石 強(qiáng)

(中國(guó)海洋大學(xué)，山東青島 266100)

我國(guó)建筑類型功能日新月異，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為設(shè)計(jì)人員的工作重點(diǎn)和難點(diǎn)。為保證建筑的安全、延長(zhǎng)其使用壽命和控制投資，國(guó)內(nèi)大多房地產(chǎn)企業(yè)正在通過(guò)“結(jié)構(gòu)成本優(yōu)化”建立成本領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，所以如何優(yōu)化結(jié)構(gòu)成本，成為當(dāng)前房地產(chǎn)業(yè)普遍關(guān)注的績(jī)效。

按建設(shè)項(xiàng)目的使用目的和功能要求，設(shè)置設(shè)計(jì)方案的若干個(gè)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通過(guò)設(shè)計(jì)招標(biāo)，邀請(qǐng)專家對(duì)各設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，優(yōu)選最佳方案。結(jié)構(gòu)成本占相當(dāng)大的工程成本，基本建設(shè)的大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)踐都表明，結(jié)構(gòu)成本約占到建安成本的40%～60%。如不同方案的基礎(chǔ)選型、結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)結(jié)果，會(huì)使建筑物每平方米的含鋼量相差很多。一個(gè)20萬(wàn)m2建筑面積的小區(qū)，僅鋼筋造價(jià)就可能相差幾千萬(wàn)元。因此結(jié)構(gòu)成本的管理，成為整個(gè)設(shè)計(jì)階段成本管理的重點(diǎn)。

1 結(jié)構(gòu)成本目標(biāo)的管理

1)必須對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)和策劃的全過(guò)程進(jìn)行管理。選擇限額設(shè)計(jì)，不應(yīng)認(rèn)為含鋼量越低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越優(yōu)秀，不當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)成本的降低，必然會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備的下降。如何在中間找到一個(gè)有效的平衡點(diǎn)，使成本在得到有效控制的同時(shí)，又使建筑品質(zhì)達(dá)標(biāo)，才是結(jié)構(gòu)成本控制的關(guān)鍵。筆者認(rèn)為:a.建立嚴(yán)格的管理程序;b.采用有效的管理手段。對(duì)擬建場(chǎng)地質(zhì)，建筑物的排放，結(jié)構(gòu)方案的可行性、合理性、適用性進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)結(jié)構(gòu)施工圖進(jìn)行精細(xì)化的設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)變更、簽證控制投資。2)設(shè)計(jì)院的選擇。首選設(shè)計(jì)招標(biāo)，進(jìn)行限額設(shè)計(jì)，組織設(shè)計(jì)單位進(jìn)行工程設(shè)計(jì)競(jìng)賽，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)選。核查設(shè)計(jì)概(預(yù))算，確保設(shè)計(jì)圖紙的正確性、合理性。優(yōu)選設(shè)計(jì)單位，簽訂設(shè)計(jì)合同，對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的遺漏和錯(cuò)誤，及時(shí)予以更正。利用人才優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，增加公司的精細(xì)化管理和創(chuàng)新能力，制定具有可操作性的階段管理措施。3)專業(yè)負(fù)責(zé)人的選擇。從設(shè)計(jì)管理規(guī)范，認(rèn)真負(fù)責(zé)，服務(wù)意識(shí)強(qiáng)，項(xiàng)目市場(chǎng)口碑好，專業(yè)水平高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，服務(wù)誠(chéng)信，影響力及控制力強(qiáng)中優(yōu)選。4)成本意識(shí)的建立。需與設(shè)計(jì)專業(yè)人士主動(dòng)的溝通，采用雙贏的方法控制結(jié)構(gòu)成本。對(duì)設(shè)計(jì)周期考慮時(shí)間價(jià)值，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)因素，用產(chǎn)品的實(shí)際價(jià)值成本曲線控制結(jié)構(gòu)成本。在保證質(zhì)量，不增加成本的前提下縮短設(shè)計(jì)周期，利用專業(yè)工序的搭接，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。5)對(duì)結(jié)構(gòu)體系的確定及平面布置圖，基礎(chǔ)的選型，電算模型及計(jì)算系數(shù)的取值，標(biāo)準(zhǔn)單元的墻板截面及配筋圖，地下室的布置及墻板配筋圖，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的布置及配筋圖等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化控制。6)利用外部資源對(duì)施工圖審查優(yōu)選。邀請(qǐng)學(xué)術(shù)權(quán)威、行業(yè)專家、聯(lián)系壟斷部門、專業(yè)咨詢公司，對(duì)工程項(xiàng)目資源占用，質(zhì)量和進(jìn)度，服務(wù)周期，總成本的降低，總效率的提升進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

