工程设计的优劣对工程总投资的影响度占75%~95%, 因此, 在设计阶段加强建筑成本控制越来越受到房地产公司的重视。多数房地产公司都成立了专门的管理部门并聘用了专门人员, 力图在设计阶段实现建筑成本的合理控制, 尤其是对建筑结构成本的控制。然而, 设计单位的结构设计师和房地产开发公司的设计管理人员所关注的重点却不完全相同。结构设计师往往特别关注结构安全, 而房地产开发公司的管理人员则比较关注成本问题。因此, 如何在设计阶段对建筑结构成本进行有效控制, 成为降低工程项目总体费用的重要工作。
1 建筑结构成本主要影响因素
1.1 建筑设计方案
建筑设计方案的优劣不仅影响建筑的功能布局是否合理, 外观是否美观, 同时也是影响建筑结构成本的决定性因素, 甚至极大地影响建设工期。建筑设计方案对建筑结构成本的影响主要体现在以下几个方面: (1) 结构体系。建筑的造型、平面布局通常是决定建筑结构体系的关键。 (2) 结构的规则性。建筑平面布局形状越简单、规则、对称, 立面设计越简洁, 对结构设计越有利, 从而有利于控制建筑结构成本。 (3) 建筑方案对施工便利性也具有重要的影响。
1.2 主体结构设计
建筑的功能布局、立面设计基本确定后, 即可根据建筑功能要求进行主体结构设计。主体结构设计主要从以下方面影响建筑结构的成本: (1) 主要结构拓扑。即各子结构的连接方式, 主要表现为结构选型。以高层住宅为例, 可以选用框架结构、框剪结构、剪力墙结构等, 不同的结构方案, 不仅结构成本本身存在较大的差异, 也会直接影响基础型式。 (2) 结构设计参数。现阶段建筑结构设计计算基本上都采用商业软件计算, 如PKPM系列结构设计软件、Etabs、SAP等, 结构设计参数的恰当选择, 对计算结构具有非常大的影响。 (3) 合理的构造措施。构造措施不合理, 不但影响建筑结构安全, 在一定程度上也影响结构的工程造价。
1.3 基础型式
基础形式的选择不仅直接决定了建筑物基础的工程造价, 同时还与基坑开挖与支护难度与费用密不可分, 并对施工工期形成较大的影响。
1.4 材料强度
材料强度选择应合理, 尤其是混凝土强度等级的确定, 应进行综合考虑。当根据构造要求进行配筋计算时, 混凝上设计强度越高, 钢筋的用量也越大, 因此, 在建筑条件许可的情况下应尽可能的降低混凝土设计强度。
2 设计阶段建筑结构成本控制策略
2.1 尽早参与建筑方案决策
目前的建筑设计过程中, 一般认为建筑方案设计仅由建筑师完成。即便结构设计师参与建筑方案工作, 也仅对方案的结构可行性予以考察, 并未实现在方案阶段对结构的优化。因此, 结构工程师应尽早参与建筑方案讨论, 使建筑方案在满足功能、美学等要求时, 也有利于结构成本的控制。
2.2 合理选择结构方案
2.2.1 恰当选择结构型式
结构型式选择应以常规结构型式为首选方案, 如框架结构、框剪结构、剪力墙结构等, 异形柱和短肢剪力墙结构由于抗震性能较差, 造价较高, 尽量避免采用。
2.2.2 合理确定层高
一般情况下, 对于住宅建筑, 层高每降低0.1m, 能降低造价1%。降低层高可达到以下目的: (1) 减少柱、墙等竖向构件长度, 从而减小竖向荷载。 (2) 减少隔墙砌筑和装饰工程量。 (3) 对于地下工程还可以大幅度减少土石方开挖及运输工程量, 降低基坑支护费用。因此, 设计阶段应当通过适当控制梁高来降低层高, 合理设计各类管道与设备, 以达到有效控制成本的目的。
2.2.3 注重结构规则性
结构平面布置宜简单、规则、对称, 减小偏心和扭转效应的不利影响;应尽量使结构刚度分布均匀对称, 使结构的刚心和质心接近, 以减少偏心;提高建筑周边的刚度, 减小扭转效应。结构竖向布置宜规则、均匀, 应尽量避免过大的外挑与内收。结构侧向刚度宜下大上小, 变化均匀, 不宜采用竖向布置严重不规则的结构。
由于建筑功能要求, 结构转换有时难以避免, 但应尽量减少结构转换。不论从抗震设防还是从节约成本出发采用厚板转换都不利, 可考虑采用梁式转换、桁架转换、箱形转换等。
2.2.4 选择恰当的基础型式
基础宜首选以天然地基为持力层的基础型式。目前重庆主城区的主要地基类型有土质地基和岩石地基。土质地基承载力较低, 对于多层建筑, 既可采用桩基础, 也可采用浅基础, 而高层建筑一般都需要采用桩基础。岩石地基上的多层建筑一般采用浅基础均可满足要求, 高层建筑则需要根据具体情况决定。桩基础成本通常较高, 因此必须精心设计, 尽量优化, 并应结合上部结构布局进行综合设计。
2.3 关注设计细节
由于目前多采用软件进行辅助设计, 因此, 许多设计师形成了对软件的过度依赖, 忽略了对参数与计算结果的判断和构造措施的选择, 因此施工图设计时主要应注意以下几个方面: (1) 计算模型与实际结构应接近, 参数选择恰当; (2) 荷载计算准确, 不能随意加大; (3) 构件配筋应精心计算, 盲目增大配筋既提高造价, 又不利于结构形成合理的耗能机制; (4) 减少次梁设置, 合理利用挑板结构; (5) 材料强度尤其是混凝土强度不宜过高。
3 结语
房地产开发项目的结构成本控制是设计阶段控制工程成本的重要内容。因此, 结构工程师在设计阶段应加强与建筑专业和设备专业的沟通与协调。在建筑方案设计阶段, 应积极参与建筑方案决策过程;在施工图设计阶段, 既注重结构总体方案的合理性, 也应关注细节设计, 在满足建筑功能及结构安全的前提下, 有效的控制建筑结构成本。
摘要：建筑结构成本控制是设计阶段控制建筑成本的重要内容。分析了建筑设计方案、建筑主体结构设计、基础型式、主要建筑材料选择等因素对建筑结构成本的影响, 从结构工程师尽早参与建筑方案决策、合理选择结构方案、细节设计三个方面探讨了设计阶段建筑结构成本的控制策略。
关键词：设计阶段,结构成本,控制策略
参考文献
[1] 全国监理工程师培训考试教材编写委员会.建设工程投资控制[M].北京: (知识产权) 专利文献出版社, 2003.5.