淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)工程造價(jià)的影響

1、淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)工程造價(jià)的影響    工程造價(jià)的多少是決定建筑工程可行性的重要因素，工程造價(jià)的控制，應(yīng)貫穿于整個(gè)工程建設(shè)的全過(guò)程。而建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)工程造價(jià)又有著非常重要的影響，在設(shè)計(jì)初級(jí)階段節(jié)省投資的可能性一般都會(huì)大于施工開始后節(jié)約投資的可能性?？梢哉f(shuō)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程造價(jià)是個(gè)統(tǒng)一的整體，相互配合、相互促進(jìn)。·     建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程造價(jià)的關(guān)系建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行全面規(guī)劃和具體描述實(shí)施意圖的過(guò)程，是工程建設(shè)的靈魂，是科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的紐帶，是處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，是具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)對(duì)

2、立統(tǒng)一的過(guò)程，是確定與控制工程造價(jià)的重點(diǎn)階段。工程造價(jià)是指工程從前期策劃、可行性研究、方案論證、設(shè)計(jì)招標(biāo)、工程實(shí)施以及實(shí)施中的管理等各環(huán)節(jié)所花費(fèi)的總費(fèi)用。在不同階段工程造價(jià)所占的比例不同，據(jù)有關(guān)資料分析，投資決策階段對(duì)整個(gè)項(xiàng)目造價(jià)的影響為75%95%，設(shè)計(jì)階段為35%75%，施工階段為5%35%，竣工階段為0%5%。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程造價(jià)的關(guān)系設(shè)計(jì)費(fèi)一般只相當(dāng)于建設(shè)工程全壽命費(fèi)用的不到1%，但正是這少于的費(fèi)用對(duì)投資的影響最高卻達(dá)到75%，在單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇及建筑材料的選用對(duì)投資都有較大影響。如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)類型的選用、結(jié)構(gòu)形式的選擇、對(duì)于結(jié)構(gòu)規(guī)范的理解應(yīng)用等都存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析問

3、題?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的造價(jià)與工程所在地的地質(zhì)條件密切相關(guān)，其工期約占整個(gè)建筑物主體工程的25%-30%，造價(jià)約占總造價(jià)的10-20，基礎(chǔ)工程的重要性顯而易見。所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視地質(zhì)勘察報(bào)告的交底工作，選擇合理的基礎(chǔ)型式，控制基礎(chǔ)的截面尺寸與埋深。如某城市兩座相臨的住宅樓工程，根據(jù)地質(zhì)勘探資料，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)承載力及埋深相同，地面以上部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也相同，均為6層磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積3236m2；地面以下部分選用兩種基礎(chǔ)形式，1# 樓過(guò)于考慮安全性，設(shè)計(jì)選用了鋼筋砼條形基礎(chǔ)，C20砼澆筑， M10水泥砂漿、MU10磚砌筑，基礎(chǔ)總造價(jià)為16.13萬(wàn)元。在2#樓設(shè)計(jì)中，將基礎(chǔ)改為毛石條形基礎(chǔ)，用MU20毛石、M10水泥

4、砂漿砌，基礎(chǔ)總造價(jià)為10.35萬(wàn)元。通過(guò)對(duì)比，基礎(chǔ)建筑面積造價(jià)，1# 樓為49.86元/m2，2#樓僅為31.98元/m2。在兩樓樓型、結(jié)構(gòu)及使用功能相同的情況，地質(zhì)條件滿足安全使用的前提下，只將鋼筋砼條形基礎(chǔ)改為毛石條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)部分的造價(jià)減少了35.88%。這對(duì)整座住宅樓工程造價(jià)的控制起到了積極作用。而且建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅影響項(xiàng)目建設(shè)的一次性投資，而且還影響使用階段的經(jīng)常費(fèi)用，如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養(yǎng)、維修費(fèi)等。可以說(shuō)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)建筑功能的需求，保證其舒適度，使建筑更有生命力。·     優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)涵和現(xiàn)狀隨著時(shí)代的

