限額設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的作用探討

【摘 要】鋼結(jié)構(gòu)以它獨特的優(yōu)點被大量地運用到住宅、高層、超高層等建筑中，但隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，建筑的設(shè)計也與經(jīng)濟掛鉤。控制工程造價，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)經(jīng)濟上的綜合優(yōu)勢，工程設(shè)計階段是關(guān)鍵階段。本文闡述了鋼結(jié)構(gòu)工程的優(yōu)點、設(shè)計對費用的影響，及限額設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)工程的作用，并探討了限額設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)工程的具體指導(dǎo)措施。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；限額設(shè)計；造價管理

鋼結(jié)構(gòu)工程由于其優(yōu)越性，在目前結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計中處于主導(dǎo)地位，且鋼結(jié)構(gòu)工程的經(jīng)濟性能一直是大家最為關(guān)注的一個問題。如何控制工程造價，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)在建筑技術(shù)經(jīng)濟上的綜合優(yōu)勢，設(shè)計階段具有至關(guān)重要的作用。眾所周知，前期的投資決策和設(shè)計階段是工程造價控制的關(guān)鍵，而這其中的關(guān)鍵就在于工程設(shè)計。據(jù)報道，所占1%的設(shè)計費對工程造價的影響度要占75%以上。所以設(shè)計環(huán)節(jié)對整個工程建設(shè)的效益是至關(guān)重要的。

隨著市場競爭體制的建立與完善，工程設(shè)計行業(yè)競爭也日趨激烈，越來越多的建設(shè)單位或業(yè)主對擬建工程提出限額設(shè)計的要求。限額設(shè)計就是按照批準(zhǔn)的可行性研究報告及投資估算控制初步設(shè)計，按照總概算控制技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計，同時各專業(yè)在保證達(dá)到使用功能的前提下，按分配的投資限額控制設(shè)計，嚴(yán)格控制不合理變更，保證投資額不被突破。設(shè)計單位在不超出投資規(guī)模的前提下，完成對工程項目的設(shè)計任務(wù)。

在目前社會階段，鋼結(jié)構(gòu)功能應(yīng)用越來越多的情況下，如何能在考慮經(jīng)濟原則的前提下，將設(shè)計更優(yōu)化，是設(shè)計者所追求的。本文就鋼結(jié)構(gòu)的特點、項目特點、及解決措施做一探討。

1 鋼結(jié)構(gòu)建筑相比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性

無論是結(jié)構(gòu)性能、使用功能及經(jīng)濟效益上，鋼結(jié)構(gòu)都有一定優(yōu)越性。主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強度相對來說比較高，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)斷面小、自重輕。一般情況下，高層鋼筋混凝土建筑物的自重在1.5~2.0t/m2左右，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)自重大都在1.0t/m2以下，甚至有的辦公室只有0.5~0.6t/m2。結(jié)構(gòu)自重輕，可以減少運輸和吊裝費用，基礎(chǔ)的負(fù)載也相應(yīng)減少，可以降低基礎(chǔ)造價，特別是在地質(zhì)條件較差地區(qū)，其優(yōu)點就更為突出。

（2）鋼結(jié)構(gòu)具有良好的延性，抗震性能好，尤其是在高烈度地震區(qū)，使用鋼結(jié)構(gòu)就更為有利。且對于建筑物，如自重減少，則相當(dāng)于降低抗震設(shè)防烈度。

（3）結(jié)構(gòu)平面密度（或稱為結(jié)構(gòu)占有面積）較小，換言之就是增加了使用面積。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)占有面積只是同類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面積的28%。采用鋼結(jié)構(gòu)可以增加使用面積4%左右。

（4）施工速度快。采用鋼結(jié)構(gòu)可為施工提供較大的空間和較為寬敞的施工作業(yè)面。

（5）鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量容易保證。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般都在工廠里制造、加工，精度高。

（6）操作工序不繁雜。工地上，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件到位后，工人只需安裝，用工省。減少了沙、石、水泥堆放場地，還減少了模板儲運、現(xiàn)場構(gòu)件預(yù)制及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆時的濕作業(yè)，在鬧市區(qū)或密集的居民區(qū)內(nèi)，具有很大的優(yōu)點。

（7）鋼結(jié)構(gòu)可以做成大跨度、大空間的設(shè)計，且其應(yīng)用越來越有普遍性。

2 鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計不合理對于資金造成的影響

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計對實施費用和進度均有明顯的影響，比如焊制H鋼主焊縫、柱子對接接點、端板厚度、厚薄板對接過渡處理、加強筋板的設(shè)置、對接焊縫錯開量等，而鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的各種細(xì)節(jié)問題均影響著工程造價。比如：

（1）設(shè)計中對于焊制H型鋼主焊縫的熔透性及焊縫大小的不同設(shè)計，對于費用的影響。鋼結(jié)構(gòu)建筑中屋架弦桿及腹桿、平臺梁、柱間支撐等相當(dāng)一部分是焊制H鋼結(jié)構(gòu)，焊制H鋼梁翼板與腹板焊縫是不需要全部采用全熔透。根據(jù)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ81-2002》中第461款之第7條說明“焊接組合H形梁、柱的縱向連接角焊縫，當(dāng)腹板厚度大于20mm時，宜采用全焊透或部分焊透對接組合焊縫[1]。筆者查閱《美國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》其對焊制H鋼的主焊縫要求其實是不高的，輕鋼焊接H鋼主焊縫采用埋弧自動焊只要求單面焊接，反面以間距200mm、300mm的氣體保護焊間斷焊接即可。可見設(shè)計中將焊制H型鋼不加區(qū)分的全部使用全熔透是不合適的。