2 結(jié)構(gòu)成本技術(shù)管理

2.1 梁

1)梁的布置與成本的關(guān)系。在正常樓層，8.5 m×8.5 m柱網(wǎng)下，十字梁較井字梁便宜約16%～22%，經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)配筋和撓度的計(jì)算表明，在一定跨度范圍內(nèi)，梁的布置越少越好?？蚣芙Y(jié)構(gòu)梁柱偏心較大時(shí)，將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪面積減小，且梁端彎矩作用在節(jié)點(diǎn)上時(shí)出現(xiàn)扭矩。通?？杉哟罅簩捇蛟O(shè)置梁水平腋。在梁柱節(jié)點(diǎn)處形成了較強(qiáng)的剛域，梁塑性鉸將外移。因此梁端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)與普通框架梁有所區(qū)別，水平加腋梁的梁端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度，應(yīng)取普通框架梁箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度與加腋水平長(zhǎng)度之和。2)梁配筋方式對(duì)成本的影響是多方面的，要盡可能的采用高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土。挑梁截面過(guò)于窄小對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果影響很大。懸挑結(jié)構(gòu)對(duì)非水平地震的作用極為敏感。

2.2 剪力墻的布置與成本的控制

1)注重優(yōu)化剪力墻布置的位置和數(shù)量，在建筑物的兩端和周邊重點(diǎn)布置，建筑物的內(nèi)部和中間位置減少布置，滿足結(jié)構(gòu)的計(jì)算位移與規(guī)范的最低要求。

2)優(yōu)化剪力墻的長(zhǎng)度。高規(guī)7.1.5條規(guī)定:“較長(zhǎng)的剪力墻宜開(kāi)設(shè)洞口，將其分成長(zhǎng)度較為均勻的若干墻段，墻段之間宜采用弱連梁連接，每個(gè)獨(dú)立墻段的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于2，墻肢截面高度不宜大于8 m”。避免單片剪力墻承擔(dān)過(guò)大的水平剪力而首先破壞，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件依次破壞。因此開(kāi)結(jié)構(gòu)洞時(shí)一定要開(kāi)大洞，形成弱連梁，連梁跨高比宜大于6，使得較長(zhǎng)剪力墻開(kāi)洞后形成兩個(gè)較獨(dú)立的墻肢。

3)控制剪力墻的厚度取值。提高剪力墻的延性，避免脆性破壞?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》7.2.2條:底部加強(qiáng)層剪力墻厚度不小于層高的1/16(一、二級(jí)抗震等級(jí))或1/20(三、四級(jí)抗震等級(jí))。但底部商業(yè)、底層為復(fù)式住宅或架空層高較高時(shí)，可經(jīng)過(guò)《高規(guī)》附錄專門的公式驗(yàn)算，大部分墻厚不需比標(biāo)準(zhǔn)層加厚或加厚一點(diǎn)即可滿足穩(wěn)定要求，可節(jié)省本層造價(jià)約12%。

2.3 樓板

1)樓板的厚度對(duì)成本的影響。板的配筋量與板的厚度成比例增加，20的板厚占標(biāo)準(zhǔn)層總荷載約3.3%。標(biāo)準(zhǔn)層樓板厚度對(duì)板配筋僅考慮構(gòu)造因素。標(biāo)準(zhǔn)層樓板厚度對(duì)地震力的影響，20的厚度增加地震力約3.3%。

2)實(shí)際工程中樓板厚度選擇。普通3 m跨度以內(nèi)的樓板可取80～100;普通3 m～4 m跨度的樓板可取100;客廳處的異形大板可取120～150;普通屋面板可取120;管線密集處可取120;地下室頂板可取180。

2.4 基礎(chǔ)選型對(duì)成本的影響

1)基礎(chǔ)的選型。樁基礎(chǔ)、水泥攪拌樁地基處理、強(qiáng)夯地基處理、獨(dú)立柱基、筏板基礎(chǔ)，要求設(shè)計(jì)院提供樁(基礎(chǔ))的總反力與建筑物總重量的比值，核對(duì)并判斷其合理性。注意水浮力的利用，樁基礎(chǔ)中地下室底板下土承載力的利用，樁承載力的利用率和基礎(chǔ)類型的歸并。

2)勘察報(bào)告的取值建議。正確對(duì)待承載力的取值、基礎(chǔ)選型、地基處理建議，抗浮設(shè)計(jì)水位的標(biāo)高等?；A(chǔ)應(yīng)該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎(chǔ)底面，當(dāng)高層建筑采用天然地基時(shí)，地基承載力可進(jìn)行修正。隨著基礎(chǔ)埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對(duì)地基承載力的要求。

