设防水准对剪力墙结构土建成本的影响1

韩 淼 那国坤

（北京建筑工程学院土木与交通工程学院，北京 100044）

设防水准对剪力墙结构土建成本的影响1

韩 淼 那国坤

（北京建筑工程学院土木与交通工程学院，北京 100044）

按不同设防烈度设计18层剪力墙结构，计算不同设防烈度下的结构工建成本。对比可知，设防烈度Ⅷ度以下，设防水准提高一个等级，土建成本增加比例小于 6.07%，增加成本占房屋售价的比例小于0.593%。剪力墙结构土建成本较小的增加，可获得设防水准一个等级的提高。从另一个角度说，在减少建筑面积很小的情况下，房屋的抗震设防水准可获得一个等级的提高。

设防烈度 剪力墙结构 土建成本 设防水准

引言

地震是一种突发的破坏力极强的自然灾害，每次破坏性地震的发生, 都伴随着巨大的财产损失和人员伤亡，我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，是世界上多地震国家之一。随着我国发生的近几次大地震，尤其是2008年5月12日汶川大地震的发生，有关抗震设防标准的问题已引起国家和社会的高度关注。大地震的震害调查表明，地震动的强度及参数超过抗震设计标准的现象时有发生，目前我国的抗震设计规范尚不能完全保证结构的安全，规范对地震侧力及作用效应的规定远不够可靠。而地震预测是世界性的难题，所以要减轻地震造成的人员伤亡及经济损失，必须依靠提高建筑结构的抗震能力来实现。建筑物的抗震能力首先取决于抗震设防标准，然而设防标准过高，土建成本必然增加很多，会造成不必要的浪费。因此，选定一个合理的设防水准才能切实有效地即减轻地震损失又避免资源浪费。

1 结构设计

建筑结构设计是否安全、经济、合理，与选定的结构方案密切相关。合理地选取结构形式、结构体系和进行结构布置，是一个战略问题，是关系到房屋抗震能力的重要因素之一。一般高层住宅建筑多为剪力墙结构，其较适合开间进深较小的房间，没有梁、柱的棱角，便于装修，而且剪力墙结构的抗侧移刚度较大，层间位移相对来说较小，有利于抗震。

我国抗震规范的设防范围是Ⅵ—Ⅸ度，北京地区主要为Ⅷ度。本文选取北京地区 18层剪力墙结构公寓楼，计算并分析其在不同设防水准下结构土建成本的变化，并比较其与房屋售价的关系。

根据我国的现行设计标准，设计了不同设防烈度的剪力墙结构（中华人民共和国国家标准，2001；2002a；2002b；2005；2006；2008；中华人民共和国行业标准，2002），隔墙与维护墙采用混凝土空心砌块，墙厚200mm。地基土承载力特征值fak=180MPa，采用筏型基础。各结构构件的选取及截面尺寸的确定均按规范最小允许值。采用PKPM结构设计软件，严格按照结构高度、高宽比、轴压比、弹性层间位移角、剪重比、有效质量系数等规范限制条件进行设计。结构平面布置见图1。

本文选取的公寓楼檐高56.5m，总建筑面积6731.79m2，地下室层高3.5m，1层层高3.0m，2—18层层高2.9m，出屋面电梯间层（局部19层）高4.2m。所选用的混凝土强度等级C30。楼板厚度：地下室顶板厚160mm；1—17层有4种板厚分别为100mm、110mm、120mm、130mm；18层有2种板厚分别为120mm、130mm；19层板厚120mm。在不同设防烈度下选取的构件截面尺寸见表1。

图1 结构平面布置Fig.1 The plan layout of structure

表1 不同设防烈度下选取的构件截面尺寸Table 1 Sectional dimension of structure members under different protect intensity

2 不同设防水准的土建成本计算

为了便于分析比较，建筑造价计算仅考虑土建结构（钢筋、混凝土和混凝土空心砌块）

成本，暂不考虑施工人员、施工器械与地价等费用的影响（北京市定额，2001a；2001b；孙震，2003）。材料单价取用现时市场价，钢筋的价格为5650元/t，混凝土的价格为340元/m3，混凝土空心砌块的价格为225元/m3，材料取废系数取1.3，每平方米的材料费按下式计算：

本文所选取的公寓楼檐高56.5m，依据《北京市建设工程预算定额》（北京市定额，2001a）的规定，需计算高层建筑超高费。总建筑面积 6731.79m2，所选用的混凝土为 C30，砂浆强度等级M7.5。经计算所得不同设防水准下的土建成本各项费用见表2。

