關于建筑結構設計之中的經(jīng)濟性研討

1、<p>　　關于建筑結構設計之中的經(jīng)濟性研討</p><p>　　摘要：隨著城市化進程的加快，我國建筑行業(yè)迎來了發(fā)展的良機。在建筑工程中，工程造價問題一直以來都是人們關注的焦點。一個成功的建筑工程項目，不僅要保證良好的使用功能，而且要保證足夠的安全性，除此之外，還應具有最優(yōu)的經(jīng)濟性。本文將針對建筑結構設計之中的經(jīng)濟性展開研討。 </p><p>　　關鍵詞：建筑；結構設計；經(jīng)濟性

2、 </p><p>　　中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　建筑結構設計經(jīng)濟性概述 </p><p>　　對于工程建設投資控制而言，前期控制效果遠遠好于后期控制效果，所以，設計階段的投資控制便具有非常重要的現(xiàn)實意義。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，設計階段和施工階段對項目投資比重的影響分別是75%—95%、5%—25%，由此可見，建筑工程投資控制

3、的關鍵之處在于設計階段。另外，對于同樣功能要求的建筑，如果按照技術經(jīng)濟原則進行合理的結構設計，可有效降低工程造價，甚至高達30%。對于一般建筑物而言，結構造價通常占50%左右，所以，若想大幅降低建筑工程項目的造價，優(yōu)化結構設計是必不可少的手段。研究建筑結構經(jīng)濟性，具有深遠的意義[1]。 </p><p>　　在建筑結構設計中，如何兼顧合理與經(jīng)濟這兩大要素，一直以來都是國內外學者的重點研究工作?？上У氖牵壳盀橹谷?/p>

4、舊沒能建立一個成熟或者接近成熟的關于建筑結構設計的數(shù)學模型。經(jīng)濟性目標的實現(xiàn)應該建立在建筑結構長期效益的基礎上，盡可能地減少近期投資，同時還應保證建筑結構具有良好的工作性能，如合理、可靠性。在實際工作中，設計者應該根據(jù)這些對設計目標進行準確定位， 讓設計盡量滿足上述要求，以實現(xiàn)質量可靠、結構合理、造價經(jīng)濟的有機融合，為整個建筑工程項目的建設奠定堅實的基礎。 </p><p>　　2.當前建筑結構設計經(jīng)濟性問題分析

5、 </p><p>　　目前，我國建筑行業(yè)已經(jīng)進入了一個快速發(fā)展的時期。人們在關注建筑行業(yè)快速發(fā)展的同時，也應該對其內涵進行重新審視。目前，建筑結構設計中關于經(jīng)濟性的研究，還遠遠不夠成熟。 </p><p>　　2.1不重視建筑結構設計的經(jīng)濟性 </p><p>　　在整個建筑結構設計構思中，設計者常常將重心放在了建筑功能及形式這兩大方面。對建筑結構設計方案進行評價

6、時，通常僅關注以下三個方面，一是形式表現(xiàn)力，二是空間舒適度，三是技術先進性[2]，對建筑結構設計的經(jīng)濟性問題普遍沒有進行深入的研究，導致實際操作中，建筑經(jīng)濟指標的不合理。 </p><p>　　2.2 忽視建筑使用階段的消費成本 </p><p>　　一提到建筑經(jīng)濟性，人們常常將認識局限在建設成本這一塊，從而忽視了建筑使用階段的消費成本，沒能構建一個高效的資源綜合利用體系，雖然實現(xiàn)了建筑低

7、投入，卻走入了高能耗、低效率的誤區(qū)。 </p><p>　　2.3缺乏綜合效益觀念 </p><p>　　設計者們往往沒有從全局的角度去審視建筑的經(jīng)濟效益，片面追求高經(jīng)濟回報， 忽視了環(huán)保及社會效益等方面的要求，這對于建筑綜合經(jīng)濟效益而言是十分不利的。造成這些問題的根源在于傳統(tǒng)發(fā)展觀點的制約。既沒有充分考慮自然資源的消耗問題，也沒有充分考慮整體效益的協(xié)調問題，更沒有成分考慮對社會消費的客觀

8、引導問題。目前，可持續(xù)發(fā)展的理念逐漸深入人心，傳統(tǒng)發(fā)展觀所造成的不利影響將會得到有效緩解。在工程建設中，社會效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟效益的有機融合將會成為人們的普遍共識和最高目標[3]。在這種背景下，人們對建筑結構設計之中的經(jīng)濟性問題進行了再次思考，不僅涉及經(jīng)濟性的內涵，還涉及經(jīng)濟性的評價標準及相關的設計原則。 </p><p>　　3.建筑結構設計經(jīng)濟性控制要點 </p><p>　　3.1

9、選擇合理的結構形式 </p><p>　　在選擇結構形式的過程中，要滿足建筑造型的要求，要滿足相關使用功能的要求，要滿足受力合理的要求，還要滿足造價經(jīng)濟性原則。在鋼筋混凝土結構中，尤其是高層建筑，設計要點在于控制結構的側移，要求結構能夠抵御一定程度的水平載荷作用，所以，抗側力結構體系獲得了廣泛的應用，包括：1）框架結構；2）框架剪力墻結構；3）短肢剪力墻結構；4）大開間剪力墻結構等[4]。它們在經(jīng)濟性方面各有自己

10、的特點，另外，在適應性及抗震性方面也各有不同。所以，設計人員進行結構形式選擇的過程中，要給予綜合考慮（使用功能、高度、施工環(huán)境、投資額度等），并堅持“經(jīng)濟、合理、安全、可靠”的基本設計原則，既要保證建筑結構具有一定的抗震性能，還要保證建筑結構具有一定承載力及剛度?？傊?，要選擇一個最適宜的建筑結構形式。 </p><p>　　3.2確定建筑物的經(jīng)濟高度 </p><p>　　建筑層數(shù)越多，水

