鋼結構廠房優化設計過程中的造價控制實例分析

摘 要：在鋼結構廠房優化設計過程中，造價控制是業主需求的重要方面。工程投資是一個關鍵因素，直接影響著建筑結構的選擇和設計。為了實現優化設計，建筑結構的優化是必不可少的。建筑高度、柱距和跨度等參數都需要進行合理的優化，以滿足業主需求并最大程度地降低建筑成本。在進行造價控制時，需要考慮這些參數對整體造價的影響。通過合理調整建筑高度、柱距和跨度等參數，可以有效降低鋼結構廠房的建設成本。

關鍵詞：鋼架結構；工業廠房；設計參數；造價

引言

在鋼結構廠房優化設計過程中，造價控制是一個至關重要的方面。隨著建筑項目規模的不斷擴大和工程成本的不斷上升，有效地控制造價成為確保項目可行性和經濟性的關鍵因素。因此，鋼結構廠房的優化設計需要綜合考慮結構設計、材料選用、施工工藝等多個因素，以最大程度地降低建設成本，提高項目的競爭力和可持續性。在本文中，我們將通過實例分析來揭示造價控制在鋼結構廠房優化設計中的重要性和應用方法。通過對數據的全面分析和綜合利用，我們將展示如何通過優化設計過程來實現成本效益的最大化，以期為鋼結構廠房的設計和施工提供有價值的參考。

一、工程概況

工程A是一座位于F市機場附近的單層門式鋼架廠房，具有檐口高度13.1m，柱距8.5m，跨度32m，建筑面積624m2的特點。在鋼結構廠房優化設計過程中，造價控制是一個重要的考慮因素。通過綜合利用這些數據，可以實現有效的成本控制和優化設計。單層門式鋼架結構的設計方案可以提供較大的建筑面積，滿足工程需求并最大化空間利用。

二、研究假設

本研究的假設是在鋼結構廠房優化設計過程中，通過合理控制建筑高度、柱距和跨度等參數，可以實現經濟合理范圍內的造價控制。根據實際情況分析，我們推測在H1廠房的設計中，單方造價的變化與建筑高度、柱距和跨度等因素密切相關。同時，我們假設H2大跨度和大柱距對造價的影響較大。因此，在優化設計過程中，我們需要重點考慮這些因素對造價的影響程度（即H3）。通過對該研究假設進行深入分析，我們可以制定相應的優化策略，以實現鋼結構廠房的經濟合理性。

三、研究方案

（一）研究方案設計

在鋼結構廠房優化設計過程中，造價控制是一個重要的考慮因素。為了實現這一目標，我們將采用以下研究方案設計（見表1）。首先，設計參數包括建筑高度、柱距和跨度，需要進行綜合考慮和優化。在方案1～4中，我們將根據不同的建筑高度范圍（5～7）和柱距范圍（7～9），進行方案的劃分和比較。然后，通過在方案5～7中固定建筑高度和柱距，對跨度進行變化，以探索不同跨度對造價的影響。在方案7～9中，我們將固定跨度，調整建筑高度和柱距，以尋找經濟效益最佳的設計方案。將5～9調整建筑面積為5400ｍ2，以統一設計范圍[1]。

（二）結構分析和構件設計

在鋼結構廠房優化設計過程中的造價控制實例分析中，通過采用九個方案進行結構分析和構件設計，可以實現成本的有效控制。首先，利用中國建筑研究院的專業知識和經驗，結合PKPM-ST軟件進行結構分析，以確定最佳的構件設計方案。通過對結構的分析，可以確定變化的高度以及合理的柱距，以最大程度地提高結構的穩定性和承載能力。隨后，針對分析結果進行構件重新設計，優化構件的尺寸設計值。通過合理的尺寸設計，可以降低材料的使用量，進一步降低造價。同時，構件的設計和選擇要考慮到結構的安全性和耐久性，確保結構在長期使用中的穩定性和可靠性[2]。