5、發(fā)展，對(duì)工程結(jié)構(gòu)的要求愈來(lái)愈高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮的因素也愈來(lái)愈多，用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法已難以解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題。在這種情況下，采用符合現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的理論和方法則是社會(huì)發(fā)展的必然。而結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是近二十余年以來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)。目前，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展正對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重大影響。一個(gè)建筑方案產(chǎn)生后，結(jié)構(gòu)從選型和布置開始就存在優(yōu)化與否的問題，再加之后續(xù)每一道工序的精心設(shè)計(jì)、準(zhǔn)確計(jì)算、合理選用等全過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)才能產(chǎn)生優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，在無(wú)成熟的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析軟件的情況下，主要是應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)分析軟件，采用人工分析進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的方法對(duì)不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷的進(jìn)行方案分析比較，以獲得比較理

6、想的結(jié)構(gòu)方案。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)并不是簡(jiǎn)單的用降低結(jié)構(gòu)的安全度來(lái)?yè)Q取經(jīng)濟(jì)效益，也不僅僅是對(duì)由于設(shè)計(jì)人員的相對(duì)保守而做出的修改。真正的優(yōu)化設(shè)計(jì)在節(jié)省了工程費(fèi)用的同時(shí)，不僅沒有降低原設(shè)計(jì)的安全度水平，反而由于結(jié)構(gòu)方案趨于合理，使之更為可靠。優(yōu)化設(shè)計(jì)是在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，通過(guò)設(shè)計(jì)人員自身的概念、經(jīng)驗(yàn)、悟性、判斷力和創(chuàng)造力對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化，以控制工程造價(jià)，滿足投資方的經(jīng)濟(jì)要求，或在造價(jià)基本不變的情況上，增加建筑物的使用面積、改善建筑物結(jié)構(gòu)的使用功能等。三、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，節(jié)約工程造價(jià)，健全相關(guān)機(jī)制目前我國(guó)大多數(shù)設(shè)計(jì)單位和建造施工單位是不同的兩個(gè)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)過(guò)程與施工進(jìn)程也是截然分割開來(lái)。這種模式

7、缺乏在一個(gè)主體下的有效控制，協(xié)調(diào)成本高，難以發(fā)揮設(shè)計(jì)的主導(dǎo)作用。設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)，往往造成施工的返工、窩工現(xiàn)象，提高造價(jià)。而采用設(shè)計(jì)和建造聯(lián)合承包體的形式，則有利于承包商從設(shè)計(jì)、施工整體上考慮和處理工程問題，有利于進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，更能好的配合和設(shè)備、材料采購(gòu)和施工的關(guān)系，對(duì)整個(gè)工程的造價(jià)進(jìn)行有效的控制。另外，有關(guān)部門要對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行考核和評(píng)價(jià)對(duì)方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估，加強(qiáng)管理設(shè)計(jì)市場(chǎng)，杜絕越級(jí)、無(wú)證、掛靠設(shè)計(jì)。由于設(shè)計(jì)工作的特殊性，不同的項(xiàng)目有不同的特點(diǎn)，應(yīng)針對(duì)不同項(xiàng)目的設(shè)計(jì)成果，工程造價(jià)制定明確的考核指標(biāo)。同時(shí)還要引入必要的設(shè)計(jì)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，使設(shè)計(jì)單位為提高競(jìng)爭(zhēng)力，在內(nèi)部管理上把設(shè)計(jì)質(zhì)量同個(gè)人效

