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篇1

Abstract:The steel structure met the architecture industry need to develop by its unique merit, is utilized massively in the housing, high-level, constructions and so on ultrahigh layer, the steel structure prospects for development are broad. Elaborated in the architectural design economy structure, elaborated the steel structure merit and the efficiency. The control engineering construction cost, develops in the steel structure building technology economy the comprehensive superiority, the engineering design stage is the critical phase fully. This article on aspects and so on construction structure system carries on the summary analysis, the discussion enhancement building economy performance feasible method.

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu) 經(jīng)濟(jì)性

Key words:Construction structure steel structure efficiency

【中圖分類號】TU723 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1004-7069（2009）-05-0135-01

建筑鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能一直是大家最為關(guān)注的一個(gè)問題。如何控制工程造價(jià)，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的綜合優(yōu)勢，工程設(shè)計(jì)階段是關(guān)鍵階段。以下就建筑結(jié)構(gòu)體系等方面進(jìn)行簡要分析，探討提高建筑經(jīng)濟(jì)性能的可行性的方法。

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不同方案的選擇及不同建筑材料的選用對工程造價(jià)會有較大影響，下面就主要結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行舉例說明:基礎(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。這對整座住宅樓工程造價(jià)的控制起到了積極作用。

柱網(wǎng)布局與柱子：柱網(wǎng)布局是確定柱子的行距(跨度)和間距(每行柱子相鄰兩柱間的距離)的依據(jù)。一般來講，柱網(wǎng)尺寸在6－12m之間，柱距小則傳力路線短，上部結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，但可能基礎(chǔ)費(fèi)用高，因而柱網(wǎng)布局是否合理，對工程的結(jié)構(gòu)造價(jià)有很大的影響。此外，柱子截面形狀及大小的選擇也對工程造價(jià)有著直接的影響。

梁：矩形截面梁是最普通的受彎構(gòu)件，在設(shè)計(jì)時(shí)常被使用，但材料利用率很低。一是因?yàn)榭拷泻洼S的材料應(yīng)力較低;二是梁的彎矩沿梁長是變化的。由于等截面梁大部分區(qū)段應(yīng)力低，材料得不到很好利用，只有在軸心受力時(shí)，材料利用率才可提高。因此，設(shè)計(jì)時(shí)可采用平面桁架代替矩形梁，平面桁架相當(dāng)于掏空的梁，將梁中多余的材料掏去，這樣既經(jīng)濟(jì)，自重又可減輕。它還可發(fā)展為空間網(wǎng)架，材料的利用率就能大幅提高。

近年隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)在多層民用建筑上的應(yīng)用日漸增長，例如組合樓蓋在多層民用房屋樓蓋中的應(yīng)用，在不降低結(jié)構(gòu)安全指標(biāo)的基礎(chǔ)上，即可降低梁高、板厚，減輕結(jié)構(gòu)自重和地震作用，又可獲得較大的建筑空間，滿足建筑使用的要求，相對鋼筋砼具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。軋制H型鋼的大量生產(chǎn)，樓承板的多樣化，防腐涂料及防火涂料的成熟也為多層民用房屋鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用創(chuàng)造了廣闊的空間，多層鋼結(jié)構(gòu)相對鋼筋砼結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)：

質(zhì)量易控制：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件工廠加工，節(jié)點(diǎn)螺栓連接，生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，精度有保證，干作業(yè)，質(zhì)量易于控制，鋼筋砼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場澆注，濕作業(yè)，質(zhì)量與技工水平有很大關(guān)系。

施工工期短：鋼結(jié)構(gòu)工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場安裝，工序簡單，工作面大，施工速度快，鋼筋砼結(jié)構(gòu)要鋼筋綁扎、支模、澆注、震搗、養(yǎng)護(hù)多道工序，耗費(fèi)人力物力，施工周期長。

充分利用建筑空間：鋼結(jié)構(gòu)相對鋼筋砼結(jié)構(gòu)梁柱截面小，可以降低層高，增大有效使用面積，結(jié)構(gòu)布置靈活，容易獲得大空間，能夠懸挑較大跨度。

