智能(néng)化(huà)設計(jì)！建築結構與成本的(de)關系！

　　智能(néng)化(huà)設計(jì)！建築結構與成本的(de)關系！大(dà)量的(de)統計(jì)數(shù‌)據和(hé)實踐表明(míng)，前期策劃和(hé)設計(jì)階段(項目策劃、方案設計(jì)、初步設計(jì)、施工(gōng)圖設計(jì))影(yǐng)響整個(≤gè)房(fáng)地(dì)産項目投資在80%以上(shàng)，而結構成本占到(dào)建安成本的(de)40%～60%，Ω同時(shí)結構成本還(hái)常常由于策劃及設計(jì)管理(lǐ)的(de)好(hǎo)壞出現(xiàn)非常大π(dà)的(de)波動，結果可(kě)能(néng)造成成百上(shàng)千萬元的(de)造價差别，因此結構設計(jì)優化(huà)就(jiù)成為∏(wèi)整個(gè)設計(jì)階段成本控制(zhì)的(de)重中之重。

　　結構設計(jì)是(shì)在建築平面布置及建築立面表現(xiàn)的(de)基礎上(shàng)，以國(guó)家(jiā)或地(dì€)方現(xiàn)行(xíng)規範、規程、圖集為(wèi)依據，通(tōng)過結構荷載計(jì)算(suàn)、荷載效應組合及各種荷載作(zuò)用(yòng)下(xià)結構的(de)內(•nèi)力分(fēn)析，最終确定結構體(tǐ)系、結構構件(jiàn)(如(rú)牆、柱、梁、闆)尺寸、基礎尺寸及其材料類型和(hé)材料強度等的(de)過程。結構設計(jì∏)是(shì)工(gōng)程設計(jì)中降本潛力相(xiàng)當大(dà)的(de)一(yī)個(gè)環節。結構專✘業(yè)的(de)優化(huà)設計(jì)，不(bù)是(shì)以犧牲結構安全度和(hé)抗震性能(néng)來(lái)求得(de) 經濟效益的(de)，而是(shì)以結構理(lǐ)論為(wèi)基礎，以工(gōng)程經驗為(wèi)前提，以對(duì)結構設計(∑jì)規範實質內(nèi)涵的(de)理(lǐ)解和(hé)靈活運用(yòng)為(wèi)指導，以先進的(de)結構分(fēn)±析方法為(wèi)手段，對(duì)設計(jì)進行(xíng)深入調整、改善與提高(gāo)，對(duì)成本進行(xíng)審核和(h★é)監控，是(shì)對(duì)結構設計(jì)深化(huà)再加工(gōng)的(de)過程。

　　結構成本控制(zhì)必須貫穿整個(gè)設計(jì)和(hé)策劃的(de)全過程，包括前期論證及策劃階段的(de)地(dì)質情況調查、規劃階段的(de)初勘、方案階段的(de)結構介入‌、擴初階段對(duì)結構方案的(de)優化(huà)、施工(gōng)圖階段給設計(jì)院灌輸成本意識及施工(gōng)圖配合階段變更、簽證的(de)管理(lǐ)。其技(jì)術(sh←ù)關鍵點主要(yào)體(tǐ)現(xiàn)在下(xià)面幾方面：

　　1、推敲地(dì)下(xià)室布置

　　地(dì)下(xià)室結構在結構成本中所占的(de)比重很(hěn)大(dà)，而且地(dì)下(xiàβ)室的(de)結構離(lí)散性比較大(dà)，對(duì)其他(tā)部分(fēn)的(de)影(yǐng)響和(hé)關聯不(bù)明(míng)顯，做(zu✘ò)好(hǎo)地(dì)下(xià)室結構的(de)優化(huà)設計(jì)對(duì)于控制(zhì)整個(gè)結構成本至關重要(yào)。首先，要(yào)注意♦公共大(dà)地(dì)下(xià)室的(de)面積的(de)充分(fēn)利用(yòng)，做(zuò)好(hǎo)單層地(dì)下(xià)室和(h↑é)多(duō)層地(dì)下(xià)室的(de)方案較。

