关于结构设计优化结构设计对成本制约影响设计
本站原创 摘 要：结构成本是整个设计阶段成本中的重中之重，因为结构成本往往因为规划和设计方案的好坏出现很大的波动。文章将浅谈结构设计优化对成本控制的作用。如何降低工程成本、增加行业利润，是每一个建筑行业人关注的问题。结构成本是整个设计阶段成本管理中的重中之重，可以这样说，建设项目前期的设计阶段影响整个项目的可能性在80%以上。其中，结构成本占到建设成本的40%至60%。很多建筑结构设计做的并不精细。通过降低成本以求提高效益是建筑行业共同追求和努力的目标之
结构设计是在建筑平面布置及建筑立面表现的基础上，根据国家或地方现行规范、规程、图集等，通过结构荷载计算、荷载效应组合及各种荷载共同作用下结构的内力分析，最终确定结构体系、结构构件的尺寸、基础尺寸及其材料类型和材料强度等的过程。结构设计是工程设计中降低成本相当大的一个环节。结构专业的优化设计，不能够以牺牲结构安全度和抗震性能来换取经济效益，而是以结构理论为基础，以工程经验为前提，根据对结构设计规范实质内涵的理解和灵活运用，还要以先进的结构分析方法为手段，对设计进行更合理的调整、改善与提高，对成本进行审核和监控，是对结构设计深化再加工的过程。结构成本控制必须贯穿整个设计和策划的全过程，包括前期论证及策划阶段的地质情况调查、规划阶段的初勘、方案阶段的结构介入、施工图阶段给设计人员灌输工程成本意识以及施工图配合阶段变更、签证的管理。其技术关键要点主要体现在下面几方面：（1）控制层高在满足建筑立面和使用净高的前提下，减少层高不仅可以减少竖向构件的长度和体积，同时还可以减少基础等土建成本和外装、设备及运营成本。对于一般中档房屋来讲，层高每减少100mm，成本可减少30～40元/m2，地下室还会更高些。减少层高可以通过结构专业控制梁高、设备专业每层综合布线来实现。某些部位还可以采用变截面梁或在梁中预埋套管等措施来保证楼层净高的要求。（2）控制高宽比建筑高宽比越大，主体结构抗倾覆力矩也越大，安全所需抗侧力构件（剪力墙）便越长，由此便会增加结构成本。控制高宽比成为了结构优化设计的显著环节。（3）优化梁的布置及配筋方式，楼盖造价占结构总造价的9%～13%，其重量占整个房屋重量的22%左右。梁属于楼盖的一部分，其布置直接影响着板的受力情况和配筋，合理布置梁也成为了控制造价的关键。对于常见的8.1m×8.1m～9.0m×9.0m柱网，标准层等承受荷载较小的楼板优先考虑平行梁或十字梁，其大概综合成本（计算钢筋的数量、混凝土的数量和模板的数量）会比井字梁低10%左右，而对于地下室顶板等承受荷载较大的楼板应选用井字梁，以满足协调受力、保证净高的要求。同时，可以取消那些小跨度楼板下部为支撑上部较短填充墙而设置的小梁（如厨房、卫生间等），因为楼板本身足以承载那些填充墙，不需要单独设梁，这样梁减少，成本降低，空间也变好。在大跨度框架梁配筋方面，应避免上部粗大钢筋全梁贯通，尽量采用较小直径钢筋配置，这样可以有效节省框架梁的钢筋用量。（4）控制楼板厚度，楼板厚度直接影响着结构荷载，20mm厚楼板自重约占标准层总荷载3.3%，厚度增加，荷载加大，梁、墙、基础均会加大，成本也随之增加。同时，对于标准层较小楼板来讲，配筋均按最小配筋率来要求，楼板厚度增加反而配筋增大，所以实际工程设计时楼板厚度也是一个降低成本的控制要素。
2004年7月，鸟巢没有通过全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会的“抗震设防审查”。专家认为：可开启、滑动式的鸟巢屋顶不但耗费大量钢材，而且会是场馆承重大大增加，给场馆带来可能的安全隐患。鸟巢每平米的用钢量达到500公斤，总的用钢量接近5万吨。这是一个非常超标的用钢量，2000年悉尼奥运会的平均用钢量仅为30公斤每平米。鸟巢的施工方案将直接造成造价高、施工难度大等不良后果。因此，降低鸟巢的结构自重势在必行。鸟巢经过相关论证及结构优化调整，用钢量从约5万吨降到约3.5万吨，总投资预算从最初设计阶段的38亿元减少到31.3亿元，节省了6.7亿元。优化之后的鸟巢仍然是鸟巢，因为设计修改中最重要的原则就是保持鸟巢基本的设计理念不变。
总之，由于成本控制的不确定因素很多，想在不同的项目上应用同一种管理手段、方法进行成本管理是不可能的，也是不现实的。但在设计阶段对结构设计进行优化，从而降低成本，这是可以实现的。
参考文献
周杰.工程设计阶段造价控制存在的问题探讨[J].四川建材，2010（1）.
王智光.浅谈设计阶段工程造价的控制[J].低温建筑技术，2010（1）.
[3]刘婕，设计优化的价值，明源地产研究院，2013.
