浅谈结构设计与工程造价关系

浅谈结构设计与工程造价关系
【摘要】工程造价的多少是决定这项工程可行性的重要因素。

工程造价的控制应贯穿于整个工程建设的全过程。

工程建筑结构设计和工程造价是统一整体，相互配合、相互促进。

【关键词】结构设计；工程；工程造价
１　工程造价和建筑结构设计的概念
１．１　工程造价的概念工程造价是指工程从前期策划、可行性研究、方案论证、设计招标、工程实施以及实施中的管理等各环节所花费的总费用。

对工程总费用的影响大小也不同。

据有关资料分析，投资决策阶段对整个项目造价的影响为７５％～９５％；设计阶段为３５％～７５％；施工阶段为５％～３５％；竣工阶段为０～５％。

１．２　建筑结构设计的概念建筑结构设计是建设项目进行全面规划和具体描述实施意图的过程，是工程建设的灵魂，是科学技术转化为生产力的纽带，是处理技术与经济关键性环节，是具体实现技术与经济对立统一的过程，是确定与控制工程造价的重点阶段。

结构设计以充分实现建筑设计方案为目的，严格遵守设计规范，保证结构安全为己任，在实施过程中优化设计节约造价把设计师的构想变为可施工的蓝图。

２　建筑结构设计与工程造价的关系
２．１　抗震等级对造价的影响在同一个地块中，地震烈度相同，在符合国家规范的情况下，修改结构方案可以采用不同的抗震等级，则会对工程的造价产生较大的影响。

１）轴压比：轴压比是指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。

无论异形柱还是矩形柱每级别的抗震等级的轴压比限值都比其低一级抗震等级的轴压比小０．１。

所以当地震烈度确定，结构类型确定时，在相同的建筑高度，相同的荷载情况下，柱的轴压力设计值相同，抗震等级低的结构其柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值的乘积就可以小一些。

若采用相同的混凝土等级则可减小柱截面，减少混凝土用量，也可降低混凝土标号，这样混凝土单价也会降低些。

这样因轴压比在不同抗震等级的限制不同而造成三级抗震比四级抗震的竖向构件造价多１２％左右。

２）在荷载较小时，构件截面要满足规范要求的最小配置使得构件配筋采用构造配筋，此时竖向受力钢筋的配筋值就要满足最小配筋率。

在相同截面情况下，抗震等级高的构件配筋值要比其抗震等级次一级的构件高近１５％。

３）箍筋：三级抗震箍筋最小直径８ｍｍ，四级抗震箍筋最小直径６ｍｍ。

体积配箍率三级抗震比四级抗震高２０％，且当柱的净高与其截面长边尺寸之比小于４　时，二三级异形柱沿柱高全高加密箍筋，体积配箍率不宜小于１．０％（Ｉ　级钢筋），或０．８５％（Ⅱ级钢筋）。

而四级抗震仅满足０．５％即可。

由此算来三级抗震箍筋用量大概是四级抗震箍筋用量的１．５倍。

４）计算放大系数：由于抗震因素，规范中对于框架柱、梁的受力采用放大系数而确保结构安全。

受到相同弯距的情况下，柱顶端弯距三级抗震为四级抗震的１．１　倍，柱下端弯距三级抗震为四级抗震的１．１５　倍；受到剪力相同情况下，框架柱表现出受剪力值三级抗震为四级抗震的１．１　倍。

由于计算时对于不同抗震等级人为的采用不同的放大系数，使框架柱由于柱端弯距的增大而纵向受力筋加大或截面加大，也使框架柱由于柱剪力的增大而箍筋直径加大或间距减小。

这都将使得工程最终的造价提高。

２．２　不同结构类型与工程造价１）从经济分析结果看，多层住宅采用砖混结构比采用混凝土结构定额直接费略低些，但随着人们生活水平的提高，建筑装饰造价越来越高，结构造价占整个房屋造价的比例在降低，所以从房屋总造价方面考虑，砖混住宅与混凝土结构住宅的结构差价将进一步减小。

２）从使用角度来看，虽然砖混结构住宅也能满足一定的平面及空间要求，但随着我国的经济发展，国家实行住房制度改革，人民生活水平进一步提高，用户对住宅的功能提出较高要求，人们希望建筑物在使用过程中具有更大的灵活性，为满足室内美观，错层住宅已经出现，而且受到用户欢迎。