　　其次，要(yào)把握好(hǎo)支護成本的(de)降低(dī)，盡量擡高(gāo)整個(gè)±0.000的(de)标高(gāo)，因為'(wèi)這(zhè)不(bù)僅降低(dī)了(le)支護的(de)成本還(hái)節約了(le)土(tǔ)方的(de)開(kāi)挖和(hé)外(wδài)運，減少(shǎo)了(le)地(dì)下(xià)水(shuǐ)豐富區(qū)域的(de)水(shuǐ)壓力的(de)影(yǐng)響，對(dπuì)地(dì)下(xià)室的(de)底闆和(hé)抗拔樁的(de)設計(jì)都(dōu)起到(dào)了(le)有(yǒu)利影(yǐng)響。對(duì)地¶(dì)下(xià)室的(de)結構成本控制(zhì)還(hái)要(yào)把握好(hǎo)地(dì)下(xià)室頂₹部覆土(tǔ)厚度的(de)控制(zhì)和(hé)頂部活荷載的(de)控制(zhì)，地(dì)下(xià)室頂部覆土(tǔ)的(de)厚度一(yī)般與景觀布置和(hé)地(dì)下(x<ià)管線的(de)埋設要(yào)求有(yǒu)關系，這(zhè)就(jiù)要(yào)求在設計(jì)管理(lǐ)過程中把景觀設計(jì)和(hé)管網設計(jì)提前介入，做(zβuò)好(hǎo)精細化(huà)設計(jì)和(hé)專業(yè)配合工(gōng)作(zuò)，嚴格控制(zhì)好(hǎo)地(dì)下'(xià)室頂部覆土(tǔ)的(de)厚度。最後，要(yào)把握好(hǎo)地(dì)下(xià)室頂闆和(hé)底闆的(de)布置方案，對(duì)這(zhè)些(xiē)結構布置方案♣要(yào)做(zuò)好(hǎo)多(duō)方案成本比較，要(yào)全方位的(de)把握方案的(de)可(kě)行(Ωxíng)性，對(duì)方案的(de)取舍要(yào)慎之又(yòu)慎。

　　2、控制(zhì)層高(gāo)

　　在滿足建築立面和(hé)使用(yòng)淨高(gāo)的(de)前提下(xià)，減少(shǎo)層高(gāo)不(bù)僅可(kě)以減少(shǎo)豎↓向構件(jiàn)的(de)長(cháng)度和(hé)體(tǐ)積，同時(shí)還(hái)可(kě)以減少(shǎo)基礎等土(tǔ)建成本和(hé)外(φwài)裝、設備及運營成本。對(duì)于一(yī)般中檔房(fáng)屋來(lái)講，層高(gāo)每減少(shǎo)100mm，成本可(k§ě)減少(shǎo)30～40元/㎡，地(dì)下(xià)室還(hái)會(huì)更高(gāo)些(xiē)。減少(shǎo)層高(gāo)可(kě)以通(tōng)≥過結構專業(yè)控制(zhì)梁高(gāo)、設備專業(yè)每層綜合布線來(lái)實現(xiàn)。某些(xiē)部位還(hái)可(kě)以采用(yòng)變截面梁或在梁中預埋套管等✘措施來(lái)保證樓層淨高(gāo)的(de)要(yào)求。

　　3、控制(zhì)高(gāo)寬比（即結構高(gāo)度和(hé)結構有(yǒu)效寬度的(de)比值）

　　建築高(gāo)寬比越大(dà)，主體(tǐ)結構抗傾覆力矩也(yě)越大(dà)，安全所需抗側力構件(jià n)(剪力牆)便越長(cháng)，由此便會(huì)增加結構成本。控制(zhì)高(gāo)寬比成為(wèi)了(le)結構優化(huà)設計(jì)的(de)顯著環節。

