淺談結構設計的經濟效益

[摘要] 隨著國家投資結構的調整，全國建筑市場競爭愈演愈激烈，全行業進入了微利時代。因此，要想立足于建筑行業，關鍵在于如何把成本降低到最滿意的程度。筆者認為，建筑工程項目進行結構設計是降低建筑工程造價的一個重要措施。

[關鍵詞] 結構；設計；降低；造價

1 設計階段控制工程造價的思路

設計階段工程造價控制的思路主要有四個方面：（1）完善管理手段；（2）應用價值工程的原理和方法協調設計的目標關系；（3）通過技術經濟分析確定工程造價的影響因素以及可能降低造價幅度的措施；（4）采用技術手段和方法進行優化設計，以降低工程成本。投資控制的管理工作可分為宏觀管理和微觀管理。宏觀管理是指政府部門對工程設計行業的管理，包括政府管理、管理法規規范、管理基礎工作；微觀管理則是指對某一具體工程的設計與投資控制有關的管理工作，包括承包方式（方案招標；設計招標；總承包、專項承包）、限額設計、方案評比、技術經濟分、審查概預算等。

1.1 設計階段工程造價控制的宏觀管理

首先，為設計階段制定控制工作的依據，這是政府主管部門的職責。我國基建工作程序規定，設計必須有經主管部門批準的可行性研究報告，主管部門在審查擴大初步設計時，應該審查概算是否符合要求，嚴格審批擴大初步設計，經批準后才能進入施工圖設計。根據施工圖編制的預算，一般不能超過批準的概算。針對當前一些工程立項時故意壓低概算或概算不切實際等現象，政府主管部門應對概算編制、審批實行嚴密有效的監督管理。

其次，應不斷健全相關法規，規范。明確決策機構、管理機構、建設單位、設計單位的權利和職責，對已制定的管理制度必須嚴格執行。設計收費的標準應反映設計效果，因此必須注意設計費與投資控制的關系。在一定程度上，增加必要的設計費，可以增加節約投資和減少使用費的可能性。如開展調研項目和收集資料，雖增加了設計成本，但可獲得更切實際的科學數據，可能會大幅度降低工程建設成本和使用期間的經常費支出；適當增加設計人員報酬，鼓勵設計人員優化設計，這不僅有利于調動設計人員的積極性，也有利于對造價的控制。

1. 2？ 設計階段工程造價控制的具體管理中的幾點建議

1.2.1 采用設計方案招標

主要在于通過競爭，選出優良的設計方案，其目的是要促進設計單位改進管理，采用先進技術降低工程造價，縮短工期，提高投資效益。因此，設計招標文件中應對降低工程造價有明確要求，有相應的降低造價的具體措施。

1.2.2 與中標的設計單位簽訂設計合同

對經濟合理的設計，按限額造價與設計造價進行比較，節約部分按比例給設計單位及相關設計師獎勵；若在施工過程中發現設計缺陷導致增加工程變更的，設計單位及相關設計師要對建設方按給予相應的賠償。

1.2.3 設計人員要制訂合理的設計方案，在設計各階段推行設計限額

對各階段的方案進行比選，使最終確定的方案符合控制目標，滿足建設單位的要求。限額的目標要合理，否則限額就失去其應有的意義。

1.2.4 運用價值工程理論對方案進行比選，對不合理的設計提出意見，達到控制造價的目的

例如 ： 一般磚混結構的鋼筋含量 ≤ 25kg/m？，框架結構的鋼筋含量≤55kg/m？。選擇一個合理的設計方案可以使工程造價大幅降低。

2、基礎形式的選擇

地基礎是建筑物的重要組成部分，所占資金有的高達總投資的1/3 以上，同時，由于基礎工程是地下隱蔽工程，在工程事故中，基礎工程事故所占的比例最大，而且基礎一旦出問題，損失巨大，有的甚至無法補救。因此，根據地質條件和建筑物理學上部結構，合理地選擇基礎類型，是降低建筑造價，建設工期縮短，確保結構安全的基本保證。

2.1 應盡量優先選用天然地基而后選樁基。樁基礎設計簡便，

保險系數高（設計中所取的單樁承載力標準值僅為現場實測的單樁承載力的一半），使得有些設計單位把高層建筑基礎方案設計變為僅僅根據地基持力層的位置，上部結構的荷載，地下水位的情況來選擇用何種樁型的問題。有的甚至只圖保險、省事，盡快完成設計，即使有很好的天然基礎方案也不用。殊不知這將造成人力、財力、物力的巨大浪費。