基礎(chǔ)工程量減少地震作用弱：鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自重輕，柔性好，抗震有利，基礎(chǔ)受力減小，基礎(chǔ)截面降低，基礎(chǔ)工程量減少。

鋼結(jié)構(gòu)體系在降低造價(jià)方面也有特別之處，不同的結(jié)構(gòu)體系和平、立面布置對工程造價(jià)的影響較明顯。在設(shè)計(jì)階段只有根據(jù)建筑物的使用功能要求，確定合理的平、立面布置和結(jié)構(gòu)體系，才能有效控制工程造價(jià)，做到經(jīng)濟(jì)適用。列舉如下：

根據(jù)有關(guān)資料測算分析，對于多層建筑，不同層數(shù)對土建工程造價(jià)的影響為10%－25%；不同層高對土建工程造價(jià)的影響為1.5%－12%。在工藝要求允許的情況下，盡量選擇小跨度的門式剛架較為經(jīng)濟(jì)。一般情況下，門式剛架的最優(yōu)間距為6m－9m，當(dāng)設(shè)有大噸位吊車時(shí)，經(jīng)濟(jì)柱距一般為7m－9m，不宜超過9m，超過9m時(shí)，屋面檁條、吊車梁與墻架體系的用鋼量也會相應(yīng)增加，造價(jià)并不經(jīng)濟(jì)。

鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的優(yōu)點(diǎn)決定其必將具有強(qiáng)大的生命力。鋼結(jié)構(gòu)體系，制造工場化，施工干作業(yè)，工期短，工業(yè)化程度高，無污染，無建筑垃圾，符合建筑市場發(fā)展趨勢?？梢婋S著鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)體系值得在多層民用建筑中推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

篇2

1.1結(jié)構(gòu)形式對造價(jià)成本的影響結(jié)構(gòu)形式的選擇作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容對于工程造價(jià)成本的影響主要表現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)和美觀方面，在符合規(guī)范化要求的基礎(chǔ)之上盡可能突出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主體功能，這對于提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性極為有利。鑒于如此，我們需要在了解建筑結(jié)構(gòu)體系的前提之下來對其結(jié)構(gòu)形式做出合理設(shè)計(jì)，盡可能減少額外的工程投資。

1.2基礎(chǔ)構(gòu)造對造價(jià)成本的影響作為工程建筑的核心組成要素，地基構(gòu)造被劃分為天然地基與人工地基兩個(gè)部分，它們對于造價(jià)成本的控制不容忽視。天然地基由于避免了人為加固的過程，因此無論是工作量還是工程投資都相對較少，然而天然地基雖然有著較好的地質(zhì)條件，若是發(fā)生地基與構(gòu)造設(shè)計(jì)之間的矛盾時(shí)也是需要通過復(fù)合地基的應(yīng)用來保證基礎(chǔ)構(gòu)造的穩(wěn)固性。地基中的加固區(qū)由改良之后的天然地基土體與增強(qiáng)體兩個(gè)部分構(gòu)成，是常見的人工地基形式。樁基本身具備相對應(yīng)的承載能力與沉降能力，由于操作靈活便捷因此其應(yīng)用范圍也相對較廣?？梢?，不同類型的基礎(chǔ)構(gòu)造形成所耗費(fèi)的造價(jià)成本也不盡相同，因此我們需要在盡可能保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提之下來選擇最為合理的基礎(chǔ)構(gòu)造形式。

1.3結(jié)構(gòu)延性對造價(jià)成本的影響對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，其中的結(jié)構(gòu)延性是建筑抗震能力的有效保障，因此結(jié)構(gòu)延性越好的設(shè)計(jì)其建筑物對應(yīng)的抗震能力也就越高?？箓?cè)力結(jié)構(gòu)與抗震能力有著密切聯(lián)系，而這一設(shè)計(jì)過程勢必也會提高建筑物本身的安全風(fēng)險(xiǎn)。由此可見，延性較大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對應(yīng)的抗倒塌能力也相應(yīng)更強(qiáng)，其中針對抗震結(jié)構(gòu)成本的有效控制也是減少造價(jià)成本的重要過程。

