從民用建筑結構設計角度分析工程的經濟性

【摘 要】在我國現代建筑工程項目的建設中，民用建筑所占據的比重較大，而且是推動國內建筑經濟快速發展的重要部分。在民用建筑工程項目建設中，結構設計方案是否合理將直接關系到工程的經濟性，尤其是對于工程造價的影響是不容忽視的。本文從民用建筑結構設計的角度出發，簡要分析了其與工程經濟性之間的相關問題。

【關鍵詞】民用建筑；結構設計；工程；經濟性

在民用建筑工程的結構設計中，必須在滿足建筑功能與安全性的前提下，充分考慮到設計方案的經濟性問題。目前，國內建設民用建筑工程項目普遍具有規模大、投資多、工期長等特點，為了保證工程項目參與各方經濟效益的最優化，必須從細節方面入手進行深入的研究，其中結構設計對于工程經濟性的影響較大，因為設計方案將直接決定人力、物力、財力資源的投入情況。因此，在新時期的民用建筑結構設計中，一定要將其與工程的經濟性有機結合，從而不斷提升設計方案的整體質量。

1 民用建筑結構設計與工程經濟性之間的關系

目前，在國內的民用建筑工程中，常見的結構形式主要有：框架結構、框筒結構、筒中筒結構、剪力墻結構及框架剪力墻結構等。而從用材的角度進行分析，常見的結構形式有：鋼結構、鋼筋混凝土結構與組合結構等。在民用建筑結構的設計中，選用何種結構形式需要綜合考慮各方面的影響因素，其中結構選型與工程經濟性之間的關系是必須高度重視，也是提高工程項目建設經濟效益的關鍵。綜合分析民用建筑結構設計與工程經濟性之間的關系，主要表現以下幾個方面：

1.1 從民用建筑結構設計的角度進行分析，結構選型必須要同時滿足建筑的使用功能、美觀性、安全性，而且是符合建設單位的基本要求。在結構設計階段，設計人員應按照建筑的類型、規模、用途，以及建設方的實際要求，初步確定幾套可行的結構設計方案。在設計方案初步確定后，應會同建設單位、施工單位與監理單位的專業人員進行探討與分析，并根據不同的建筑結構形式進行成本預算，其中要考慮到材料費用、人工費用、機械費用、管理費用等要素，最終在多套設計方案中選取最為經濟、合理的結構設計方案。由此可見，在民用建筑結構設計過程中，就開始影響到工程的經濟性，所以，工程設計人員必須樹立明確的經濟意識，不斷強化結構設計方案的經濟性與實用性，盡量避免因設計因素而導致工程經濟性受到影響。

1.2 從民用建筑結構設計方案實施的角度進行分析，在結構設計方案確定后將進入施工階段，在現場施工過程中有可能遇到某些與設計方案相矛盾的問題，為了保證施工的進度與質量，往往需要進行工程量變更，這樣就會導致工程建設費用的增加，對于工程經濟性會產生不同程度的影響。因此，在民用建筑工程的結構設計中，必須考慮到施工單位現有的各方面條件，盡量保證結構選型的合理化、科學化，進而實現工期的不斷縮短，并且促進工程經濟性的提高。

1.3 從民用建筑結構工程使用材料的角度進行分析，在民用建筑工程的結構設計中，材料的合理選用是極為重要的，如果選用的材料不符合要求，不但會影響到建筑的品質，而且會導致工程經濟性的明顯下降。據國內相關部門統計：在民用建筑工程的總材料費用中，結構工程的費用約占60%以上，對于工程經濟性的影響較大。因此，在民用建筑結構工程的材料選用中，必須將其經濟性置于重要的位置，不斷優化結構設計方案。例如：國內常用的鋼筋材料主要有：HPB235、HRB335、HRB400等，采用高強度的HRB500級鋼筋成為一種趨勢。在民用建筑結構設計中應盡量采用較高強度等級的鋼筋，能夠減少鋼筋用量、節約能源，采用HRB400級鋼筋可比HRB335級節約10%左右。由此可見，在民用建筑的結構設計中，材料與工程經濟性的聯系較為緊密，必須對于各種材料的實際性能與后期維護等進行周密的分析，以全面提升建筑工程的經濟性。

2 優化民用建筑結構設計過程中經濟性的措施

在民用建筑結構設計中，為了進一步優化工程的經濟性，必須采取有效的設計措施。結合筆者多年民用建筑結構設計經驗，總結了以下具體的措施：

2.1 合理選用建筑材料

在民用建筑工程，尤其是高層、超高層民用建筑中，應盡量選用強度較高的建筑材料。目前，國內的民用建筑主要是采取鋼筋混凝土的結構形式，鋼材、混凝土等建筑材料的用量較大，其中鋼材以HPB235，HRB335、HRB400等型號為主，以上鋼材的價格差異不大，但是抗拉強度值卻有較大的差異，HRB400型鋼材的綜合性能最為優越。在民用建筑結構設計中，應盡量采取高強混凝土，以減少混凝土的用量，高強混凝土一般主要是采用水泥、石、砂、超細礦渣、粉煤灰、硅灰、高效減水劑等摻和而成。

節省了建筑材料的消耗量，就能使投資費用大大減少，但是在某些情況下卻并不如此。例如，某建筑為受力合理的平板空間鋼網架結構，每平方米建筑面積的用鋼量與普通的平面鋼結構相比可以有較大的節約量。當平板鋼網架結構的跨度為80m、100m時，用鋼量分別為：51kg/㎡、62kg/㎡；而普通鋼屋架的用鋼量則為133kg/㎡、132 kg/㎡。但是由于網架結構建筑多采用鋼管，單位質量的造價比一般的平面屋架采用的角鋼量大。由此可見，在不同的民用建筑結構設計中，含鋼量的控制也要結合實際情況，并且進行嚴格的分析與計算。

2.2 綜合分析施工周期

在民用建筑結構設計中，對于施工周期的綜合分析是必不可少的，如果工期過長，不但會增加機械租用、人員開支等費用，而且會影響到工程項目施工作業的整體效率。結合國內民用建筑結構設計的現狀，可以將一次性投資費用較高的結構設計方案逐步調整為較為經濟的方案，即在投資費用較高的方案中合理刪減不必要的項目，以及縮短單項工程的施工時間，將結構工程的施工周期嚴格控制經濟合理的范圍內。另外，在結構設計方案中，應明確標注各具體施工項目的工期要求，以保證施工單位可以嚴格按照設計方案組織結構施工。

2.3 正確選取結構設計的相關參數

目前，國內的民用建筑結構設計已經進入了電算化時代，在保證結構選型與布置合理的前提下，對于設計中的相關參數也要進行嚴格的控制。例如：應用國內自行研發的PKPM、3D3S等軟件時，結構設計中的相關參數必須由設計人員進行選取與錄入，如：抗震等級、地震烈度、地震分組、地下室層數、場地類別，以及是否需要計算偶然偏心、鋼筋強度值、混凝土強度等級、雙偏壓配筋、箍筋間距、雙向地震、墻體分布筋間距等，只有保證相關參數符合實際要求，才能保證結構設計方案的經濟性，進而有利工程工程項目的造價控制。

3 結束語

目前，國內在民用建筑結構設計中，對于其經濟性的研究與分析相對較少，更多的是關注建筑結構的使用性能、安全性能、抗震性能等，從而導致在結構工程中存在嚴重的成本管理問題。因此，在今后的民用建筑結構設計中，必須實現基礎設計工作與經濟分析工作的有機結合，以不斷提升國內民用建筑工程的整體經濟性。

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