石 強

(中國海洋大學，山東青島 266100)

我國建筑類型功能日新月異，建筑結構設計成為設計人員的工作重點和難點。為保證建筑的安全、延長其使用壽命和控制投資，國內(nèi)大多房地產(chǎn)企業(yè)正在通過“結構成本優(yōu)化”建立成本領先優(yōu)勢，所以如何優(yōu)化結構成本，成為當前房地產(chǎn)業(yè)普遍關注的績效。

按建設項目的使用目的和功能要求，設置設計方案的若干個技術、經(jīng)濟指標，通過設計招標，邀請專家對各設計方案進行評價，優(yōu)選最佳方案。結構成本占相當大的工程成本，基本建設的大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)和實踐都表明，結構成本約占到建安成本的40%～60%。如不同方案的基礎選型、結構形式、設計結果，會使建筑物每平方米的含鋼量相差很多。一個20萬m2建筑面積的小區(qū)，僅鋼筋造價就可能相差幾千萬元。因此結構成本的管理，成為整個設計階段成本管理的重點。

1 結構成本目標的管理

1)必須對整個設計和策劃的全過程進行管理。選擇限額設計，不應認為含鋼量越低結構設計越優(yōu)秀，不當?shù)慕Y構成本的降低，必然會導致結構安全儲備的下降。如何在中間找到一個有效的平衡點，使成本在得到有效控制的同時，又使建筑品質(zhì)達標，才是結構成本控制的關鍵。筆者認為:a.建立嚴格的管理程序;b.采用有效的管理手段。對擬建場地質(zhì)，建筑物的排放，結構方案的可行性、合理性、適用性進行優(yōu)化。對結構施工圖進行精細化的設計，減少設計變更、簽證控制投資。2)設計院的選擇。首選設計招標，進行限額設計，組織設計單位進行工程設計競賽，對設計方案進行技術經(jīng)濟評選。核查設計概(預)算，確保設計圖紙的正確性、合理性。優(yōu)選設計單位，簽訂設計合同，對發(fā)現(xiàn)設計上的遺漏和錯誤，及時予以更正。利用人才優(yōu)勢和技術優(yōu)勢，增加公司的精細化管理和創(chuàng)新能力，制定具有可操作性的階段管理措施。3)專業(yè)負責人的選擇。從設計管理規(guī)范，認真負責，服務意識強，項目市場口碑好，專業(yè)水平高，市場競爭力強，服務誠信，影響力及控制力強中優(yōu)選。4)成本意識的建立。需與設計專業(yè)人士主動的溝通，采用雙贏的方法控制結構成本。對設計周期考慮時間價值，市場風險因素，用產(chǎn)品的實際價值成本曲線控制結構成本。在保證質(zhì)量，不增加成本的前提下縮短設計周期，利用專業(yè)工序的搭接，對設計進行優(yōu)化。5)對結構體系的確定及平面布置圖，基礎的選型，電算模型及計算系數(shù)的取值，標準單元的墻板截面及配筋圖，地下室的布置及墻板配筋圖，結構轉(zhuǎn)換層的布置及配筋圖等關鍵環(huán)節(jié)進行細化控制。6)利用外部資源對施工圖審查優(yōu)選。邀請學術權威、行業(yè)專家、聯(lián)系壟斷部門、專業(yè)咨詢公司，對工程項目資源占用，質(zhì)量和進度，服務周期，總成本的降低，總效率的提升進行風險評價。

2 結構成本技術管理

2.1 梁

1)梁的布置與成本的關系。在正常樓層，8.5 m×8.5 m柱網(wǎng)下，十字梁較井字梁便宜約16%～22%，經(jīng)結構設計對配筋和撓度的計算表明，在一定跨度范圍內(nèi)，梁的布置越少越好?？蚣芙Y構梁柱偏心較大時，將導致節(jié)點核心區(qū)受剪面積減小，且梁端彎矩作用在節(jié)點上時出現(xiàn)扭矩。通?？杉哟罅簩捇蛟O置梁水平腋。在梁柱節(jié)點處形成了較強的剛域，梁塑性鉸將外移。因此梁端箍筋加密區(qū)長度應與普通框架梁有所區(qū)別，水平加腋梁的梁端箍筋加密區(qū)長度，應取普通框架梁箍筋加密區(qū)長度與加腋水平長度之和。2)梁配筋方式對成本的影響是多方面的，要盡可能的采用高強鋼筋和高強混凝土。挑梁截面過于窄小對建筑結構的抗震效果影響很大。懸挑結構對非水平地震的作用極為敏感。

2.2 剪力墻的布置與成本的控制

1)注重優(yōu)化剪力墻布置的位置和數(shù)量，在建筑物的兩端和周邊重點布置，建筑物的內(nèi)部和中間位置減少布置，滿足結構的計算位移與規(guī)范的最低要求。

2)優(yōu)化剪力墻的長度。高規(guī)7.1.5條規(guī)定:“較長的剪力墻宜開設洞口，將其分成長度較為均勻的若干墻段，墻段之間宜采用弱連梁連接，每個獨立墻段的總高度與其截面高度之比不應小于2，墻肢截面高度不宜大于8 m”。避免單片剪力墻承擔過大的水平剪力而首先破壞，使得整個結構抗側(cè)力構件依次破壞。因此開結構洞時一定要開大洞，形成弱連梁，連梁跨高比宜大于6，使得較長剪力墻開洞后形成兩個較獨立的墻肢。

