建筑工程的经济性在结构设计中的应用

仲晟正

【摘要】建筑设计是工程建设计划的具体化，对工程建设的投资、实施及使用中的能耗、物耗有重要而深远的影响作用。在建筑设计阶段尤其是方案设计阶段，提高对经济性问题的认识和研究，对于促成建筑的健康发展、步入高效、集约化轨道有重要的基础性作用。结构设计经济性的评价指标主要有每平方米用钢量以及每平方米混凝土用量在结构设计中除了精确选择计算参数，还应对对工程造价和工程量的计算有所了解，才能取得工程的经济效果。本文主要从各方面探讨经济性结构设计在建筑工程中的应用。

【关键词】建筑工程；经济性；结构设计；应用

1、前言

人类的建筑活动是社会经济生活中不可或缺的内容，工业社会以来，建筑发展构成了社会经济进步的重要动因，但在发展过程中对社会资源的消耗，又使之成为当代能源危机的重要根源之一。因此，建筑发展的可持续性日益受到人们的关注。

在建筑设计中，一个项目的成功，首先要满足其建筑功能要求，保证项目的安全性，其次是项目本身要具有经济性。如果项目本身投资不大，却多年不能收回成本，则该项目是个失败的投资。实践证明，一个工程项目投资金额的85%是在设计阶段决定的，由此可见，设计阶段对项目投资起到决定性的作用。因结构设计的经济与否直接关系项目投资量的大小，而影响结构设计经济性的关键因素在于结构方案的选型、结构设计的参数和设计制图的精确度等。

2、结构形式和适用范围

一般而言，砖混结构比混凝土结构经济，混凝土结构比钢结构经济。目前，我国建筑主要是以混凝土结构形式为主，而在混凝土结构中，主要有简体结构、框筒结构、剪力墙结构、框剪结构、框架结构等形式，每一种结构形式都有它的适用条件，如高度<60m的建筑不宜采用筒体结构，而30层以上或100m以上的建筑才宜采用筒体结构；剪力墙结构适用墙体较多的高层建筑，如住宅、公寓、饭店、医院病房等；由于建筑功能的需要，加上住宅对室内效果的要求，10层以上的小高层建筑结构形式可采用剪力墙结构或短肢剪力墙结构；框剪结构形式适用于高层住宅和需要大开间的办公建筑；框架结构形式主要用于10层以下的建筑，现在己广泛应用于公共建筑、住宅等民用建筑中，但是在抗震设防高烈度区内，10层以上不宜采用纯框架结构；砖混结构可用于多层建筑和小开间的建筑，但是由于砖混结构抗震性能较差，其作为独立的结构形式，对房屋的装修、改扩建均不利。因此，目前经济较发达的地区基本上不采用这种结构形式。

3、建筑材料选用

应尽量选用高强度的建筑材料，如钢材宜优先选用三级钢HPB235，HRB335和HRB400，这3种钢材的价格比较接近，但它们的抗拉强度值是210：300：360=1：1.43：1.7，可见采用高强钢筋的性价比高混凝土宜用C30以上标号的混凝土，因为目前的施工工艺和技术己可使混凝土达到C80，运用高强度混凝土可以减小结构截面和减轻结构自重。

4、正确选取结构计算参数是结构设计的前提

目前，结构设计进入了电算化的时代，在合理的结构选型和布置前提下，只有正确地选取各项设计计算参数才能把结构设计做好。无沦是国内PKPM.3D3S等系列软件，还是国外的ETABS.SAP2000等系列软件，设计的各类参数都必须是结构设计师人工选取和录入，如地震分组、场地类别、抗震等级、地震烈度、地下室层数、是否计算双向地震、是否计算偶然偏心、是否双偏压配筋、箍筋间距、墙体分布筋间距、钢筋的强度值和混凝土的强度等级等，每项参数都关系到建筑结构计算结果是否正确、配筋是否经济。

5、基础工程投资

该投资约占工程总投资的20%～30%，基础设计的重要性由此可见一斑，基础设计的方案选取尤为重要。基础设计前，应仔细阅读分析地质报告，根据地质报告的建议，合理地选择基础形式，同时，对于建议的基础形式要进行试算，特别是软土地基，可能会出现能满足基础承载力而不满足沉降要求的情况，这时会同地勘单位进行地基处理，从而选取合理的基础形式。即使选用桩基础，也要进行不同形式桩的经济性比较，找出合理的桩基形式如某项目地勘建议可采用pH桩、预制小方桩和沉管灌注桩，笔者通过性价比分析，很快選出经济合理的桩型（见表1）。

6、建筑的规则性

这里的规则性是从结构意义上而言的，一个平面方方正正的规则的建筑，如果其竖向抗侧力构件布置不连续或者侧向刚度不规则，从结构意义上来判定，它仍是一个不规则建筑。

7、了解工程造价

结构工程师应对工程造价和工程量的计算有一定的了解，才能使设计的图纸达到精细、准确，才能取得工程的经济效果。例如：25mm直径钢筋的重量是3.86kg/m，现在的市场价格约5.5元/kg，如果1栋楼的架立筋可用直径18mm钢筋（2.0kg/m），而设计上用了直径25mm钢筋，按3万m长计，则浪费掉钢材55.8t，价值人民币30.69万元，节材的重要性显而易见。

结语：

综上所述，顺应可持续发展的目标要求，使建筑发展走高效化、集约化的道路是一个综合的系统工程。它在总体上要求社会宏观经济的发展要步入高效化、集约化的轨道，为建筑的集约化发展提供良好的社会环境。同时也要求建筑设计者必须从当今经济现状及发展趋势出发，建立宏观的经济性理念，合理地确定各种条件下的建筑设计标准、评价体系，总结各项经济性措施、原则，为满足社会各类需求、改善人居环境质量做出贡献。

参考文献：

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