关于建筑结构设计成本优化的研究

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摘要：在建筑项目的所有成本中，建筑结构设计成本占有很大的比重，地产界普遍关注如何对建筑结构设计成本进行优化。本文分析了对建筑结构设计成本进行优化的必要性，并分析了其管理现状，最后提出了具体的优化方案。

关键词：建筑结构；结构设计；成本优化

引言

随着我国经济的发展，大量的工程项目投入建设，施工企业为扩大自身的规模，盲目扩张，采取粗放型的经营策略，社会资源不合理使用，隐形浪费现象比较严重。对建筑结构设计成本进行有组织、系统化地分析、预测和控制等科学合理的管理，降低建筑结构成本势在必行。

1. 建筑结构设计成本优化的必要性

通过对我国近几年建筑发展的调查和研究，根据统计出来的数据和大量时间可以知道，建筑工程前期的策划和设计阶段（包括建筑项目策划、结构方案设计、结构成本的初步设计和建筑施工图的设计），对建筑项目投资的影响非常大，其中建筑结构成本占到总成本的40%～60%，此外，建筑工程策划及建筑设计管理的效果对建筑结构成本也具有很大的影响，建筑结构设计成本成为建筑成本管理的重点。要想使得建筑的工程造价更合理，必须对影响建筑成本最大的建筑结构设计成本进行优化，这是实现进主页可持续发展的必经之路。

2. 当前建筑结构设计成本的管理现状

建筑工程的开展必须先确立建筑方案，然后在按照方案进行施工。在我国当前的建筑结构设计中，建筑设计师们通常会先考虑建筑结构的安全性能，并且对其适用性和耐久性也非常关注，建筑师们通常不会站在地产商的角度去进行建筑结构设计，他们在建筑结构设计中很少考虑期经济性，没有从节约成本的角度对工程造价进行分析，虽然建筑设计的费用在整个工程成本中占有的比例小，但对工程造价的影响却是非常巨大的。目前有许多建筑结构设计的成本都是不合理不科学的，设计人员只注重施工技术和工程的质量，旨在提高建筑物的安全性能，忽略了建筑工程成本上的合理性，对整个建筑项目的成本管理也具有一定的影响。

3. 建筑结构设计成本优化措施

3.1 优化设计方案

在建筑结构设计中，不同方案的选择及不同建筑材料的选用对工程成本会有较大影响，像基础类型选用、进深与开间的确定、层高与层数的确定、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程成本10%左右，有的可达20%。建筑平面、立面的规则性。建筑平面、竖向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。各部分占工程总成本的比例不尽相同，结构方案优化时对工程成本的影响也就不一样，因此在方案优化设计时人们所考虑的重点要有所侧重。

3.2 合理选择建筑材料

建筑结构的设计要充分利用建筑材料。建筑材料的合理选择，既可以满足使用功能、提高工程质量的要求，又达到可以节省资金，降低成本的目的。因此，需要在熟悉建筑材料的性质、性能和各项技术指标的基础上，了解不同类型建筑材料的价格，按照灵活、经济、适用的原则选用材料。建筑材料的选择以安全适用、成本合理、施工方便为基本原则，应就地取材，减少运输费用，降低成本。比如钢筋的选用：在满足结构设计承载力要求的前提下，选择相对成本低的钢筋方案，可以达到降低工程成本的目的。大多数设计人员一般把重点放在配筋的计算上，往往忽视钢筋种类的选择。目前建筑市场上的钢筋种类很多，如Ⅰ级钢筋、Ⅱ级钢筋、Ⅲ级钢筋、新Ⅲ级钢筋、冷轧扭钢筋、冷轧带肋钢筋等。