3)基礎(chǔ)采用“墩基”和“樁基”結(jié)構(gòu)成本的變化。墩基礎(chǔ)是指樁長(zhǎng)不大于5 m～6 m，樁徑與樁長(zhǎng)之比小于3的樁基礎(chǔ)。當(dāng)采用樁基時(shí)，《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》的數(shù)據(jù)中某巖層或土層的樁端“承載力標(biāo)準(zhǔn)值”往往是該巖層或土層“承載力標(biāo)準(zhǔn)值”的40倍～100倍。當(dāng)采用墩基時(shí)，《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》不會(huì)提供專門的承載力數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)院均是按規(guī)范通過(guò)承載力的深度修正得出“墩端承載力設(shè)計(jì)值”。該承載力往往僅僅是該巖層或土層“承載力標(biāo)準(zhǔn)值”的1.2倍～3倍。當(dāng)荷載比較大時(shí)，最好挖深一些，使基礎(chǔ)成為“人工挖孔樁”，而不要采用“人工挖孔墩”。

2.5 鋼筋材料的選擇對(duì)成本的影響

高強(qiáng)鋼筋可減少梁板柱的配筋數(shù)量，方便施工，對(duì)按計(jì)算配筋的梁板柱有顯著影響。對(duì)于柱的構(gòu)造配筋率，可減少0.1，而普通鋼筋和高強(qiáng)鋼筋的價(jià)格差別不大，成本降低明顯。實(shí)際工程中結(jié)構(gòu)梁、柱、墻鋼筋選取高強(qiáng)鋼筋，板底配筋盡量采用直徑小、間距密的方式布置。采用高強(qiáng)混凝土可減少配筋。當(dāng)柱子按計(jì)算配筋時(shí)，程序?qū)向及Y向的鋼筋均有配筋面積要求，應(yīng)在滿足計(jì)算配筋量要求的前提下，盡量加大柱子角筋的配置。

2.6 混凝土

混凝土標(biāo)號(hào)對(duì)成本的影響。標(biāo)號(hào)增加，單價(jià)直接上升，對(duì)柱及剪力墻提高標(biāo)號(hào)可顯著減小柱墻的尺寸，增加建筑實(shí)際使用率。對(duì)梁的影響，正常情況下提高梁的承載力，可減小梁的截面及配筋，但要考慮構(gòu)造要求，可能會(huì)提高板的構(gòu)造配筋率，同時(shí)還會(huì)增加板開(kāi)裂的隱患，應(yīng)盡量采用適宜的標(biāo)號(hào)。

2.7 荷載取值

外墻的荷載取值受窗洞的影響，內(nèi)墻的荷載取值受輕質(zhì)材料的影響，空間可能分隔的荷載取值受非固定隔墻的影響。

地面粗糙度類別對(duì)風(fēng)荷載取值，A與B之間最大相差24%，B與C之間最大相差54%，C與D之間最大相差45%，要用發(fā)展的眼光關(guān)注取值是否合理。

2.8 電算系數(shù)的取值

對(duì)梁的彎矩放大系數(shù)，梁的扭矩折減系數(shù)，梁柱重疊部分簡(jiǎn)化，混凝土容重的取值，連梁剛度折減系數(shù)，墻、柱、基礎(chǔ)計(jì)算是否考慮活荷載的折減，地下室外墻是否按壓彎構(gòu)件計(jì)算，精細(xì)化設(shè)計(jì)是控制結(jié)構(gòu)成本的關(guān)鍵，梁的歸并，墻柱的歸并，板的歸并，樁基的歸并，基礎(chǔ)的歸并應(yīng)統(tǒng)籌考慮。

3 結(jié)構(gòu)成本控制展望

1)合理確定對(duì)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)成本控制目標(biāo)。在結(jié)構(gòu)成本控制過(guò)程中，從設(shè)計(jì)一開(kāi)始就進(jìn)行結(jié)構(gòu)成本控制的策劃，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的管理流程和成本優(yōu)化相統(tǒng)一。2)控制成本，必須保證客戶的安全和質(zhì)量。應(yīng)提高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量安全問(wèn)題的辨別能力，積累結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)效益逐步提高。掌握控制結(jié)構(gòu)成本的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，正確處理建筑質(zhì)量、安全、成本的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。3)我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)體系和技術(shù)飛速發(fā)展，新的結(jié)構(gòu)體系不斷開(kāi)發(fā)應(yīng)用，建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)日新月異，正在步入世界先進(jìn)行列。要保證工程的質(zhì)量和項(xiàng)目的品質(zhì)，只有通過(guò)各種方案的對(duì)比分析，才能把握結(jié)構(gòu)成本技術(shù)的關(guān)鍵。

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