（2）對接拼接接頭形式的連接板及高強螺栓數(shù)量設(shè)計對于造價的影響

如果鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不同的設(shè)計理念，對接接頭的要求不同，則相應(yīng)的應(yīng)用連接鋼板及螺栓的使用量就會不同，相應(yīng)的造價就會不同。

（3加肋板的設(shè)置數(shù)量的設(shè)計對造價的影響。比如，在一些設(shè)計者的理念中，很大的牛腿處也不需設(shè)置加肋板，但有的設(shè)計者的理念，不設(shè)加肋板的情況則異常少見。在柱腹板相對于牛腿上下翼緣的部位基本都設(shè)置了加肋板，以求能把牛腿翼緣的應(yīng)力傳遞到柱子上。但也不能過度的追求局部穩(wěn)定密排加肋，造成費用的增加。

3 限額設(shè)計

價值工程，是通過各相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)作，對所研究對象的功能與費用進行系統(tǒng)分析，不斷創(chuàng)新，使之以最低的總成本，可靠地實現(xiàn)產(chǎn)品的必要功能，從而提高產(chǎn)品價值的科學(xué)的技術(shù)經(jīng)濟方法。而其中最重要的就是限額設(shè)計。

限額設(shè)計就是在滿足各功能需求的前提下，設(shè)計的建筑物不超過擬定的投資金額。具體地講，限額設(shè)計就是按照批準(zhǔn)的可行性研究報告或設(shè)計任務(wù)書的投資估算控制初步設(shè)計，按照批準(zhǔn)的初步設(shè)計總概算控制施工圖設(shè)計，同時各專業(yè)在保證達(dá)到使用功能的前提下，按分配的投資限額控制設(shè)計，嚴(yán)格控制不合理變更，保證總投資額不被突破。限額設(shè)計不僅要考慮如何節(jié)約投資，更要尊重科學(xué)，尊重實際，精心設(shè)計，確保所設(shè)計的項目具有節(jié)約性、科學(xué)性和時代性，使項目的功能和成本達(dá)到最佳配置，做到質(zhì)優(yōu)價廉，又好又省。

4 鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計階段的造價控制措施探討

鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計造價控制筆者認(rèn)為有如下措施：

（1）設(shè)計在招標(biāo)階段擇優(yōu)選用設(shè)計單位和設(shè)計方案。好的設(shè)計單位要做好限額設(shè)計往往會成立一個高效的限額設(shè)計管理機構(gòu)。可以由具有豐富設(shè)計經(jīng)驗的建筑師來承擔(dān)設(shè)計單位的設(shè)計總負(fù)責(zé)人，全權(quán)負(fù)責(zé)限額設(shè)計。這樣，可以使總負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)全體設(shè)計人員綜合分析具體設(shè)計項目類型、功能要求等特點，并能借鑒以往類似項目的限額設(shè)計的成功經(jīng)驗。因為在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不同方案的選擇及不同建筑材料的選用對工程造價會有較大影響。

（2）運用價值工程優(yōu)化設(shè)計方案，將限額設(shè)計理念運用到設(shè)計方案中的具體措施。可以在設(shè)計中，要求設(shè)計單位在每個設(shè)計階段按分項、分專業(yè)編制預(yù)算，如果超過限額，要分析原因，并采取措施予以核減。再者，可以要求設(shè)計單位的設(shè)計技術(shù)人員與工程造價人員緊密聯(lián)系，對牽涉量大、特殊的方案或構(gòu)造，均應(yīng)實行先進行估價，再進行多方案比選，以得出最優(yōu)方案。如在方案設(shè)計階段，根據(jù)某專業(yè)的設(shè)計方案，測算出的投資資金超過控制目標(biāo)值，設(shè)計總負(fù)責(zé)人就應(yīng)讓該專業(yè)設(shè)計負(fù)責(zé)人與造價工程師交流，對該專業(yè)進行多方案設(shè)計、測算、優(yōu)化處理，力求選出既滿足業(yè)主的功能需要，又滿足限額設(shè)計要求的設(shè)計方案。必要的時候還可以對其他專業(yè)的限額做一調(diào)整，以求不突破總的投資限額。在初步設(shè)計階段，要估算出鋼結(jié)構(gòu)的總用量，設(shè)計者需嚴(yán)格按照限額設(shè)計所分解的總投資額控制工程量，在保證使用功能的條件下進行初步設(shè)計。在施工圖設(shè)計階段，如施工圖設(shè)計中有一些設(shè)計變更，也需采用前面的方法進行多方案設(shè)計，并及時同造價工程師進行多方案測算、比較，從而選出最經(jīng)濟實用、又不突破限額的方案。

5 結(jié)語

限額設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)工程造價控制中處于重要地位，推行限額設(shè)計，對鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計實行控制，使工程造價從設(shè)計階段就得到合理、科學(xué)、有效地控制，不僅能控制投資不超過概算，還能克服重技術(shù)、輕經(jīng)濟的觀念，增強設(shè)計單位在市場經(jīng)濟環(huán)境下的競爭力。

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