1.4鋼筋混凝土強(qiáng)度對造價(jià)成本的影響當(dāng)前我國建筑施工過程中針對受力鋼筋的選擇普遍采用的是HRB335，而輔助鋼筋則一般選擇HPB，混凝土類型為C20-C40。不難看出，我國的鋼筋混凝土相較于國外而言顯然強(qiáng)度較低，價(jià)格高的混凝土勢必將導(dǎo)致混凝土整體造價(jià)的提升。相同的施工情況下若是采用強(qiáng)度較高的混凝土則會導(dǎo)致構(gòu)件界面尺寸的減少，針對垂直運(yùn)輸量的成本控制對于減少工程造價(jià)極為有利。鋼筋選擇方面，強(qiáng)度較大的鋼筋也勢必將導(dǎo)致鋼筋用量的減少，這也是控制造價(jià)成本的有效方式，這些內(nèi)容都應(yīng)當(dāng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中引起高度重視。

2通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制造價(jià)成本的有效措施

2.1將價(jià)值工程應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中對于建筑工程而言，造價(jià)成本控制需要在施工全過程得以體現(xiàn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于造價(jià)成本控制達(dá)到40~70%，因此重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的造價(jià)管理是極其必要的。價(jià)值工程理論對于工程造價(jià)成本控制也有積極的促進(jìn)作用，通過最低成本投入來獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，這也是當(dāng)前建筑企業(yè)提升產(chǎn)品價(jià)值的重要方式，其基本公式為V=F/C，這一工程突出了成本與功能之間的關(guān)系，其中價(jià)值用V來表示，而C和F則分別代表成本與功能，通過價(jià)值工程理論的計(jì)算能夠有效推動(dòng)價(jià)值與成本之間的利益關(guān)系構(gòu)建，同時(shí)作為價(jià)值工程實(shí)施的主要內(nèi)容，功能與成本之間的組合劃分也實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的最大化。

2.2強(qiáng)化設(shè)計(jì)階段對建筑造價(jià)成本的有效控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣可從建筑物的傳力途徑、體系構(gòu)建以及材料選擇等方面得以呈現(xiàn)，因此從設(shè)計(jì)階段來合理控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對建筑造價(jià)成本的影響是極為有效的。設(shè)計(jì)階段需要關(guān)注的內(nèi)容除了建筑物本身的功能與外觀之外，還需要從建筑物的空間高度、使用功能以及內(nèi)部平面設(shè)計(jì)等方面來促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的有效開展，盡可能滿足客戶的使用需求。從當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢不難分析，建筑形式的多樣化使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也表現(xiàn)出一定的復(fù)雜性特征，從結(jié)構(gòu)效益出發(fā)合理規(guī)范建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)需要將工程實(shí)際狀況與工程造價(jià)相聯(lián)系，在對建筑物地質(zhì)條件以及地基狀況進(jìn)行實(shí)地勘察之后再對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出必要的調(diào)整與優(yōu)化。從圖1建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程不難看出，從起初的概念化設(shè)計(jì)階段到最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證都需要與結(jié)構(gòu)工程投資相結(jié)合，盡可能突出工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性與合理性。

2.3突出限額設(shè)計(jì)的合理化從工程建設(shè)的實(shí)際使用功能以及抗震能力角度分析，工程造價(jià)控制需要在特定的建設(shè)環(huán)節(jié)中得到確切落實(shí)，若是超出了規(guī)定的范圍則勢必將造成資金浪費(fèi)問題的產(chǎn)生，因此突出限額設(shè)計(jì)的合理化是尤為必要的。工程造價(jià)的合理實(shí)施與工程施工周期以及經(jīng)濟(jì)效益有著必然關(guān)聯(lián)，因此限額設(shè)計(jì)還需要與設(shè)計(jì)競爭機(jī)制相聯(lián)系，完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案實(shí)施，將階段內(nèi)的投資額落實(shí)到每一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之中，通過動(dòng)態(tài)管理的方式促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對工程造價(jià)成本的有效控制。