由表2中的数据可知，凡提高一个设防水准，土建成本都有小幅度上浮。在设防烈度Ⅷ度（0.3g）以下时，每增加一个等级，每平米土建成本增加比例不超过6.066%；由Ⅷ度（0.3g）提高到Ⅸ度时，每平米土建成本增加10.493%。由此可知，提高建筑物设防水准后，土建工程每平米成本的增加比例在低烈度区很小；在高烈度区仍基本在10%以内，但房屋的抗震性能将会得到很大提高。

表2 不同设防烈度下的土建成本比较Table 2 Comparison of construction cost with different design intensity

3 增加的土建成本占房屋售价的比例

根据北京市统计局、国家统计局北京调查总队发布的统计数据显示，2009年上半年北京各环线区域商品住宅成交均价以及土建成本如表3和表4所示。装修费用按中挡装修取1000元/m2。

表3 2009年上半年北京各环线区域商品住宅均价Table 3 The average price of commercial-residential buildings in different loop areas of Beijing in 2009

表4 土建成本的提高与房屋售价、总价的关系Table 4 Relationships between increased construction cost and selling prices

续表

通过分析表4中数据可知，设防水准提高一个等级，每平方米增加的土建成本占房屋售价的比例很小，而占计入装修费用后的总价的比例还要更低。以四环至五环的建筑面积为100m2的住宅楼为例，通过以上计算分析可知，设防烈度由Ⅷ度（0.2g）提高到Ⅷ度（0.3g），增加的土建成本总和为4510元，占每平方米售价的比例为4510/15748=28.6%。也就是说，在不增加购房款投入的前提下，购买房屋建筑面积减少0.286 m2，便可以使房屋的设防水准提高一个等级。再者，按每平方米装修费1000元计算，100 m2的房屋用于装修费用的总额为10万元，增加的土建成本总和占装修费用的比例为4510/100000=4.51%。换句话说，从每平方米用于装修的费用中拿出4.51元，便可获得一个等级的设防水准的提高。

4 结论

本文对按照不同设防烈度设计的北京地区1栋18层剪力墙结构公寓进行了土建成本分析。具体内容包括：比较相邻设防烈度下土建成本的提高比例关系；比较不同设防烈度下土建成本提高与市场房屋销售价格的比例关系。分析结果表明，设防水准每提高一个等级，房屋每平米土建成本略有升高。以北京地区为例，设防烈度由Ⅷ度（0.2g）提高到Ⅷ度（0.3g），100m2房屋增加的土建成本总和为4510元，换句话说，在不增加购房款的情况下，减少0.286m2的房屋面积，便可获得设防水准一个等级的提高。本文的分析结果，可为我国新版抗震设防规划的制定提供一定的技术参考。

北京市定额，2001a. 北京市建设工程预算定额. 北京：北京市建设委员会.

北京市定额，2001b. 北京市建设工程费用定额. 北京：北京市建设委员会.

孙震，2003. 建筑工程概预算与工程量清单计价. 北京：人民交通出版社.

中华人民共和国国家标准，2001. 建筑结构荷载规范（GBJ 50009—2001）. 北京：中国建筑工业出版社.

中华人民共和国国家标准，2002a. 混凝土结构设计规范（GBJ 50010—2002）. 北京：中国建筑工业出版社.

中华人民共和国国家标准，2002b. 建筑地基基础设计规范（GBJ 50007—2002）. 北京：中国建筑工业出版社.

中华人民共和国国家标准，2005. 民用建筑设计通则（GB 50352—2005）. 北京：中国建筑工业出版社.

中华人民共和国国家标准，2006. 建筑设计防火规范（GB 50016—2006）. 北京：中国计划出版社.

中华人民共和国国家标准，2008. 建筑抗震设计规范（GBJ 50011—2008）. 北京：中国建筑工业出版社.

中华人民共和国行业标准，2002. 高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ 3—2002）. 北京：中国建筑工业出版社.

Effect of Design Intensity on Construction Cost of Shear Wall Structure

Han Miao and Na Guokun

(School of Civil & Transportation Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China)

The 18-layer typical shear wall structure of different protect intensity are designed. The construction cost is calculated. When the protect intensity is less than VIII degree, the increased construction cost would be smaller than 6.07% and the increased construction cost is less than 0.593% of its price if the protect standard raises one level. With one level incensement of protect standard, the construction cost only requires a little increase. In other words, even without any increase of construction cost, the protect standard would also raise one level if the architectural area decreases a very small amount.

Protect intensity; Shear wall structure; Construction cost; Protect standard

韩淼，那国坤，2010. 设防水准对剪力墙结构土建成本的影响. 震灾防御技术，5（2）：215—219.

国家科技支撑课题（2006BAC13B01-0601），地震行业科研专项项目（200808009），北京市高校中青年骨干教师项目（BJE10016200706）

2010-01-08

韩淼，男，生于1969年。博士，教授。主要从事工程结构抗震减灾及地震危害性研究。E-mail: hanmiao@bucea.edu.cn