（三）計量和計價

在鋼結構廠房優化設計過程中，造價控制是一個關鍵的方面。通過使用建筑工程算量規范、Ｆ市工程造價標準以及工程量測算方法，可以實現對工程造價的準確計量。廣聯達云計價軟件作為一種計價工具，能夠提供全面的工程計價服務，為項目的造價控制提供支持。在設計方案中，鋼結構用量是一個重要的指標，通過準確測算鋼構件的數量和重量，可以對鋼結構廠房的造價進行評估。最終，通過對工程總造價的匯總分析，可以對鋼結構廠房優化設計過程中的造價進行全面的控制和評估。以上所有數據的計量和計價結果將為項目的決策提供重要參考，確保在設計過程中實現經濟高效的目標，工程造價匯總見表2。

四、設計參數變化對鋼架結構工業廠房造價影響

（一）設計參數變化對鋼材用量的影響

在鋼結構廠房的優化設計過程中，設計參數的變化對鋼材用量的影響是一項重要的考量因素。對此進行深入的研究和分析，不僅可以為設計師提供更多的設計靈感，也可以幫助項目方進行更為精確的造價控制。首先，需要明確的是，設計參數中的高度、柱距和跨度是直接影響構件單位面積用鋼量的三個重要因素。這三個因素對于鋼梁、鋼柱和檁條的需求量具有直接的影響。其次，柱網布設的方式也會影響到總單位面積用鋼量，因此在設計過程中需要對這些參數進行敏感分析，以確定最優的設計方案。在各個設計方案中，可以觀察到總單位面積用鋼量逐漸增大的趨勢，而且這種增大的趨勢趨近于線性變化。這說明了鋼材用量的增加與設計參數的變化存在著直接的關系。其中，跨度在30m之內時，總單位用鋼量的增加幅度較為明顯，而跨度從30m變為32m時，總單位用鋼量的增加幅度則明顯減小，顯示出增加的幅度變得平緩。這可能是由于在設計過程中，鋼材的最優使用已經接近極限，所以增加的幅度變得平緩。另外，對于不同的設計方案，其總單位面積用鋼量也存在著顯著的差異（見表3）。例如，從方案4到方案5，總單位用鋼量有明顯的上升幅度，而從方案5到方案8，總單位用鋼量則明顯高于其他方案。這說明了在不同的設計方案中，設計參數的改變對于鋼材用量的影響是顯著的。因此，優化設計過程中的造價控制，需要對這些設計參數進行精確的控制和調整。

總的來說，設計參數的變化對鋼材用量的影響是顯著的，這對于鋼結構廠房的優化設計和造價控制具有重要的意義。通過對設計參數的敏感分析，可以找到最優的設計方案，從而實現鋼材的最優使用，達到造價控制的目的。而這種敏感分析需要基于實際的設計數據，通過對各個設計參數的均值和極差的計算，才能得出準確的結果。

（二）設計參數變化對單方造價的影響

在鋼結構廠房優化設計過程中，設計參數的變化對單方造價產生著重要影響。一方面，單位平方米造價（C1）與高度（H）呈正相關，表示為C1 ∝ H。換言之，隨著高度的增加，單位平方米造價也會增加。另一方面，單位立方米造價（C2）與高度（H）呈負相關，表示為C2 ∝ -H。這意味著隨著高度的增加，單位立方米造價會減少。柱距（D）與單位平方米造價（C1）呈負相關，表示為D ∝ -C1。因此，柱距隨著單位平方米造價的增加而減少。跨度（L）與單位平方米造價（C1）呈正相關，但在跨度小于30m時，跨度隨單位平方米造價的減少而減小。方案比較顯示，方案1-4的造價整體低于方案5-9的造價。跨度與造價的關系表明，方案1-4的跨度大于方案5-9的跨度。綜合之前的分析，跨度是影響造價最大的因素。當跨度大于30m時，增加跨度會顯著降低造價。從三個參數的組合來看，方案1（D=8.5m，L=32m，H=12.1m）具有最低的單位平方米造價（C1），而方案5（D=8.5m，L=32m，H=15.1m）具有最低的單位立方米造價（C2）。因此，在降低單位平方米造價方面，選擇較低的高度（H）、較大的柱距（D）和較大的跨度（L）是有利的。上述研究結果，證明了Ｈ１和Ｈ２假設成立。