3.3 选择最适宜的基础形式

建筑基础形式的投资成本占工程结构总价的1/3之多，因此可以说合理的选择基础形式是直接影响工程成本的主体因素。同时合理的建筑工程基础形式还会有效的缩短建设工期，使基坑维护的工序变得更加便捷、高效。目前，我国的建筑物逐渐走向多层、高层、甚至超高层。这些建筑物对于地基的要求也是越来越高。基础结构的造价与项目建设的地质条件密切相关，它的工期一般情况下占整个项目工程的25%―30%，造价通常占整个造价的10%-25%，由此可见基础工程的重要性。所以在进行结构设计的时候应该重视地质勘察工作，选择合适的基础型式，控制基础的埋深与截面面积。

3.4 合理选择结构形式

建筑物地面以上的结构形式对工程成本同样有很大影响。不同的建筑结构形式各有优劣，应比较各种结构的布置方案、受力体系及经济性能，结合实际，因地制宜，综合考虑以上因素，尽量采用适合本地区的经济合理的结构形式，建设出低成本、高质量、高标准的民用建筑。混合结构的成本仅为钢筋混凝土框架结构成本的60%～70%，其钢筋混凝土用量少，适用于7层以下的建筑物。7层～12层以下的建筑宜采用框架结构，在其合适的位置上设置几道抗震剪力墙，可减小柱、梁的截面尺寸和配筋从而达到节省材料的目的，且可以明显提高建筑物的抗震能力。框架结构一般适用于12层～20层以下的建筑物，为增强建筑物的整体刚度，可其适当的位置上设置刚性筒体，也可以起到节省材料的效果。

3.5 选择合理的构件截面

构件截面尺寸与其配筋率在一定范围内是相互对立的。一般来说，同一结构构件，当其截面尺寸减小时，其配筋率就增大，钢筋用量增加；相反，当其截面尺寸增大时，可以适当减少构件的配筋，但增加了混凝土的用量，增加了建筑物的总荷重。楼层的层高是影响建筑成本的主要因素之一，而对层高影响的主要因素就是梁高。梁高与使用功能争空间的矛盾突出。考虑现浇楼盖共同工作，考虑T形截面的刚度；梁两端的嵌固弯矩对梁变形有利；施工支模起拱可以抵消荷载作用下的变形。柱设计时尽量少采用异型柱，柱截面混凝土强度等级宜沿高度有所变化。

3.6 合理控制配筋率

在充分保证结构安全性、适用性和耐久性的前提下，控制配筋率尽可能合理化也是控制工程成本的关键。随着建设规模的扩大，钢材价格的暴涨，钢材成本占总工程成本的比例逐年加大，从减少钢筋用量来降低建筑成本的效果越来越显著。首先，应根据当地抗震设防烈度、场地类别、结构材料、施工技术水平等综合情况，选用经济合理的结构体系。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各项限值，尽可能保证建筑平面、立面的规则性，控制长宽比、高宽比、平面凹凸尺寸、楼板开洞面积，避免建筑立面刚度突变等，有效控制钢筋的用量，有效降低工程成本。

3.7 加强限额设计管理

改革开放以前，由于国家实行的严格的计划经济，对经济和物价进行控制，尽管与市场机制完全不符，但是也基本可以保证物价的基本稳定，建设资金也基本上是依靠国家的拨款，因此，对于工程建设的工程成本一直是采用静态的方法来计算的，这既不考虑资金的时间价值，又没有考虑价格的变动因素，在当时的条件下是允许的，但是改革开放后，随着经济体制改革的逐步深入，工程建设的成本发生巨大变化，一是从单一国家拨款到多渠道的有偿资金的使用，使得投资借贷者不得不考虑资金的时间；二是近10年来的价格上涨很大，所以必须考虑价格的动态因素，所以在工程建设领域必须建立一套动态的管理系统来应对。

结束语

优化结构设计不仅极大地改善了空间效果，增加了使用面积，而且还有效降低了工程成本，在经济效益上有显著提高。因此，我们要把成本控制的关键确立在结构设计阶段，采用科学、合理的设计方法，进行优化设计，从而降低工程成本。

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