　　4、優化(huà)剪力牆設置

　　底部商業(yè)、底層複式住宅或架空(kōng)層層高(gāo)一(yī)般較高(gāo)，為(wèi)滿足規範要(yào)求，剪力牆§牆厚必須增加較多(duō)，同時(shí)因變成了(le)短(duǎn)肢剪力牆，配筋也(yě)将進一(yī)步增加，此時(sh§í)可(kě)以通(tōng)過驗算(suàn)超限牆體(tǐ)的(de)穩定性來(lái)減小(xiǎo)牆厚，由此一(yī)來(lái)，牆厚變小(xiǎo)，成 本也(yě)将大(dà)大(dà)降低(dī)。剪力牆長(cháng)度和(hé)數(shù)量主要(yào)以位移指标來(lái)控制(zhì)，規範規定純剪力牆結構的(de)層間(↕jiān)位移比限值為(wèi)1/1000，為(wèi)充分(fēn)發揮剪力牆的(de)最大(dà)作(zuò)用(y♦òng)，設計(jì)時(shí)可(kě)以以1/1050~1/2000作(zuò)為(wèi)層間(jiān)位移π比的(de)目标限值，在保證建築物(wù)安全富餘的(de)前提下(xià)減少(shǎo)不(bù)必要(yào)的(de)剪力牆體(tǐ)，從(cóng)而從(cóng)整體(<tǐ)上(shàng)節約造價。

　　5、優化(huà)梁的(de)布置及配筋方式

　　樓蓋造價占結構總造價的(de)9%~13%，其重量占整個(gè)房(fáng)屋重量的(de)22%左右。梁屬于樓蓋的(βde)一(yī)部分(fēn)，其布置直接影(yǐng)響著(zhe)闆的(de)受力情況和(hé)配筋，合理(lǐ)布置梁也(yě)成為(wèi)了✔(le)控制(zhì)造價的(de)關鍵。對(duì)于常見(jiàn)的(de)8.1mx8.1m~9.0mx↔9.0m柱網，标準層等承受荷載較小(xiǎo)的(de)樓闆優先考慮平行(xíng)梁或十字梁，其大(dà)概綜合成本(計(jì)算(≤suàn)鋼筋的(de)數(shù)量、混凝土(tǔ)的(de)數(shù)量和(hé)模闆的(de)數(shù)量)會(huì)比井字梁低(d↔ī)10%左右，而對(duì)于地(dì)下(xià)室頂闆等承受荷載較大(dà)的(de)樓闆應選用(yòng)井字梁，以滿足協調受力、保證淨高&(gāo)的(de)要(yào)求。同時(shí)，可(kě)以取消那(nà)些(xiē)小(xiǎo)跨度樓闆下(xià)部為(wèi)支撐♦上(shàng)部較短(duǎn)填充牆而設置的(de)小(xiǎo)梁(如(rú)廚房(fáng)、衛生(shēng)間(jiān)等)，因為(wèi)樓闆 本身(shēn)足以承載那(nà)些(xiē)填充牆，不(bù)需要(yào)單獨設梁，這(zhè)樣梁減少(shǎ​o)，成本降低(dī)，空(kōng)間(jiān)也(yě)變好(hǎo)。在大(dà)跨度框架梁配筋方面，應避免上(shàng)部粗大(dà)鋼筋全梁貫'通(tōng)，盡量采用(yòng)較小(xiǎo)直徑鋼筋配置，這(zhè)樣可(kě)以有(yǒu)效節省框架梁的(de)鋼筋用(yòng)量。

　　6、控制(zhì)樓闆厚度

　　樓闆厚度直接影(yǐng)響著(zhe)結構荷載，20mm厚樓闆自(zì)重約占标準層總荷載3.3£%，厚度增加，荷載加大(dà)，梁、牆、基礎均會(huì)加大(dà)，成本也(yě)随之增加。同時(shí)，對(duì)于标準層較小(xiǎo)樓闆來(lái)講，配筋均按最☆小(xiǎo)配筋率來(lái)要(yào)求，樓闆厚度增加反而配筋增大(dà)，所以實際工(gōng)程設計(jì)時(shí)樓闆厚度也(yě)是(shì)÷一(yī)個(gè)降低(dī)成本的(de)控制(zhì)要(yào)素。

　　7、混凝土(tǔ)标号的(de)合理(lǐ)采用(yòng)