2.2 盡量考慮樁土共同作用。當然，并不是所有的建筑都能采用天然基礎。如底面積小，建筑物高度又高，較好土層埋置又深的建筑，以及建在填海地段的高層建筑，為滿足承載力和沉降量的要求，往往只能采用樁基。樁型的選擇是樁基工程設計的至關重要的問題。常用的樁型有各種實心的打入式鋼筋混凝土預制樁、預應力混凝土管理樁、沉管灌注樁、夯擴樁、人工挖孔樁、沖（鉆）孔灌注樁、鋼管樁等。在樁基選型時，充分考慮單樁承載力的范圍值、場地四周的環境條件、樁基施工隊的能力和打樁機具、場地的土質條件、上部結構形成、工程造價等方面，一般不難選出合適的樁型。在帶地下室的高層建筑樁基礎設計時，一個很重要而又常常被設計人員忽略或回避的問題值得講座就是樁筏共同作用的問題。許多工程，即使地下室底板下的土質很好，也沒有考慮期承載力，只計算樁的承載力，這顯然是不合理的。 到目前為止，雖然樁筏共同作用的理論還不夠成熟，沒有統一的計算方法和樁筏承載分配原則，但經過國內外的大量實踐和理論研究，已基本上認識到樁筏共同作用于的機理，可以從定性上指導我們的設計。事實上，不管是什么樣的基礎形式（除支承在巖石上的端承樁外），都有樁底板共同作用的過程。

當樁直接支承在巖石上，或者由于設計太保守，樁的承載力遠遠大于上部荷重，其沉降量幾乎沒有時（規范規定中低壓縮性土變形允許值為200mm），就不應再考慮（箱）板下土的承載力。是否考慮樁筏（板）共同作用與地層情況（特別是底板下的土和樁的持力層、上部結構、樁的類型、數量、樁距、沉樁的方法、地下水位的高度以及孔隙水壓力的清散等方面有關。現在一般要求板承擔的荷載不超過總荷載的30%，在地基土體較好又無實測資料時，可取10%～15%，當地基土地是淤泥、淤泥質土、未經夯實的新近人工填土等高壓縮性土時，不宜考慮樁筏（板）共同作用。否則，建筑物允許沉降量很難控制在規范值以內。

3、上部結構形式建筑材料及構件尺寸的選擇

3.1 建筑物地面以上的結構形式對建筑物的造價也有很大的影響。七層以下的建筑物宜采用混合結構，因其鋼筋混凝土用量少，其造價僅為鋼筋混凝土框架結構的60%～70%，但由于混合結構是由墻體承重，其墻體布置有一定的要求，使得其使用功能受到一定的限制，不如框架結構靈活；框架結構一般適用于12 層以下的建筑，但若在其合適的位置上設置幾道抗震剪力墻，則可以明顯提高建筑物的抗震能力，且可減少柱、梁的截面尺寸和配筋，從而節省了材料；框-剪結構的抗震能力有所提高，可用于20 層以下的建筑物，在其適當的位置上設置剛性簡體，可增強建筑物的整體剛度，同樣可以起到節省材料的作用。

3.2 應盡量選用輕質的墻體材料以減輕建筑重量，優質的輕質墻容重為6500～8500N/m？。而普通的磚墻容重為18000～22000 N/m？。選用輕質墻不僅能減少梁、板、柱（剪力墻）的截面和配筋，且可以大量減低基礎的負荷，降低造價。

3.3 建筑物構件尺寸的選擇，包括合理地選擇柱、梁截面尺寸，混凝土墻體及板的奪取度等。構件尺寸增大，可以減少該構件本身的配筋，但浪費了使用空間，且增加了混凝土用量，加大了建筑物荷重；構件尺寸減小，又會使得配筋率增加，加大了鋼筋用量。所以，如何把混凝土構件的配筋控制在一個經濟合理的范圍，需要結構設計者經過計算比較后，選定一個最優方案，這樣才能夠達到降低造價的目的。

4.結束語

從技術的觀點看，在當今世界上，幾乎任何結構都可以建造出來的。但從結構效益角度看，重要的問題是“應不應該這樣造？”而不是“可不可以這樣造？”結構設計都要講究經濟效益。這樣設計單位為了能夠中標，一定會加強技術研究，采用新技術理論，設計出安全、經濟合理的建筑，降低造價以加強競爭力，同時也增加了本身的信譽。