韓 淼 那國坤

（北京建筑工程學(xué)院土木與交通工程學(xué)院，北京 100044）

設(shè)防水準(zhǔn)對剪力墻結(jié)構(gòu)土建成本的影響1

韓 淼 那國坤

（北京建筑工程學(xué)院土木與交通工程學(xué)院，北京 100044）

按不同設(shè)防烈度設(shè)計18層剪力墻結(jié)構(gòu)，計算不同設(shè)防烈度下的結(jié)構(gòu)工建成本。對比可知，設(shè)防烈度Ⅷ度以下，設(shè)防水準(zhǔn)提高一個等級，土建成本增加比例小于 6.07%，增加成本占房屋售價的比例小于0.593%。剪力墻結(jié)構(gòu)土建成本較小的增加，可獲得設(shè)防水準(zhǔn)一個等級的提高。從另一個角度說，在減少建筑面積很小的情況下，房屋的抗震設(shè)防水準(zhǔn)可獲得一個等級的提高。

設(shè)防烈度 剪力墻結(jié)構(gòu) 土建成本 設(shè)防水準(zhǔn)

引言

地震是一種突發(fā)的破壞力極強的自然災(zāi)害，每次破壞性地震的發(fā)生, 都伴隨著巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡，我國地處環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶之間，是世界上多地震國家之一。隨著我國發(fā)生的近幾次大地震，尤其是2008年5月12日汶川大地震的發(fā)生，有關(guān)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的問題已引起國家和社會的高度關(guān)注。大地震的震害調(diào)查表明，地震動的強度及參數(shù)超過抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象時有發(fā)生，目前我國的抗震設(shè)計規(guī)范尚不能完全保證結(jié)構(gòu)的安全，規(guī)范對地震側(cè)力及作用效應(yīng)的規(guī)定遠不夠可靠。而地震預(yù)測是世界性的難題，所以要減輕地震造成的人員傷亡及經(jīng)濟損失，必須依靠提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力來實現(xiàn)。建筑物的抗震能力首先取決于抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，然而設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)過高，土建成本必然增加很多，會造成不必要的浪費。因此，選定一個合理的設(shè)防水準(zhǔn)才能切實有效地即減輕地震損失又避免資源浪費。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是否安全、經(jīng)濟、合理，與選定的結(jié)構(gòu)方案密切相關(guān)。合理地選取結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)體系和進行結(jié)構(gòu)布置，是一個戰(zhàn)略問題，是關(guān)系到房屋抗震能力的重要因素之一。一般高層住宅建筑多為剪力墻結(jié)構(gòu)，其較適合開間進深較小的房間，沒有梁、柱的棱角，便于裝修，而且剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度較大，層間位移相對來說較小，有利于抗震。

我國抗震規(guī)范的設(shè)防范圍是Ⅵ—Ⅸ度，北京地區(qū)主要為Ⅷ度。本文選取北京地區(qū) 18層剪力墻結(jié)構(gòu)公寓樓，計算并分析其在不同設(shè)防水準(zhǔn)下結(jié)構(gòu)土建成本的變化，并比較其與房屋售價的關(guān)系。

根據(jù)我國的現(xiàn)行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計了不同設(shè)防烈度的剪力墻結(jié)構(gòu)（中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2001；2002a；2002b；2005；2006；2008；中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2002），隔墻與維護墻采用混凝土空心砌塊，墻厚200mm。地基土承載力特征值fak=180MPa，采用筏型基礎(chǔ)。各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選取及截面尺寸的確定均按規(guī)范最小允許值。采用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)高度、高寬比、軸壓比、彈性層間位移角、剪重比、有效質(zhì)量系數(shù)等規(guī)范限制條件進行設(shè)計。結(jié)構(gòu)平面布置見圖1。

本文選取的公寓樓檐高56.5m，總建筑面積6731.79m2，地下室層高3.5m，1層層高3.0m，2—18層層高2.9m，出屋面電梯間層（局部19層）高4.2m。所選用的混凝土強度等級C30。樓板厚度：地下室頂板厚160mm；1—17層有4種板厚分別為100mm、110mm、120mm、130mm；18層有2種板厚分別為120mm、130mm；19層板厚120mm。在不同設(shè)防烈度下選取的構(gòu)件截面尺寸見表1。

圖1 結(jié)構(gòu)平面布置Fig.1 The plan layout of structure

表1 不同設(shè)防烈度下選取的構(gòu)件截面尺寸Table 1 Sectional dimension of structure members under different protect intensity

2 不同設(shè)防水準(zhǔn)的土建成本計算

為了便于分析比較，建筑造價計算僅考慮土建結(jié)構(gòu)（鋼筋、混凝土和混凝土空心砌塊）

成本，暫不考慮施工人員、施工器械與地價等費用的影響（北京市定額，2001a；2001b；孫震，2003）。材料單價取用現(xiàn)時市場價，鋼筋的價格為5650元/t，混凝土的價格為340元/m3，混凝土空心砌塊的價格為225元/m3，材料取廢系數(shù)取1.3，每平方米的材料費按下式計算：

本文所選取的公寓樓檐高56.5m，依據(jù)《北京市建設(shè)工程預(yù)算定額》（北京市定額，2001a）的規(guī)定，需計算高層建筑超高費。總建筑面積 6731.79m2，所選用的混凝土為 C30，砂漿強度等級M7.5。經(jīng)計算所得不同設(shè)防水準(zhǔn)下的土建成本各項費用見表2。