　　混凝土(tǔ)标号每增加一(yī)級，單價提高(gāo)約5~8%;對(duì)柱及剪力牆軸壓比的(de)影(yǐng)響很(hěn)明(míng)顯，應優先選用(yò✘ng)高(gāo)标号混凝土(tǔ);對(duì)梁來(lái)說(shuō)，标号高(gāo)低(dī)對(duì)梁的(de)承載力變化(huà)不(bùπ)大(dà)，應選用(yòng)低(dī)标号混凝土(tǔ);對(duì)闆來(lái)說(shuō)，雖然提高(gāo)标号對(duì)承載力有(yǒu)提高(±gāo)，但(dàn)标号提高(gāo)後最小(xiǎo)配筋率相(xiàng)應增大(dà)，樓闆開(kāi)裂的(de)幾率也(yě)增大(dà)，所以也(yě)應選用<(yòng)低(dī)标号的(de)混凝土(tǔ)。工(gōng)程設計(jì)時(shí)通(tōng)常将牆柱混凝土(tǔ)标号高(gāo)于梁β闆混凝土(tǔ)标号一(yī)~二個(gè)等級，将混凝土(tǔ)承載能(néng)力最大(dà)化(huà)。

　　8、鋼筋材料的(de)合理(lǐ)選擇

　　HRB400級鋼筋無論從(cóng)強度、延性還(hái)是(shì)性價比上(shàng)都(dōu)是(shì)其他(tā)鋼材無法比拟的(de)。HRB 33&5級鋼筋比HRB235級鋼筋貴約4%，強度提高(gāo)43%;HRB400級鋼筋比HRB 335級鋼筋貴約2.9%，強度提高(gāo)20%。因此，設計(jì)中使用(yφòng)HRB400級鋼筋代替傳統的(de)HRB235級鋼筋和(hé)HRB335級鋼筋作(zuò)為(wèi)受力鋼筋( 吊鈎出外(wài))可(kě)有(yǒu)效降低(dī)工(gōng)程的(de)鋼筋用(yòng)量。

　　以上(shàng)是(shì)從(cóng)建築結構設計(jì)方面對(duì)一(yī)些(x↑iē)成本控制(zhì)關鍵環節的(de)闡述。每一(yī)個(gè)工(gōng)程建築都(dōu)需要(yào)彙集參建各方的(de)智慧和(hé)×辛勤工(gōng)作(zuò)。從(cóng)建築結構設計(jì)角度出發，就(jiù)是(shì)要(yào)盡力做( zuò)到(dào)結構安全、經濟效益和(hé)社會(huì)效益最大(dà)化(huà)，要(yào)處理(lǐ)↕好(hǎo)這(zhè)些(xiē)問(wèn)題，涉及到(dào)建築與結構方案、計(jì)算(suàn)機('jī)軟件(jiàn)應用(yòng)、工(gōng)作(zuò)經驗和(hé)技(jì)術(shù)先進等問(wèn)題"，加強這(zhè)方面工(gōng)作(zuò)的(de)研究和(hé)交流，就(jiù)能(néng)使結構設計(jì)越做(zuò)越好(hǎo)。前期階段，進行(xíng)多(duō∑)方案的(de)對(duì)比分(fēn)析，找到(dào)其中安全、經濟、美(měi)觀的(de)平衡點。在優化(huà)過程中，采取辦法減小(xiǎo♣)構件(jiàn)截面，減薄闆厚，采用(yòng)較矮的(de)梁高(gāo)，合理(lǐ)地(dì)增大(dà)樓層淨高(gāo)，減少(shǎo)剪力牆等₽，這(zhè)些(xiē)做(zuò)法不(bù)僅能(néng)減少(shǎo)混凝土(tǔ)用(yòng)量，減輕結構自(zì)重，而且減低(dī)了(le)結£構剛度，減小(xiǎo)了(le)地(dì)震力。結構優化(huà)的(de)目的(de)就(jiù)是(shì)÷在保證工(gōng)程質量的(de)同時(shí)去(qù)除無效的(de)結構成本，達到(dào)最小(xiǎoε)的(de)投入産出比，最終實現(xiàn)建築安全、經濟和(hé)美(měi)觀的(de)完好(hǎo)統一(yī)。