作者简介：张英健（1972，5-），男，汉，大专，工民建专业，中级职称，1991年9月-1993年7月齐齐哈尔建设大学，1993年9月-2003年3月嫩江农垦建设科科员，2003年3月至今九三局建设局工程师。源于：大学毕业论文格式http://www.328tibet.cn
一、而结构成本的控制是建筑行业成本控制的关键。
关键词：结构成本；设计优化；造价控制结构设计是在建筑平面布置及建筑立面表现的基础上，根据国家或地方现行规范、规程、图集等，通过结构荷载计算、荷载效应组合及各种荷载共同作用下结构的内力分析，最终确定结构体系、结构构件的尺寸、基础尺寸及其材料类型和材料强度等的过程。结构设计是工程设计中降低成本相当大的一个环节。结构专业的优化设计，不能够以牺牲结构安全度和抗震性能来换取经济效益，而是以结构理论为基础，以工程经验为前提，根据对结构设计规范实质内涵的理解和灵活运用，还要以先进的结构分析方法为手段，对设计进行更合理的调整、改善与提高，对成本进行审核和监控，是对结构设计深化再加工的过程。结构成本控制必须贯穿整个设计和策划的全过程，包括前期论证及策划阶段的地质情况调查、规划阶段的初勘、方案阶段的结构介入、施工图阶段给设计人员灌输工程成本意识以及施工图配合阶段变更、签证的管理。其技术关键要点主要体现在下面几方面：（1）控制层高在满足建筑立面和使用净高的前提下，减少层高不仅可以减少竖向构件的长度和体积，同时还可以减少基础等土建成本和外装、设备及运营成本。对于一般中档房屋来讲，层高每减少100mm，成本可减少30～40元/m2，地下室还会更高些。减少层高可以通过结构专业控制梁高、设备专业每层综合布线来实现。某些部位还可以采用变截面梁或在梁中预埋套管等措施来保证楼层净高的要求。（2）控制高宽比建筑高宽比越大，主体结构抗倾覆力矩也越大，安全所需抗侧力构件（剪力墙）便越长，由此便会增加结构成本。控制高宽比成为了结构优化设计的显著环节。（3）优化梁的布置及配筋方式，楼盖造价占结构总造价的9%～13%，其重量占整个房屋重量的22%左右。梁属于楼盖的一部分，其布置直接影响着板的受力情况和配筋，合理布置梁也成为了控制造价的关键。对于常见的8.1m×8.1m～9.0m×9.0m柱网，标准层等承受荷载较小的楼板优先考虑平行梁或十字梁，其大概综合成本（计算钢筋的数量、混凝土的数量和模板的数量）会比井字梁低10%左右，而对于地下室顶板等承受荷载较大的楼板应选用井字梁，以满足协调受力、保证净高的要求。同时，可以取消那些小跨度楼板下部为支撑上部较短填充墙而设置的小梁（如厨房、卫生间等），因为楼板本身足以承载那些填充墙，不需要单独设梁，这样梁减少，成本降低，空间也变好。在大跨度框架梁配筋方面，应避免上部粗大钢筋全梁贯通，尽量采用较小直径钢筋配置，这样可以有效节省框架梁的钢筋用量。（4）控制楼板厚度，楼板厚度直接影响着结构荷载，20mm厚楼板自重约占标准层总荷载3.3%，厚度增加，荷载加大，梁、墙、基础均会加大，成本也随之增加。同时，对于标准层较小楼板来讲，配筋均按最小配筋率来要求，楼板厚度增加反而配筋增大，所以实际工程设计时楼板厚度也是一个降低成本的控制要素。
2004年7月，鸟巢没有通过全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会的“抗震设防审查”。专家认为：可开启、滑动式的鸟巢屋顶不但耗费大量钢材，而且会是场馆承重大大增加，给场馆带来可能的安全隐患。鸟巢每平米的用钢量达到500公斤，总的用钢量接近5万吨。这是一个非常超标的用钢量，2000年悉尼奥运会的平均用钢量仅为30公斤每平米。鸟巢的施工方案将直接造成造价高、施工难度大等不良后果。因此，降低鸟巢的结构自重势在必行。鸟巢经过相关论证及结构优化调整，用钢量从约5万吨降到约3.5万吨，总投资预算从最初设计阶段的38亿元减少到31.3亿元，节省了6.7亿元。优化之后的鸟巢仍然是鸟巢，因为设计修改中最重要的原则就是保持鸟巢基本的设计理念不变。
总之，由于成本控制的不确定因素很多，想在不同的项目上应用同一种管理手段、方法进行成本管理是不可能的，也是不现实的。但在设计阶段对结构设计进行优化，从而降低成本，这是可以实现的。
参考文献
周杰.工程设计阶段造价控制存在的问题探讨[J].四川建材，2010（1）.
王智光.浅谈设计阶段工程造价的控制[J].低温建筑技术，2010（1）.
[3]刘婕，设计优化的价值，明源地产研究院，2013.
作者简介：张英健（1972，5-），男，汉，大专，工民建专业，中级职称，1991年9月-1993年7月齐齐哈尔建设大学，1993年9月-2003年3月嫩江农垦建设科科员，2003年3月至今九三局建设局工程师。源于：大学毕业论文格式http://www.328tibet.cn