)計(jì)中,過去常采用直徑為10-12mm的級(jí)鋼筋,若采用直徑為12mm的級(jí)鋼筋,可減少30%的鋼筋用量。按我省現(xiàn)行材料價(jià)格信息級(jí)鋼筋和級(jí)鋼筋價(jià)格基本相等。顯然,使用級(jí)鋼筋要經(jīng)濟(jì)得多。新級(jí)鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、冷軋扭鋼筋是近年來推廣使用的新型鋼筋。新級(jí)鋼筋比普通級(jí)鋼強(qiáng)度提高很多,而價(jià)格卻增加不多。選用新級(jí)鋼筋,不僅可以節(jié)省用鋼量,同時(shí)可增加建筑物安全儲(chǔ)備和砼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,對(duì)高層和重要
7、建筑作用尤其顯著。在現(xiàn)澆板中大多數(shù)用直徑為6-12mm的熱軋級(jí)鋼,若改用冷軋帶肋550級(jí)代替,用等強(qiáng)代換計(jì)算,可節(jié)省用鋼量38%。且它們與砼的粘結(jié)強(qiáng)度相當(dāng)于光面鋼筋的三倍以上。冷軋扭鋼筋,由于其截面形式的變化,使其強(qiáng)度提高近一倍,連續(xù)螺旋狀與砼的握裹力提高近80%.不僅節(jié)約鋼筋用量35%左右,且提高了鋼筋與砼的協(xié)調(diào)工作能力。(四)降低混凝土強(qiáng)度隨著建筑結(jié)構(gòu)形式的復(fù)雜多樣變化、建筑材料的持續(xù)更新發(fā)展,其對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度要求水平越來越高,因此產(chǎn)生了目前結(jié)構(gòu)的混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度有增高的趨勢(shì),這無疑將導(dǎo)致建設(shè)成本的增加。為了有效的使這一現(xiàn)象得以控制,我們必須在建筑條件許可的情況下,降低混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度,從而改善
8、建設(shè)造價(jià)成本上漲過快的現(xiàn)象。按照相關(guān)規(guī)定,構(gòu)件的最低配筋率與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度有一定關(guān)系,尤其在一般用途住宅的建設(shè)中體現(xiàn)的更為明顯。這是由于在住宅建設(shè)中,開間的面積均不大,樓板的配筋則可按照最小配筋率來設(shè)計(jì),這一改變?cè)谧≌靸r(jià)的成本上將體現(xiàn)出很大的節(jié)約。如采用c30混凝土要比采用c40混凝土其節(jié)約程度高出近10%。隨著混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的降低,還可有效的杜絕墻體、樓板裂縫的現(xiàn)象,使住宅的建設(shè)使用壽命明顯增加,從而有效的降低了住宅建設(shè)的經(jīng)常性維護(hù)費(fèi)用。綜上所述:我們可從以下幾點(diǎn)考慮:建筑體型在滿足使用功能的前提下,要為結(jié)構(gòu)合理布局創(chuàng)造條件;結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件截面選擇在滿足結(jié)構(gòu)和構(gòu)件受力變形合理的前提下要有
9、利于節(jié)約配筋量,降低混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度;在構(gòu)件具體配筋上,在滿足規(guī)范對(duì)構(gòu)件的配筋構(gòu)造要求前提下以節(jié)省用鋼量為目標(biāo),科學(xué)合理地對(duì)鋼筋規(guī)格作出選擇。三、其他因素(一)由于設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平不同,同一工程,同一結(jié)構(gòu)形式,不同的設(shè)計(jì)結(jié)果造價(jià)差別很大。因此加強(qiáng)設(shè)計(jì)師之間的交流學(xué)習(xí)也是做好成本節(jié)約的有效方法之一。(二)各方面人員之間的良好溝通是建筑設(shè)計(jì)過程中成本節(jié)約的另一方法。包括設(shè)計(jì)人員與甲方之間的溝通,各專業(yè)設(shè)計(jì)人員之間的溝通,設(shè)計(jì)人員與造價(jià)人員之間的溝通等。良好的溝通可以在保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠的前提下、實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的最佳經(jīng)濟(jì)效益??傊?,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的成本節(jié)約已成為當(dāng)今設(shè)計(jì)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中的一項(xiàng)有力手段,這也是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)技術(shù)水平的更高要求。參考文獻(xiàn)1龔維麗。 工程造價(jià)的確定與控制。中國(guó)計(jì)劃出版社。2張紅友。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少
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