（三）敏感性分析

在鋼結構廠房優化設計過程中，敏感性分析是一項重要的工作，能夠幫助我們評估不同參數對造價的影響程度。通過對敏感度系數的評價指標分析，我們可以了解各參數的變化對造價的影響程度，并據此制定相應的方案。

分析中使用的設計參數，包括高度、柱距和跨度，并計算出它們的敏感度系數。根據結果，高度的敏感度系數為0.0161，表示高度變化對造價影響較小。柱距的敏感度系數為-0.0381，表示柱距變化對造價影響較大且反向。而跨度的敏感度系數為0.1899，表示跨度變化對造價影響最大且同向。由于廠房造價受3個因素同時變化的影響，高度每增加1m，造價增加0.1%～0.2%。而跨度在30m以內時，當跨度減少10m、15m時，造價相應減少4.0%、4.5%。另外，柱距每減少1.5m，造價增加0.8%～2.5%。

綜上所述，通過對敏感性分析的結果進行評估，我們可以采取相應的措施來控制造價。例如，在設計過程中，可以適當控制高度的變化范圍，以降低造價的增加；在跨度較小的情況下，可以考慮減小跨度以降低造價；而在柱距方面，應注意保持合適的距離，以避免造價的不必要增加。通過敏感性分析的綜合考量，我們可以優化鋼結構廠房的設計方案，實現造價的控制。這種基于參數敏感度的分析方法，使得我們能夠更加科學地進行決策，確保在有限的單位平方米內，最大程度地滿足設計要求，實現經濟效益的最大化[3]。

五、造價控制要點

首先，單個設計參數的選擇對于控制造價至關重要。其中，層高、柱距和跨度是決定鋼結構廠房建筑高度和整體結構穩定性的關鍵因素。其次，單層廠房的設計參數取值應根據實際需求和預算來確定，以實現最優的功能造價比。在此過程中，需要綜合考慮影響程度以及跨度變化對單位面積用鋼量的影響。例如，當跨度從30m增加到32m時，單位面積用鋼量可能降低，這對于控制造價具有積極作用。此外，建筑高度和跨度臨界點也是影響造價的關鍵因素，需要在設計過程中進行合理的權衡和調整。最后，通過科學的造價控制策略，可以實現鋼結構廠房優化設計過程中的經濟效益和成本控制目標的統一。

結語

在鋼結構廠房優化設計過程中的造價控制實例分析中，建筑行業的廠房工程設計環節扮演著重要的角色。通過對設計環節進行精細化管理，可以有效控制造價，提高工程的經濟效益。在工程設計期間，采用合理的造價管理模式，可以確保工程的質量與安全，并最大限度地降低成本。通過充分利用現有資源，優化設計方案，合理選用材料和施工工藝，可以實現造價控制的目標。在今后的工程項目中，應繼續加強對造價控制的重視，不斷優化管理方法和技術手段，以提高工程質量和經濟效益，促進建筑行業的可持續發展。

參考文獻：

[1]薛盛群.建筑材料價格波動對建筑經濟活動影響分析[J].江西建材，2023（03）：455-457.

[2]杜海雷.分析建筑材料價格對建設工程造價的影響及風險管理對策[J].陶瓷，2022（09）：189-190.

[3]鄧如媛.工程造價控制中材料價格的風險管理策略[J].財經界，2021（24）：59-60.

作者簡介：章彩云（1976－），女，漢族，安徽銅陵人，本科，工程師，研究方向：工程造價。