2.4推行設(shè)計(jì)與建造工程一體化的承包方式設(shè)計(jì)與建造工程一體化承包方式在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的運(yùn)用使得設(shè)計(jì)預(yù)算能夠真正落實(shí)到工程建設(shè)的全過程，通過對設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)對工程造價(jià)問題的解決，從材料及設(shè)備等方面完善一體化承包的實(shí)施過程，這是對工程質(zhì)量的保障，同時(shí)也進(jìn)一步肯定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對工程造價(jià)成本的控制作用。

3結(jié)束語

篇3

在設(shè)計(jì)的過程中，主體結(jié)構(gòu)的選擇是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，如果選擇的結(jié)構(gòu)體系類型不同，會導(dǎo)致工程的造價(jià)也出現(xiàn)比較大的變化。在設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師要按照建筑師的要求，在保證建筑功能的基礎(chǔ)上對建筑的結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行確定，使建筑達(dá)到適用、可靠、安全的效果。在選擇結(jié)構(gòu)類型時(shí)，要嚴(yán)格按照下面幾個(gè)原則來進(jìn)行選擇:

(1)確定建筑的高寬比。在規(guī)范中房屋高寬比的規(guī)定雖然不是一個(gè)必須要滿足的條件，但是它是一個(gè)對結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定，抗傾覆能力，承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制指數(shù)。一般滿足高寬比限制的結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)剛度，是比較科學(xué)的結(jié)構(gòu)方案。

(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)建筑的材料性能、建筑的功能、建筑的高度、抗震設(shè)防烈度、抗震設(shè)防類別來選擇合適的結(jié)構(gòu)體系。

(3)要達(dá)到建筑造型和功能的要求。在布置水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件時(shí)，要在滿足建筑造型和功能的前提下進(jìn)行選擇，比如梁、柱子、板等，使其構(gòu)成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)，從而抵抗水平力和豎向力。豎向力主要由豎向可變荷載和建筑物的自重構(gòu)成，水平荷載主要由地震和風(fēng)荷載構(gòu)成。

(4)在正常使用的過程中，高層建筑要具有良好的剛度，防止因?yàn)槌霈F(xiàn)比較大的位移，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性受到影響。

(5)對抵抗水平力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行合理的布置。要使結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的合力中心和水平合力作用點(diǎn)的投影盡可能接近，從而降低出現(xiàn)偏心的情況，避免產(chǎn)生影響建筑物的扭矩。

(6)確定抗側(cè)力構(gòu)件的具置。質(zhì)量中心要和剛度中心盡可能接近，減小建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

(7)建筑樓層的高度。通常情況下，建筑面積確定時(shí)，如果增加建筑樓層的高度會導(dǎo)致單位面積使用的材料數(shù)量增加。

2優(yōu)化多層框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)的大小

在建筑工程中，框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)的布局會直接影響工程的造價(jià)，當(dāng)柱距比較小的時(shí)候，力的傳遞路線比較短，樓蓋結(jié)構(gòu)使用的材料也相對較少，但是使用的柱構(gòu)件材料會增加，和基礎(chǔ)費(fèi)用相比，當(dāng)柱網(wǎng)比較大的時(shí)候，會增加梁的高度，提高配筋率，導(dǎo)致造價(jià)升高，所以，柱網(wǎng)尺寸的合理性不僅對結(jié)構(gòu)的受力有比較大的影響，而且還會節(jié)省材料的使用量。

2．1結(jié)構(gòu)布置的方案

根據(jù)建筑場地以及使用功能的具體情況，分別布置三種結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行建模計(jì)算對比。

