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结构设计对建筑造价的影响

一、建筑结构设计和造价成本间的关系分析

1.1建筑结构设计的相关分析

结构设计是工程项目建设过程中的一个不可或缺环节,它为项目提供了全面、具体的实施意图,也是企业控制与确定造价成本的重要时期。在进行建筑结构的设计时,必须以最大限度地满足工程建设方案为基础,并要结合相关规范与政策进行,保证建筑的安全性、适用性及经济性。在建筑工程的造价成本中,主要包括项目决策、设计及实施各个阶段的全部费用,故合理优化结构设计,也是有效控制工程造价的重要方式。

1.2结构设计和造价成本间的关系分析

在建筑工程的建设过程中,工程与技术是两个非常重要的因素,两者能否实现有效结合,对建筑结构的设计有着重要影响。当一个工程项目被确定下来,其建设工作与造价成本的控制就变得尤为重要,而前提是建筑结构设计工作的开展。建筑造价成本在很大程度上是受结构设计影响的,约占40%~70%的比例,故认真做好建筑结构的设计工作非常必要。结构设计与建筑造价成本之间的关系,具体主要有以下几方面的表现:设计方案与工程投资间的关系。研究发现,在一个单项建筑工程的设计中,选择的材料、方案与建筑投资紧密相关,如基础类型、结构形式等。如果设计方案合理,所需的各种建筑材料用量则会减少,投资也会相对减少。设计过程与成本之间的关系。在建筑结构的具体设计阶段,设计者会结合建筑项目的实际情况对设计过程进行掌控。设计期间,任何一个细小环节,都会直接与工程造价挂钩,如钢筋形式、钢筋连接方式等的选择都会影响到投资成本,故在设计过程中必须谨慎考虑每一个设计环节,既要保证设计的合理性,也要坚持经济性原则。设计质量与造价成本间的关系。在当前的建设工程中,经常发生质量事故。导致工程质量事故的原因较多,但设计方面的因素最多,约占50%的比例。由于结构设计的不合理,一些建筑结构的受力情况明显达不到施工规范的要求,故引起了质量事故。此外,如果设计较差,则可能导致工程成本的重复投资,进而造成停工、浪费资金等不良现象,也增加了造价成本。

二、建筑结构设计对成本造价造成的影响

影响工程造价成本的因素主要是建筑的主体结构,而相配套的通风、环境、水电等设施方面的支出往往比较固定。因此,若建筑材料的可变性不大,主要是建筑主体结构对工程造价造成的影响较大,而建筑结构的主体主要包括钢筋材料与混凝土材料。

2.1结构形式对造价成本的影响

在建筑结构的设计中,结构形式的选择非常重要。一个结构形式要达到合理的要求,不但要具有造型美观、经济适用的特征,还要符合建筑主体功能的使用要求,并能促进结构得以安全、可行地实现。因此,必须对建筑结构体系有充分的了解,选择合理的结构形式,才能最大限度地减少不必要的成本投资。

2.2基础形式对造价成本的影响

地基是建筑物的一个重要组成部分,有人工与天然之分,对建筑造价成本有着很大影响。天然地基不需要人加固,故工作量较少,也不需要大量的石料、填料等材料,减少了大量的人力、物力及财力投入,但天然地基仅限于地质条件好、质地坚硬等地区。当天然地基无法满足设计要求时,则需要确定建筑物的基础形式,可以采用复合地基或是桩基。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体(天然地基土体或被改良的天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。常用的桩按桩身材料分混凝土桩、钢桩和组合材料桩等。桩基具有承载力高、沉降小、制作灵活方便和适用条件广泛等优点。采用不同的基础形式直接影响到造价成本,结构设计时应在保证结构安全的基础上,选用合理的基础形式,减少不必要的成本投入。

2.3墙、柱的布置对造价成本的影响

剪力墙结构是利用建筑物墙体作为建筑物的竖向承载体系,并用它抵抗水平力的一种结构体系。剪力墙结构中全部竖向力和水平力都由剪力墙承受,一般应沿建筑物的主要轴线双向布置,墙肢的布置是否合理不仅关系到结构的安全,还关系到建筑物钢筋和混凝土的用量,直接影响造价成本。框架结构中柱网的布置要满足建筑使用要求,同时考虑结构的合理性与施工的可行性。柱网的布置对结构受力有很大的影响,柱距偏小,柱子截面配筋按构造要求,导致材料强度不能充分利用,不利于造价成本控制;柱距偏大,造成梁、柱截面也大,配筋量也增加,也不利于造价成本控制。所以说合理的墙、柱布置不但对结构受力有利,对造价成本的控制也有利。

2.4梁、柱截面的选择对成本的影响

建筑的梁、柱截面尺寸的设计也直接影响工程造价成本。结构计算时,在保证建筑净空要求的前提下,应充分考虑梁、柱构件中钢筋和混凝土的协同作用,通过调整梁、柱的截面尺寸来控制其配筋率。配筋率大说明其截面偏小,配筋偏大;配筋率小说明截面偏大,配筋虽小但混凝土用量却增加。结构设计中优化梁、柱截面尺寸,对控制建筑物的钢筋和混凝土用量有着直接的关系。

2.5钢筋与混凝土强度等级对造价成本的影响

现阶段,我国建筑结构普遍使用的受力钢筋为HRB335,常用的辅助钢筋则是等级相对较低的HPB,常用的混凝土则为C20-C40。与国外相比,我国建筑结构所使用的混凝土与钢筋强度均明显较低。若整个建筑物的混凝土价格较高,相应的混凝土造价也会较高。因此,若情况相同,使用高强度混凝土,则减少了竖向构件的界面尺寸,减少了混凝土的用量,且在施工工期、垂直运输量等方面的成本也会降低,使混凝土造价大幅减少。与此相同,如果选择高强度的钢筋,其用量则会减少,工程造价成本也会有明显的减少。由此可见,钢筋、混凝土的选择也是影响建筑工程造价的重要因素,必须在进行结构设计时予以重视。

2.6结构延性对造价成本的影响

建筑结构若想有较强的抗震能力,其设计结构均会有一定程度的延性。如果能够合理选择建筑物的抗侧力结构,其结构构件延性较好,刚度则会相对较小。建筑物要想拥有良好的抗震能力,其抗侧力结构则会较大,这在一定程度上增加了建筑物的风险性。若建筑结构延性较大,抗倒塌能力也较强,所需的抗震结构成本则会减少,造价成本则会相对减少。

三、小结

由上述可知,工程造价是建筑工程项目建设的重要组成部分之一,对企业的经济效益有着非常重要的影响。在造价成本的控制工作中,施工图设计阶段的结构设计则是一个关键环节。建筑结构的设计是否合理,不但会影响到工程的质量,还会影响到工程的造价成本。因此,在进行建筑结构设计时,设计人员必须严格根据相关规定及施工规范的要求,合理优化结构结构设计,从而实现施工图设计阶段对建筑工程造价成本的控制,为企业创造更多的经济利益,促进建筑事业的健康发展。

作者:吴剑星 单位:海南元正建筑设计咨询有限责任公司

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