11、平載荷的影響也就越大。水平載荷對建筑結構產(chǎn)生一個傾震力矩，由此產(chǎn)生的豎向構件軸力和建筑高度的二次方成正比。風載及地震作用這兩種水平載荷的大小將會隨著建筑結構動力特性的差異，出現(xiàn)較大波動。所以，對于建筑結構的經(jīng)濟性影響較大。建筑高度和建筑造價具有下列關系：1）建筑造價和建筑高度的二次方成正比；2）豎直載荷對造價的影響較小，所以，可采用降低層高的辦法，如此一來便能夠有效增加使用面積，而不會導致造價的大幅增加；3）建筑高度越大，結構側移問題越

12、嚴重，構件剛度越不足，所以，應該在綜合考慮經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、剛度的基礎上，確定建筑的最大適用高度；4）層高對造價的影響也是相當明顯的。層高過大，將會導致基礎設計載荷的增加，造成各類管道及豎直構件長度的增加，還不利于節(jié)能保溫[5]。 </p><p>　　3.3選擇合適的建筑材料 </p><p>　　在選擇建筑材料的過程中，應盡可能地選擇那些具有較高強度的建筑材料，如選擇鋼材時，最好選擇三級

13、鋼。在抗拉強度方面，HPB235：HRB335：HRB400=210：300：360=1：1.43：1.7[6]，考慮到三者的價格幾乎相等，所以，選用高強度鋼筋具有最高的性價比。選擇混凝土時，最好選用標號在C30以上的混凝土，因為，選用高強度的混凝土有利于減小結構截面，還有利于減輕結構自重。選用填充墻材料時，最好采用輕質墻體（如水泥纖維板等），該類材料不僅有助于增加室內使用面積，降低結構自重，還有助于減少鋼筋及混凝土的使用。 </

14、p><p>　　3.4正確選取結構計算參數(shù) </p><p>　　隨著科技水平的不斷提高，建筑結構設計電算化時代已經(jīng)到來，只有正確選取結構計算參數(shù)，才能保證結構設計工作的有效落實。目前，在應用計算軟件的過程中，各類參數(shù)的輸入需要依靠人工來完成，如地震分組、地下室層數(shù)、鋼筋強度值及混凝土強度等級等。這些參數(shù)決定了計算結果的正確與否，所以，應該給予足夠的重視。 </p><p&

15、gt;　　3.5重視基礎工程投資 </p><p>　　基礎工程投資在工程總投資中的比重是相當大的，大約有25%。由此可見，做好基礎設計是多么的重要。在進行基礎設計之前，應結合地質情況去選擇最合適的基礎形式，并展開試算。軟土地基一般伴有基礎承載力不足的問題，所以，應該對其進行適當?shù)奶幚怼＜幢闶菢痘A，也應該做經(jīng)濟性對比，從而確定最佳的樁基形式。如某項目的樁基礎施工，有三種方案可供選擇，分別是PH樁、預制小方樁以及

16、沉管灌注樁，三者性價比如表1所示[7]。 </p><p>　　表1 幾種樁型的性價比對照 </p><p>　　根據(jù)表1數(shù)據(jù)資料，上述工程應選擇PHC管樁400，不僅具有較高的性價比，而且質量穩(wěn)定可靠，能夠滿足業(yè)主的要求。 </p><p>　　又如某商業(yè)中心區(qū)共有40多家店鋪，均坐落在軟土地基上。首先建議使用筏形基礎，然而一經(jīng)計算，發(fā)現(xiàn)其沉降量高達300mm，無

17、法滿足實際要求。將重新地勘后，建議使用水泥攪拌樁，和原建議相比大約節(jié)省了800萬元。 </p><p>　　筏形基礎的厚度往往是由柱或墻對筏板的沖切決定的，因而柱下或墻下筏板是主要受沖切區(qū)域，可以采用柱下或墻下筏板加抗沖切的鋼筋或局部加厚筏板厚度的方法來減小整體筏板厚度。筏板的配筋往往是柱下或墻下達到最大值，不必要以此值作為整個筏板配筋值，可以取一個合理的值，局部不夠的柱下或墻下加局部2層筋，才能做到筏板設計安全

18、、經(jīng)濟、合理。 </p><p><b>　　4.結語 </b></p><p>　　總而言之，結構造價在工程總造價中占了非常大的一個比例，重視建筑結構設計經(jīng)濟性，并將之落實到實際行動中去，具有非常重要的現(xiàn)實意義。除了本文所提到的選擇合理的結構形式，確定建筑物的經(jīng)濟高度，選擇合適的建筑材料，正確選取結構計算參數(shù)，重視基礎工程投資等控制要點之外，建筑結構設計人員還應該對

19、其他控制要點展開研究，從而真正優(yōu)化建筑結構設計的經(jīng)濟性。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 葉潤慶. 建筑工程的經(jīng)濟性在結構設計中的應用[J]. 科技資訊. 2010(08). </p><p>　　[2] 沈汝偉. 對建筑結構優(yōu)化設計的探討[J]. 煤炭技術. 2011(04). </p&g

20、t;<p>　　[3] 田雙,張寧,張建軍. 從建筑結構設計角度分析工程的經(jīng)濟性[J]. 上海建設科技. 2009(01). </p><p>　　[4] 方小丹,魏璉. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 建筑結構學報. 2011(12). </p><p>　　[5] 禤強,史杰,朱春華. 建筑結構體系對上部結構經(jīng)濟性的影響分析[J]. 廣西城鎮(zhèn)建設. 2010(