論實現建筑結構設計成本控制的有效措施

摘要：結構設計環節成本控制作為建筑工程成本控制的一個重要手段，近年來隨著我國建筑市場的逐漸成熟，其越發得到建筑建設者的重視，同時也成為建筑工程結構設計單位提高市場競爭力，獲取招標親睞的一種有力武器。因此，本文主要基于建筑結構設計中的建筑方案與結構方案出發，對結構設計環節如何從兩個方案上做好成本控制進行淺論，以期能為相關建筑業主與設計單位提供一份淺陋的參考資料。

關鍵詞：成本控制;建筑工程;結構設計;建筑方案;結構方案

一、前言

從相關建筑工程的施工經驗來看，設計方案選用的好壞對工程投資的影響度在70%甚至以上，由此也可以看出建筑建設者對于設計方案選用的重要性。在一般情況下，建筑工程的結構設計主要托付給設計單位或者建設企業自身的設計部門來完成，但是大部分設計師由于自身設計理念的不同，更多的精力放在建筑價值、結構安全及功能使用等方面，對于設計環節的成本控制缺乏整體的知識體系。而設計管理人員的關注點則不同，其更多的把精力放在成本范圍的控制上，希望在完成建筑價值的前提下，最大程度的控制成本。因此，如何實現二者的有效結合，既體現建筑價值、結構安全以及功能使用等方面的內容，有能夠控制建筑工程成本顯得異常的重要。

二、建筑方案設計環節的成本控制

1、保持規則性

在建筑方案設計階段，要做好建筑工程、結構以及機械設備等層面設計的配合或者合作工作。在符合建筑工程功能使用、中國建筑美學等標準要求的前提下，要盡量實現建筑平面或者豎向規則性設計，從而減少復雜化施工或者多程序施工提高建筑成本。在這一方面，主要辦法有：減少使用凹凸不規則性或者較大樓層錯層的設計辦法;利用對抗震縫進行多等分劃分等措施，把相對不規則的結構進行多個簡單單元的劃分;減少對多塔、多轉換以及層高突變等設計方案的使用，在符合抗震標準要求的前提下，對于豎向不規則的薄弱部分，可以提高1.15～2.0倍的地震內力增大系數。另外對于建筑群，還可以把多棟的主樓利用裙房進行相連，從而構建大底盤多塔樓的建筑結構。在一般情況下，裙房和主樓之間要設計分離縫，并按照抗震、防火等要求進行設計。

2、避免超限現象

對于超限設計方案一定要避免選用，從很大程度上來講，超限結構設計雖然具有獨特性，但是對于結構安全與成本控制并不有利。例如，在房屋體型設計上，如果有三項或者以上設計不規則時，按照相關規范標準，一定要嚴格進行超限審查程序，一般包括大震、中震等規范要求進行結果計算，而這樣不但延長設計周期，還提高工程成本造價的支出，不利于建筑成本控制。

3、控制外立面成本支出

在外立面設計上，要減少運用較大凸凹的設計辦法，這是因為其不但提高外墻面積施工，還提高建筑在節能層面的成本支出。而在外立面材料的選用上，如果只是從建筑造價層面進行考慮，可以利用窗墻結合的形式。另外，對于外立面線條的使用要根據工程需要適量選擇。例如，對于以框架為核心筒的某一辦公寫字樓，其在外立面每1.6m上進行豎向線條的設置，在增加裝飾柱的同時，還提升成本控制，折算到樓層的每平米用鋼量增加約 5kg，其平面設置圖如（圖一）所示。

圖一、某辦公寫字樓外裝飾柱平面布置圖

三、結構方案設計環節的成本控制

在結構設計環節，通過利用概念性近似值估算的辦法，不但可以使方案設計快速、有效地完成結構體系的構建、對比與最終決定，還可以實現結構設計的安全性與經濟性。同時，其還可以作為計算機進行內力分析后，所得到數據正確性判斷的主要依據。因此，對于結構概念設計辦法的選用必然成為結構設計未來的發展方向。

