任 遷

(大同市二院建筑設計研究有限責任公司，山西大同 037008)

我國現(xiàn)代社會經(jīng)濟迅速發(fā)展，建設速度越來越快，而且市場化的氣氛越來越濃，結構設計的競爭越來越激烈。一些開發(fā)商為了追求利益最大化，開始對結構成本進行嚴格的控制，實行限額設計，主要表現(xiàn)為限制混凝土單位面積的用量和限制鋼筋平方米含量，作為結構設計人員只能無奈地適應市場，否則我們將被市場淘汰。面對目前形勢，我們不能簡單減小結構斷面，降低構件配筋率，這是最愚蠢的做法，而且很難達到建設單位對我們的要求，甚至影響結構安全，其結果是得不償失，因為不安全的結構是成本最高的建筑，因為它不僅是在經(jīng)濟方面，還有社會影響力方面，都會造成不和諧的氣氛。正確處理好結構安全與結構經(jīng)濟性的關系，這是留給每一個結構設計人員在新的歷史時期的任務，結構安全是第一位的，在結構安全的情況下談經(jīng)濟才是有意義的。不能用結構安全去換取經(jīng)濟性能，去迎合建設單位，迎合市場。我們結構設計人員應從以下方面采取應對措施:

1)我們應該認真學習規(guī)范，理解規(guī)范，確切地把握規(guī)范。

合理地應用到實際中去，結構工程師的工作不僅僅是“規(guī)范+計算”，更不是“規(guī)范+一體化的計算機結構設計程序”，而是憑借作為一個結構工程師應具有結構的方案的概念，結構的經(jīng)驗，結構悟性，同時還要有敏銳的判斷力、開發(fā)創(chuàng)造力。善于運用我們的結構知識開發(fā)創(chuàng)新，這是對我們的業(yè)主和社會最大的貢獻。所以我們要不斷學習，做到科學先進，經(jīng)濟合理，與時俱進，適應時代發(fā)展的需要。

2)結構設計人員應參與前期方案設計，結構方案選型時要注意經(jīng)濟適用性。

磚混結構的房屋要比框架或剪力墻結構低200元～400元左右。但要向建設方講清剪力墻結構抗震能力強，延性好，適合建造較高檔一點的房屋。

a.如山西某縣要蓋一幢3層建筑，該建筑下部2層商店，上部1層辦公，建設方及建筑方案設計人員建議結構采取底部框架結構上部磚混結構，其實我們仔細分析一下，該房屋上部只有1層磚混結構，根據(jù)GB 50011-2010-7.1.5建筑抗震設計規(guī)范底部框架結構與底部抗震墻最大間距8度時不超過11 m，7度不超過15 m。這個限制條件使底層商店不具備設大商場的能力，而且上部磚混結構按過渡層設計，構造柱的斷面、數(shù)量、配筋均有所提高。這樣的結構比純框架結構來說造價并沒有降低，但使用功能有所限制，這就是結構設計人員的經(jīng)濟概念。b.隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步及汽車工業(yè)的發(fā)展，我國公民家家擁有小汽車已成為現(xiàn)實。地下停車庫及停車位的設計越來越多，傳統(tǒng)的地下車庫頂板設計采用梁板結構，梁高1.0 m左右，頂板覆土2.2 m，地下車庫層高4.5 m左右，地下車庫地面－7.0，主樓地下為了與地庫做平，主樓設計地下2層，但主樓地下2層的銷售比較困難，無形的投資收不回成本。如果改為無梁樓蓋，板厚400，覆土改為1.0 m，柱帽采用有托板的柱帽，地下室層高改為－3.8 m，地下車庫地面為－4.2，主樓地下設計1層，銷售不成問題，皆大歡喜?；A形式:梁板式基礎，獨立基礎加防水板，兩種方案比較如表1所示。通過表1我們便知，采用無梁樓蓋平托板柱帽，基礎采用獨基加防水板是最經(jīng)濟的結構方案。c.結構平面布局應規(guī)則、對稱，盡量減少扭轉，結構經(jīng)濟指標良好。比如一個正方形的平面，兩個主軸方向抗側力結構構件布置均勻，結構的經(jīng)濟性好。長方形的平面，橫向結構的側向剛度較小，而縱向的側向剛度較大，兩主軸方向側向剛度差別大，動力特性相差大，結構設計時需在橫向布置剪力墻增加橫向剛度，平面的長寬比越大，經(jīng)濟性越差。d.高層建筑高寬比規(guī)定，是對結構整體剛度、抗傾覆能力、整體穩(wěn)定、承載能力以及經(jīng)濟合理性的宏觀控制指標，是過去經(jīng)驗的總結。高寬比雖然不作為高層超限的一個指標，但我們應注意它的超限代表經(jīng)濟性能不好，特別是高寬比剛剛超過一二層的高層建筑，是不合算的。

