論結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化設(shè)計對工程造價的影響_2

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1、論結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化設(shè)計對工程造價的影響　　所謂方案優(yōu)化設(shè)計，就是在原設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合新工藝和設(shè)備的使用，新材料的投入，進行局部設(shè)計的改變，不僅使技術(shù)更可行，更加滿足功能要求，還能節(jié)約材料，使工程造價明顯降低。往往同一建設(shè)項目，同一單項、單位工程，可以有不同的設(shè)計方案，從而形成不同的工程造價，因此要通過方案優(yōu)化設(shè)計對其進行選擇，使之真正達(dá)到以最優(yōu)的設(shè)計、最經(jīng)濟的投資，建造最好的工程項目的目的。本文僅針對建筑結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化設(shè)計對工程造價產(chǎn)生的影響進行探討?！　≡诮ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計中，不同方案的選擇及不同建筑材料的選用對工程造價會有較大影響，像基礎(chǔ)類型選用、

2、進深與開間的確定、層高與層數(shù)的確定、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟分析問題。據(jù)統(tǒng)計，在滿足同樣功能的條件下，技術(shù)經(jīng)濟合理的設(shè)計，可降低工程造價10%左右，有的可達(dá)20%.建筑結(jié)構(gòu)由基礎(chǔ)、柱、墻體、梁、樓板、屋面板等部分組成，各部分占工程總造價的比例不盡相同，結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化時對工程造價的影響也就不一樣，因此在方案優(yōu)化設(shè)計時我們所考慮的重點要有所側(cè)重。下面就主要結(jié)構(gòu)部分進行舉例說明：　　1）基礎(chǔ)：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的造價與工程所在地的地質(zhì)條件密切相關(guān)，其工期約占整個建筑物主體工程的25%-30%，造價約占總造價的10％-20％，基礎(chǔ)工程的重要性顯而易見。所以設(shè)計

3、時應(yīng)重視地質(zhì)勘察報告的交底工作，選擇合理的基礎(chǔ)型式，控制基礎(chǔ)的截面尺寸與埋深。如兩座相臨的住宅樓工程，根據(jù)地質(zhì)勘探資料，設(shè)計基礎(chǔ)承載力及埋深相同，地面以上部分結(jié)構(gòu)設(shè)計也相同，均為6層磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積3236m2；地面以下部分選用兩種基礎(chǔ)形式，1#樓過于考慮安全性，設(shè)計選用了鋼筋砼條形基礎(chǔ)，C20砼澆筑，M10水泥砂漿、MU10磚砌筑，基礎(chǔ)總造價為萬元。在2#樓設(shè)計中，將基礎(chǔ)改為毛石條形基礎(chǔ)，用MU20毛石、M10水泥砂漿砌，基礎(chǔ)總造價為萬元。通過對比，基礎(chǔ)建筑面積造價，1#樓為元/m2，2#樓僅為元/m2。在兩樓樓型、結(jié)構(gòu)及使用功能相同的情況，

4、地質(zhì)條件滿足安全使用的前提下，只將鋼筋砼條形基礎(chǔ)改為毛石條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)部分的造價減少了%。這對整座住宅樓工程造價的控制起到了積極作用?！　?）柱網(wǎng)布局與柱子：柱網(wǎng)布局是確定柱子的行距和間距的依據(jù)。一般來講，柱網(wǎng)尺寸在6-12m之間，柱距小則傳力路線短，上部結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，但可能基礎(chǔ)費用高，因而柱網(wǎng)布局是否合理，對工程的結(jié)構(gòu)造價有很大的影響。此外，柱子截面形狀及大小的選擇也對工程造價有著直接的影響。下面就柱子截面大小實例說明它對工程造價影響的程度?！　∧乘膶訌S房根據(jù)工藝要求，在廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，初始設(shè)計方案為：框架邊柱截面750m

5、m×750mm，中柱截面750mm×1000mm；框架梁截面統(tǒng)一為450mm×1900mm，受力主筋均采用Ⅱ級鋼筋。初始設(shè)計方案的主要消耗材料為：框架梁混凝土3，梁受力主筋；框架柱受力主筋。初始方案的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總造價為萬元。優(yōu)化設(shè)計時，以框架結(jié)構(gòu)尺寸和框架柱截面尺寸為常量，把框架梁截面高度尺寸為變量，并以模數(shù)50mm為步距進行變化。當(dāng)框架梁截面高度變化時，框架梁自重及梁、柱配筋均相應(yīng)變化，結(jié)構(gòu)總造價也相應(yīng)變化。經(jīng)過分析，求得該四層廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案的主要參數(shù)為：框架邊柱截面750mm×750mm，中柱截面750mm×1000mm，框架梁截面統(tǒng)一為

6、450mm×1600mm。優(yōu)化設(shè)計方案的主要消耗材料為：框架梁砼3，梁受力主筋17185kg；框架柱受力主筋4482kg優(yōu)化設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總造價為185823元。對比分析初始方案與最佳方案，該框架結(jié)構(gòu)總造價由萬元下降到萬元，僅主體結(jié)構(gòu)節(jié)省投資%，經(jīng)濟效果比較顯著?！　∪绻覀儗χ愉摻钸B接方式進行方案優(yōu)化設(shè)計，有時也能節(jié)省大量資金。某綜合樓設(shè)計時，柱子鋼筋采用電渣壓力焊接技術(shù)，從而可比搭接方法節(jié)省10％還要多的主筋，僅此一項可節(jié)省數(shù)十萬元之巨?！　?）梁：矩形截面梁是最普通的受彎構(gòu)件，在設(shè)計時常被使用，但材料利用率很低。一是因為靠近中和軸的材

7、料應(yīng)力較低；二是梁的彎矩沿梁長是變化的。由于等截面梁大部分區(qū)段應(yīng)力低，材料得不到很好利用，只有在軸心受力時，材料利用率才可提高。因此，設(shè)計時可采用平面桁架代替矩形梁，平面桁架相當(dāng)于掏空的梁，將梁中多余的材料掏去，這樣既經(jīng)濟，自重又可減輕。它還可發(fā)展為空間網(wǎng)架，材料的利用率就能大幅提高。某超大跨度工業(yè)廠房，設(shè)計時用桁架外形的設(shè)計代替矩形截面梁，經(jīng)濟上取得相當(dāng)好的結(jié)果。　　4）砼及鋼筋的選用：除了要滿足結(jié)構(gòu)的需求外，應(yīng)力求方便施工，盡量減少砼標(biāo)號與鋼筋型號的種類。有的工程梁、板、柱采用不同的標(biāo)號，使施工難度加大，浪費了材料，加大了采購成本。鋼管砼結(jié)構(gòu)

8、是將砼填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的一種新型結(jié)構(gòu)，它將兩種材料有機地結(jié)合，可借助內(nèi)填砼增強鋼管壁的穩(wěn)定性，借助鋼管對核心砼的套箍作用，使核心