8、益掛鉤，促使設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)觀念，把技術(shù)與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一起來(lái)，并和造價(jià)工程師一起把關(guān)，減少因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的工程項(xiàng)目造價(jià)偏高的現(xiàn)象。四、選擇合適的結(jié)構(gòu)類型不同的結(jié)構(gòu)形式的工程造價(jià)是不同的。對(duì)于建筑而言，剪力墻結(jié)構(gòu)是采用較多的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)比相應(yīng)的剪力墻的抗震等級(jí)提高一級(jí)采用，所以在平面布置上應(yīng)盡量減少短肢墻的數(shù)量，相應(yīng)地減少構(gòu)造鋼筋的用量?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是開間大、靈活性好、抗震性能較好，造價(jià)較低，但由于柱截面大于隔墻厚度而造成柱角外凸，影響家具的布置和美觀，有時(shí)由于建筑中房間分隔的不規(guī)則性又造成柱網(wǎng)的難以布置?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中

9、布置一定數(shù)量的剪力墻。它是高層建筑中應(yīng)用比較廣泛的一種主體結(jié)構(gòu)型式。其特點(diǎn)是平面靈活，適用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。另外，由于異形柱無(wú)外露柱角能夠取得較好的室內(nèi)效果，近年來(lái)在高層建筑中異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)使用較多。采用異形柱后對(duì)結(jié)構(gòu)整體受力性能影響不大，但對(duì)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)空間整體性、提高結(jié)構(gòu)抗風(fēng)、抗震性能是有利的。但異形柱較普通矩形柱的變形能力低，節(jié)點(diǎn)抗震性能不好，易致脆性破壞延性小。隨著時(shí)代的發(fā)展和人們生活水平的提高，原來(lái)建造的小開間剪力墻體系建筑在建筑功能上的局限性變得日益明顯。因此大開間剪力墻應(yīng)運(yùn)而生。室內(nèi)一般無(wú)承重的橫墻和縱墻，可以按照

10、住戶的不同要求靈活分隔，隨著家庭的變化還可重新布置。短肢剪力墻墻肢截面高度與厚度之比為一的剪力墻介乎于異形框架柱和一般剪力墻之間，由于這種結(jié)構(gòu)體系在建筑功能、結(jié)構(gòu)形式、投資效益、節(jié)能指標(biāo)等多方面效果良好，是高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式?？拐鹪O(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)化對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)的影響最大的是水平荷載的作用，而水平荷載除風(fēng)載以外，主要就是地震荷載。對(duì)于有抗震要求的建筑物，其抗側(cè)力機(jī)構(gòu)的選擇和應(yīng)用成為控制建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)的重點(diǎn)所在，隨著建筑物層數(shù)的增大，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系造價(jià)迅速增加。所以，合理有效地選用抗側(cè)力機(jī)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)造價(jià)非常重要。對(duì)于一個(gè)結(jié)構(gòu)，從設(shè)計(jì)一開始，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)把握好地震能量的輸入，房屋的體型，結(jié)構(gòu)體系、剛

11、度分布、構(gòu)件延性等幾個(gè)方面，從根本上把握抗震中的薄弱環(huán)節(jié)，再輔以必要的計(jì)算和構(gòu)造措施，才有可能使設(shè)計(jì)出的高層建筑既有良好的抗震性能和抗震可靠度，同時(shí)又做到經(jīng)濟(jì)節(jié)約。結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，它真正體現(xiàn)了事前控制的思想，能起到事半功倍的效果，達(dá)到花小錢辦大事的目的。只要我們嚴(yán)格遵守“經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、合理”的原則，認(rèn)清優(yōu)化設(shè)計(jì)在造價(jià)控制中的重要性，確定合理目標(biāo)，積極創(chuàng)造適宜條件，主動(dòng)采用科學(xué)的控制方法，就一定能搞好設(shè)計(jì)階段的造價(jià)控制。 參考文獻(xiàn)1.     史芳   房地產(chǎn)開發(fā)過(guò)程中工程造價(jià)的有效控制住宅科技 20032.     何新華 設(shè)計(jì)階段建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)造價(jià)的優(yōu)化分析 建筑科學(xué) 20003.     王光遠(yuǎn)  結(jié)構(gòu)選型的智能優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)程