表1 結構方案比較表

3)選用性價比更高的結構材料。

混凝土應選用高強度的混凝土，主要原因是水泥強度等級提高以后，低強度等級的混凝土配制比較困難，質量難以保證，成本也相對較高，不經(jīng)濟。但強度等級高的混凝土設計強度高，可以減少混凝土用量，價格也相對較高，故真正決定混凝土用量(經(jīng)濟性)的是其強度價格比，隨著混凝土強度等級的提高，強度價格比迅速增加，具有較好的經(jīng)濟效益。鋼筋:衡量鋼筋經(jīng)濟性的指標是強度價格比(MPa/(kg·元))即每元錢可購得的單位鋼筋的強度，強度價格比高的鋼筋比較經(jīng)濟，不僅可以減少配筋率，方便施工，還減少了加工、運輸、施工等一系列附加費用。目前我們市場上HRB400級鋼強度價格比最高，經(jīng)濟效益最好。

4)優(yōu)化結構方案，使結構經(jīng)濟性能較好。

比如高層剪力墻結構，如果剪力墻布置太多，結構剛度大，地震力加大，經(jīng)濟性能差，投資不合理;剪力墻布置太少，墻體配筋大，施工困難。這就是一個優(yōu)秀結構設計師所能做的優(yōu)化設計，合理布置剪力墻的數(shù)量，使建筑周期比、位移比等各項參數(shù)良好，地震力較小，結構較經(jīng)濟。

5)樹立正確的設計理念，鋼筋不是越大越好，我們結構界有句俗話:“算不夠加鋼筋”，但我們要知道:“好鋼要用在刀刃上”。比如框架結構框架梁的配筋，如果超配太多，容易改變“強柱弱梁”受力機理，造成柱端出鉸，結構延性大減。

6)建設單位提出的結構主材用量指標是根據(jù)經(jīng)驗確定的數(shù)值，實際上好多工程不具有可比性，比如基礎工程，由于地質條件不同，地下水位不同，是否設置人防、是否考慮消防車荷載、地基是否需要進行處理等。當基礎坐落在天然地基(如粗砂層)相對而言費用較低。當需采用樁基礎或進行嚴格的地基處理時，結構費用較高。

而實際上只有標準層才具有可比性，結構標準層量大面廣，理應成為控制結構經(jīng)濟指標的重點，控制結構主材用量的主要精力應放在標準層上。

7)非結構構件如建筑的翻板、掛板等主材用量不是結構所需，是為建筑造型而增加的材量，建筑造型越復雜，用量越大。但這部分用量不應算在結構用量上。

綜上所述，一個優(yōu)秀結構工程師應該適應時代的發(fā)展，適應市場的需求，與時俱進，優(yōu)化設計，科學合理配筋。不能隨意減少配筋，不能隨意降低結構安全度。在保證結構安全的情況下，做到經(jīng)濟合理，技術先進。

［1］GB 50011-2010，建筑抗震設計規(guī)范［S］.

［2］呂西林.高層建筑結構［M］.武漢:武漢理工大學出版社，2008.

［3］張維斌.多層及高層鋼筋混凝土結構設計釋疑及工程實例［M］.第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［4］GB 50003-2011，高層結構混凝土結構技術規(guī)程［S］.

［5］朱炳寅.建筑結構設計問答及分析［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［6］姜學詩.混凝土結構設計問答實錄［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2009.