1、結構選型方案設計

在建筑工程結構選型工作上，一般都會受到建筑方案、功能使用等層面因素的影響，但是相對來說含鋼量的影響更大，因此要嚴格要求結構設計人員對含鋼量的清楚把握。相對來說，在鋼筋混凝土高度相同的高層建筑上，在普通剪力墻、框架剪力墻以及框架核心筒等結構的選用上，前者的造價較低，后兩者的造價基本相同。

例如，在對某地區百米高的建筑進行調查后發現，選用普通剪力墻結構后，總用鋼量控制在40～50 kg/m 2之間，而后兩者普遍達到50～60kg/m 2之間。所以建議一般用途的高層公寓或者住宅，可以選用剪力墻結構的方式，而對于辦公寫字樓、文藝展示廳等由于特殊功能的要求，可以選用框架剪力墻或者框架核心筒結構。

2、結構布置方案設計

①在結構確定后，對結構附帶構件（例如梁、柱以及墻等）的設計同樣重要，在一般情況下可以遵從均勻、對稱以及分散等原則，利用最少的材料實現結構的最大剛度。

②對于高層建筑工程的剪力墻設計，一般采用均勻分散的方式，除非屬于框架核心筒結構由于功能的特殊要求;而對于高層建筑采用剪力墻結構后，要采用“大跨長墻”布置的形式，從而減少邊緣構件配筋需要，加強建筑在抗震層面的性能。

③對于多層商業裙房柱網梁板，要選用“十字”交叉次梁結構，其示意圖如（圖二所示）。其不但能夠有效體現出板承載力的優秀性能，又可以減少鋼量。

圖二、“十字”交叉次梁結構

④對于建筑梁板結構的使用，在符合相關法律法規所要求最小厚度的前提下，要盡量選用薄板結構。這是因為相對來說，結構重量越大，不但提高構件的截面面積，對于地震的作用也在增加。所以對于高層建筑來說，一定要適度控制自重。在一般工程中，可以通過隔墻的布置方式，適度提高次梁減小板的厚度，并盡量選用輕質隔墻。

3、混凝土與鋼筋的設計方案

在鋼筋設計方案上，要減少方案對于高強度鋼筋的選用，從而避免不必要的浪費。例如，在梁、板、柱以及構造邊緣的構件上，在符合建筑強度的前提下，對于受力筋層面可以適度選用HRB400型鋼筋;而對于構造鋼筋、墻體拉結筋和分布筋，可以選用HPB300型。

對于梁、板以及墻等構件，在其混凝土等級的選用上要保持在C30～C40之間，特別對于墻、板等位置，其屬于最小配筋率所控制，如果混凝土的強度較高，其最小配筋率也隨之增高。

對于高層建筑，在底層框架柱的設計方案上，可以選用具有高強度的混凝土，主要是從降低柱的截面與數量，提高建筑使用空間，降低縱筋與

箍筋量等層面進行考量。當然，對于柱的混凝土的選用，其強度等級也不是越高越好，在很大程度上還受到混凝土加工工廠水平的影響，因此也不能追求不現實或者浪費的現象。

4、新技術的運用

由于近年來，我國經歷過多次嚴重的地震，因此建筑工程對于“抗震”的水平也在提高。在我國建筑“抗震”層面，變“堵”成“疏”屬于一種有效的“分災”理念。目前，主要對建筑結構較為關鍵的部位進行“減災單元”的設計，提高建筑結構剛度在分布層面的均勻性與對稱性，提高建筑結構整體振型從扭轉變成平動，從而避免地震能量集中于部分主要構件上，并引導破壞能量首先從耗能減震裝置開始。目前運用較多的是屈曲約束支撐、耗能墻、阻尼器等。這些減震隔震技術的運用可以大幅度提高建筑的延性和耗能能力，有效降低建筑材料用量，在高烈度區的新建建筑和既有建筑的抗震加固中得到廣泛應用。

四、結論

綜上所述，在建筑工程成本控制工作上，結構設計成本控制屬于一個較為重要的環節，其即關系到建筑的結構優化設計，又關系到工程成本的有效控制，因此已經成為建筑行業所致力攻破的領域難題。與此同時，對于建筑結構的設計工作，其較為復雜、嚴謹，對于設計人員的要求較高。因此，相關設計人員一定要從細節開始把握，不斷學習與創新設計理念，使方案設計環節開始實現工程成本的有效控制。

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