因此砖混结构住宅很难再满足用户在使用功能上的多方面要求。

同时现在住宅内各种设施和财产越来越值钱，对房屋质量，结构的安全性能提出了更高的要求。

因此，作为住宅开发商或业主在住宅建设的投资方向和结构选型中需要考虑经济、安全等综合性能指标。

就此提出以下几点建议。

①当砖混结构的住宅与钢筋混凝土结构住宅结构部分造价相差不多时，相对于商品住宅的市场售价其差价可以不计。

因此，在发达城市，应从可持续发展观点出发，在多层住宅中使用更坚固耐久的钢筋混凝土结构作为承重体系，延长建筑物寿命，节约土地，有利于节约资源和保护环境。

②在我国住房改革已经制度化，住宅已成为商品。

因此作为城市居民生活的基本条件住宅也应根据市场的需要，通过市场调查，来决定住宅的结构类型，满足广大用户的多层次需求。

据了解，大部分住户愿意增加相对少的钱购买到安全度更大，舒适度更高的住宅。

③现代住宅对平面、空间及结构布置提出了更高的要求，钢筋混凝土矩形柱结构抗震性能较好，但室内露柱角，不太美观，异形柱结构可满足大开间和住户拆改的要求，但因节点抗震性能不是很好，因此要求竖向构件含钢量相对较高，造价较矩形柱稍高。

砖混结构造价最低，但其使用功能不够灵活，空间布置尺寸限制很大。

２．３　钢筋用量与工程造价
２．３．１　控制钢筋用量的重要性如何在保证结构安全的前提下，节约工程建设造价，一直是广大工程技术人员孜孜追求的目标。

传统的降低结构造价的途径往往是减小构件断面尺寸，这样结构重量降低，材料用量下降，进而降低了结构造价。

近年来随着国家基本建设规模的不断扩大，特别是随着钢铁行业的进出口原料的价格暴涨，钢材价格居高不下，钢材成本占材料成本的比例很高，从减少钢筋用量上来降低结构造价效果要更明显一些。

在满足结构安全和规范构造要求的前提下将含钢率控制在合理的范围内，不仅是结构设计人员的职责，更是衡量设计单位的技术水平和市场竞争力的重要标志。

２．３．２　合理降低含钢量方法探讨
１）采用结构合理的建筑设计方案①由于建筑设计方案对结构设计方案有重大影响，所以结构设计人员在建筑方案的设计过程中应尽早介入，提请方案设计人员在满足建筑功能布局要求的前提下尽量考虑到结构规范的限值。

不要等进入施工图阶段后，结构专业才对建筑方案提出较大的修改意见，至此设计合同已签署，甲方对建筑方案的认可及合同对设计周期的约定，将导致设计人员陷入要么对原建筑方案进行大的修改，则要延长设计周期，且修改的建筑方案甲方要重新认可；要么为满足规范对超限结构的多种要求采取各种加强措施，这样势必要提高含钢率，提高造价。

②建筑平面、立面的规则性。

建筑平面、立面的规则性包含对建筑的平面、立面外形尺寸等因素的综合要求，具体表现为建筑的长宽比、高宽比、平面凹凸尺寸、楼板开洞面积、错层尺寸、层高和结构竖向抗侧力构件布置等控制在合理范围内，如果这些指标有多项超限或某项超限过多，将会给结构设计和含钢率的控制带来很大的困境。

而且简单对称的建筑物在震害发生时较不容易破坏。

２）采用合理的结构措施降低含钢率①结构设计人员应正确理解规范，采用合理的计算模型、设计荷载、参数和构造措施。

优先选用抗震和抗风性能好而且经济合理的结构体系。

结构设计应根据建筑的房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系。

实践证明，一个良好的结构体系设计既能达到良好的抗震性能又使结构中用钢量较低，从而使结构造价降低。

②选取正确的设计参数。

结构的抗震等级，周期折减系数和柱的单双偏压计算模式等设计参数对含钢率有较大的影响，应结合规范和实际工程进行选择。

如第二章中讨论的工程项目在保证其结构安全性的情况下采用三级抗震和四级抗震钢筋用量差别很大。

本硕士论文工程师职称论文
【参考文献】
【１】史芳．房地产开发过程中工程造价的有效控制［Ｊ］．住宅科技，２００３（３）：３９－４１．
【２】何新华，胡文发．设计阶段建筑结构系统造价的优化分析［Ｊ］．建筑科学》，２０００（３）：５８－６０．
【３】王光远，吕大刚，张世海．结构选型的智能优化设计进程研究［Ｍ］．上海：同济大学出版社，２００１．
【４】陈建国，曹吉明．工程计量与造价管理［Ｍ］．上海：同济大学出版社，２００１．。