3)控制剪力墻的厚度取值。提高剪力墻的延性，避免脆性破壞?！陡邔咏ㄖ炷两Y構技術規(guī)程》7.2.2條:底部加強層剪力墻厚度不小于層高的1/16(一、二級抗震等級)或1/20(三、四級抗震等級)。但底部商業(yè)、底層為復式住宅或架空層高較高時，可經(jīng)過《高規(guī)》附錄專門的公式驗算，大部分墻厚不需比標準層加厚或加厚一點即可滿足穩(wěn)定要求，可節(jié)省本層造價約12%。

2.3 樓板

1)樓板的厚度對成本的影響。板的配筋量與板的厚度成比例增加，20的板厚占標準層總荷載約3.3%。標準層樓板厚度對板配筋僅考慮構造因素。標準層樓板厚度對地震力的影響，20的厚度增加地震力約3.3%。

2)實際工程中樓板厚度選擇。普通3 m跨度以內(nèi)的樓板可取80～100;普通3 m～4 m跨度的樓板可取100;客廳處的異形大板可取120～150;普通屋面板可取120;管線密集處可取120;地下室頂板可取180。

2.4 基礎選型對成本的影響

1)基礎的選型。樁基礎、水泥攪拌樁地基處理、強夯地基處理、獨立柱基、筏板基礎，要求設計院提供樁(基礎)的總反力與建筑物總重量的比值，核對并判斷其合理性。注意水浮力的利用，樁基礎中地下室底板下土承載力的利用，樁承載力的利用率和基礎類型的歸并。

2)勘察報告的取值建議。正確對待承載力的取值、基礎選型、地基處理建議，抗浮設計水位的標高等?；A應該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎底面，當高層建筑采用天然地基時，地基承載力可進行修正。隨著基礎埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對地基承載力的要求。

3)基礎采用“墩基”和“樁基”結構成本的變化。墩基礎是指樁長不大于5 m～6 m，樁徑與樁長之比小于3的樁基礎。當采用樁基時，《工程地質(zhì)勘察報告》的數(shù)據(jù)中某巖層或土層的樁端“承載力標準值”往往是該巖層或土層“承載力標準值”的40倍～100倍。當采用墩基時，《工程地質(zhì)勘察報告》不會提供專門的承載力數(shù)據(jù)，設計院均是按規(guī)范通過承載力的深度修正得出“墩端承載力設計值”。該承載力往往僅僅是該巖層或土層“承載力標準值”的1.2倍～3倍。當荷載比較大時，最好挖深一些，使基礎成為“人工挖孔樁”，而不要采用“人工挖孔墩”。

2.5 鋼筋材料的選擇對成本的影響

高強鋼筋可減少梁板柱的配筋數(shù)量，方便施工，對按計算配筋的梁板柱有顯著影響。對于柱的構造配筋率，可減少0.1，而普通鋼筋和高強鋼筋的價格差別不大，成本降低明顯。實際工程中結構梁、柱、墻鋼筋選取高強鋼筋，板底配筋盡量采用直徑小、間距密的方式布置。采用高強混凝土可減少配筋。當柱子按計算配筋時，程序?qū)向及Y向的鋼筋均有配筋面積要求，應在滿足計算配筋量要求的前提下，盡量加大柱子角筋的配置。

2.6 混凝土

混凝土標號對成本的影響。標號增加，單價直接上升，對柱及剪力墻提高標號可顯著減小柱墻的尺寸，增加建筑實際使用率。對梁的影響，正常情況下提高梁的承載力，可減小梁的截面及配筋，但要考慮構造要求，可能會提高板的構造配筋率，同時還會增加板開裂的隱患，應盡量采用適宜的標號。

2.7 荷載取值

外墻的荷載取值受窗洞的影響，內(nèi)墻的荷載取值受輕質(zhì)材料的影響，空間可能分隔的荷載取值受非固定隔墻的影響。

地面粗糙度類別對風荷載取值，A與B之間最大相差24%，B與C之間最大相差54%，C與D之間最大相差45%，要用發(fā)展的眼光關注取值是否合理。

2.8 電算系數(shù)的取值

對梁的彎矩放大系數(shù)，梁的扭矩折減系數(shù)，梁柱重疊部分簡化，混凝土容重的取值，連梁剛度折減系數(shù)，墻、柱、基礎計算是否考慮活荷載的折減，地下室外墻是否按壓彎構件計算，精細化設計是控制結構成本的關鍵，梁的歸并，墻柱的歸并，板的歸并，樁基的歸并，基礎的歸并應統(tǒng)籌考慮。

3 結構成本控制展望

1)合理確定對項目的結構成本控制目標。在結構成本控制過程中，從設計一開始就進行結構成本控制的策劃，將結構設計的管理流程和成本優(yōu)化相統(tǒng)一。2)控制成本，必須保證客戶的安全和質(zhì)量。應提高對結構設計質(zhì)量安全問題的辨別能力，積累結構設計的經(jīng)驗，使建筑結構設計與經(jīng)濟效益逐步提高。掌握控制結構成本的技術關鍵點，正確處理建筑質(zhì)量、安全、成本的對立統(tǒng)一關系。3)我國的建筑結構體系和技術飛速發(fā)展，新的結構體系不斷開發(fā)應用，建筑結構技術日新月異，正在步入世界先進行列。要保證工程的質(zhì)量和項目的品質(zhì)，只有通過各種方案的對比分析，才能把握結構成本技術的關鍵。

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