由表2中的數(shù)據(jù)可知，凡提高一個設(shè)防水準(zhǔn)，土建成本都有小幅度上浮。在設(shè)防烈度Ⅷ度（0.3g）以下時，每增加一個等級，每平米土建成本增加比例不超過6.066%；由Ⅷ度（0.3g）提高到Ⅸ度時，每平米土建成本增加10.493%。由此可知，提高建筑物設(shè)防水準(zhǔn)后，土建工程每平米成本的增加比例在低烈度區(qū)很??；在高烈度區(qū)仍基本在10%以內(nèi)，但房屋的抗震性能將會得到很大提高。

表2 不同設(shè)防烈度下的土建成本比較Table 2 Comparison of construction cost with different design intensity

3 增加的土建成本占房屋售價的比例

根據(jù)北京市統(tǒng)計局、國家統(tǒng)計局北京調(diào)查總隊發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2009年上半年北京各環(huán)線區(qū)域商品住宅成交均價以及土建成本如表3和表4所示。裝修費用按中擋裝修取1000元/m2。

表3 2009年上半年北京各環(huán)線區(qū)域商品住宅均價Table 3 The average price of commercial-residential buildings in different loop areas of Beijing in 2009

表4 土建成本的提高與房屋售價、總價的關(guān)系Table 4 Relationships between increased construction cost and selling prices

續(xù)表

通過分析表4中數(shù)據(jù)可知，設(shè)防水準(zhǔn)提高一個等級，每平方米增加的土建成本占房屋售價的比例很小，而占計入裝修費用后的總價的比例還要更低。以四環(huán)至五環(huán)的建筑面積為100m2的住宅樓為例，通過以上計算分析可知，設(shè)防烈度由Ⅷ度（0.2g）提高到Ⅷ度（0.3g），增加的土建成本總和為4510元，占每平方米售價的比例為4510/15748=28.6%。也就是說，在不增加購房款投入的前提下，購買房屋建筑面積減少0.286 m2，便可以使房屋的設(shè)防水準(zhǔn)提高一個等級。再者，按每平方米裝修費1000元計算，100 m2的房屋用于裝修費用的總額為10萬元，增加的土建成本總和占裝修費用的比例為4510/100000=4.51%。換句話說，從每平方米用于裝修的費用中拿出4.51元，便可獲得一個等級的設(shè)防水準(zhǔn)的提高。

4 結(jié)論

本文對按照不同設(shè)防烈度設(shè)計的北京地區(qū)1棟18層剪力墻結(jié)構(gòu)公寓進行了土建成本分析。具體內(nèi)容包括：比較相鄰設(shè)防烈度下土建成本的提高比例關(guān)系；比較不同設(shè)防烈度下土建成本提高與市場房屋銷售價格的比例關(guān)系。分析結(jié)果表明，設(shè)防水準(zhǔn)每提高一個等級，房屋每平米土建成本略有升高。以北京地區(qū)為例，設(shè)防烈度由Ⅷ度（0.2g）提高到Ⅷ度（0.3g），100m2房屋增加的土建成本總和為4510元，換句話說，在不增加購房款的情況下，減少0.286m2的房屋面積，便可獲得設(shè)防水準(zhǔn)一個等級的提高。本文的分析結(jié)果，可為我國新版抗震設(shè)防規(guī)劃的制定提供一定的技術(shù)參考。

北京市定額，2001a. 北京市建設(shè)工程預(yù)算定額. 北京：北京市建設(shè)委員會.

北京市定額，2001b. 北京市建設(shè)工程費用定額. 北京：北京市建設(shè)委員會.

孫震，2003. 建筑工程概預(yù)算與工程量清單計價. 北京：人民交通出版社.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2001. 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ 50009—2001）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2002a. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GBJ 50010—2002）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2002b. 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GBJ 50007—2002）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2005. 民用建筑設(shè)計通則（GB 50352—2005）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2006. 建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB 50016—2006）. 北京：中國計劃出版社.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2008. 建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GBJ 50011—2008）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.

中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2002. 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ 3—2002）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.

Effect of Design Intensity on Construction Cost of Shear Wall Structure

Han Miao and Na Guokun

(School of Civil & Transportation Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China)

The 18-layer typical shear wall structure of different protect intensity are designed. The construction cost is calculated. When the protect intensity is less than VIII degree, the increased construction cost would be smaller than 6.07% and the increased construction cost is less than 0.593% of its price if the protect standard raises one level. With one level incensement of protect standard, the construction cost only requires a little increase. In other words, even without any increase of construction cost, the protect standard would also raise one level if the architectural area decreases a very small amount.

Protect intensity; Shear wall structure; Construction cost; Protect standard

韓淼，那國坤，2010. 設(shè)防水準(zhǔn)對剪力墻結(jié)構(gòu)土建成本的影響. 震災(zāi)防御技術(shù)，5（2）：215—219.

國家科技支撐課題（2006BAC13B01-0601），地震行業(yè)科研專項項目（200808009），北京市高校中青年骨干教師項目（BJE10016200706）

2010-01-08

韓淼，男，生于1969年。博士，教授。主要從事工程結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)及地震危害性研究。E-mail: hanmiao@bucea.edu.cn