2．2對比方案

本工程使用PKPM－SATWE軟件對方案進(jìn)行計(jì)算，前三個(gè)陣型的振動(dòng)周期，X、Y方向的扭轉(zhuǎn)系數(shù)和平動(dòng)系數(shù)如表1所示。從表中可知，方案二的扭轉(zhuǎn)周期出現(xiàn)在第二陣型，說明該方案的結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的側(cè)向剛度相差比較大，且扭轉(zhuǎn)周期比已超過0.9，屬于特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)，在地震作用下建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大，可能引起不良后果，故結(jié)構(gòu)方案不考慮方案二。在方案一和方案三中，由于方案三的柱距較小，方案三的梁、柱截面積是最小的，方案一的梁、柱截面積次之。經(jīng)過對模型進(jìn)行配筋計(jì)算，方案一由于Y向的框架梁的跨度適中，并向外挑出，受力比較合理，配筋的計(jì)算也會降低很多，而方案三由于柱網(wǎng)很密，計(jì)算得到的梁配筋結(jié)果都比較小。兩個(gè)方案的層間位移計(jì)算數(shù)據(jù)均滿足規(guī)范要求，方案三在位移比控制方面更具優(yōu)勢，說明其在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)更小。在材料用量方面，方案一使用梁向外進(jìn)行懸挑的方法可以使內(nèi)跨梁的受力比較合理，材料的使用量比較經(jīng)濟(jì)。而方案三和方案一相比，雖然框架柱的柱網(wǎng)比較密，框架柱數(shù)量相對較多，但由于框架柱截面以及配筋均比較小，故方案三梁工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)總體上要小于方案一。例如在本工程中，方案一鋼筋含量約為34kg/m2，方案三含量約為33kg/m2，，市場鋼筋時(shí)價(jià)約為4000元，每立方米砼時(shí)價(jià)約為350元，則方案三梁柱的綜合造價(jià)比方案一可節(jié)省約22100元，經(jīng)濟(jì)性較好。在降低結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)大小不會對建筑功能造成影響的基礎(chǔ)上，使用方案三時(shí)，需要對基礎(chǔ)造價(jià)因素進(jìn)行考慮，例如當(dāng)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式為天然地基基礎(chǔ)時(shí)，兩種方案的工程量大致是一樣的。當(dāng)以樁基礎(chǔ)為基礎(chǔ)形式時(shí)，工程量和樁的類型有比較大的聯(lián)系，如果使用承載力比較小的樁型，在布樁數(shù)量方面的差距是不明顯的。如果使用單樁承載力比較大的大直徑樁型，布樁時(shí)考慮單柱單樁，由于柱子的數(shù)量增加，樁的數(shù)量也會有所增加。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)具體的基礎(chǔ)工程量和樓蓋工程量的和來進(jìn)行柱網(wǎng)尺寸的選擇。

3平面規(guī)則對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響

建筑結(jié)構(gòu)的平面規(guī)則性是影響建筑抗震效果的一個(gè)重要指標(biāo)，規(guī)則的平面結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)要遠(yuǎn)低于不規(guī)則平面結(jié)構(gòu)，地震災(zāi)害也會比較輕。結(jié)構(gòu)計(jì)算可以將地震影響下結(jié)構(gòu)的受力情況反映出來，使設(shè)計(jì)人員可以更好的根據(jù)地震反應(yīng)情況對結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)出具有良好抗震效果的結(jié)構(gòu)。通常情況下，越是簡單的平面形狀，單位造價(jià)相對來說就比較低。比如圓形結(jié)構(gòu)，不僅受力相對復(fù)雜，而且建筑施工比較復(fù)雜，施工過程中需要花費(fèi)比矩形建筑更高的費(fèi)用。通常情況下，在建筑施工中，矩形和正方形會更加有利于居家布置和施工，此外還可以有效的降低工程的施工造價(jià)，在長方形住宅中，以長寬比為1∶2的住宅為最佳。而且由于工程平面規(guī)則，可以充分利用抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行水平力的傳送，結(jié)構(gòu)的剛度可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

4結(jié)語