工程造价与建筑结构优化设计的关系研究

孙艳梅

摘 要：工程造价与结构优化设计 之间的矛盾是建筑工程施工领域不可忽视的问题。在明确二者之间关系的基础上，制定详细化的工程造价控制方案，有助于提升建设单位经济效益。本文简要分析了工程造价与建筑结构之间的关系，探讨了一系列影响因素，然后从实际出发， 研究了工程造价与建筑结构优化设计策略，提出要选择正确的结构类型，选择科学的基础形式，合理制定混凝土设计强度，并找准上部结构体系以及构件。

关键词：工程造价;建筑结构;优化设计;关系

1 建筑结构优化设计中影響工程造价的因素

1.1 功能性差异

建筑工程的功能性差异是建筑成本高低的主要影响因素，它与建筑功能对建筑结构设计的影响之间存在着一定的联系。现阶段，简单化的建筑结构设计并不能充分满足建筑工程的实际需求。复杂化的建筑结构设计虽然有助于满足建筑工程的实际需求，但是也会让建筑工程的工程造价有所提升。出于控制建筑工程造价的需要，相关企业通常会利用成本优化与工程施工相结合的方式保证建筑功能，并在此基础上降低工程项目的施工成本。

1.2 建筑结构抗震性能要求

抗震性能指标是建筑工程结构设计的基础指标。建筑的抗震性能需求需要与建筑抗震的设计规定相吻合。合理化的建筑布置是建筑结构抗震设计的核心内容。通过分析地震灾害对建筑物的影响可知，建筑物的抗震性能与建筑结构的复杂性之间并没有明显的关联。一些对称性较好且结构简单的建筑物具有较强的抗震性能，简单的建筑结构也具有一定的抗震功能。故而在建筑物抗震设计方面，施工单位通常会将简单化的建筑结构应用于设计之中，一般情况下，在建筑立面施工方面，施工人员不能将较大的缩进结构应用于施工之中;抗震标准对 工程造价费用高低的影响，是建筑工程建设单位在施工管理方面不可忽视的内容，在简单规则的建筑项目施工过程中，施工单位可以对工程造价控制措施进行有效运用。在建筑结构复杂、缺乏规则性的建筑项目中的实际施工花费可能会超过工程的成本预算。

1.3 高度与建筑层数

在建筑施工项目自身要求与地理环境因素的影响下，不同建筑物会在建筑层数与建筑高度之间表现出一定的差别。根据建筑物层数与高度的差异性，建筑物可以分为多层建筑、高层建筑和超高层建筑等多种类型，不同建筑的设计与施工标准存在着一定的差异性，它们在建筑工程造价方面也存在着一定的差异性。在建筑设计领域，相关人员需要对建筑层数进行合理控制，以便对建筑工程的工程造价进行有效控制。

1.4 平面结构形式

建筑平面结构形式是建筑外墙长度的影响因素。建筑物的外墙长度也可以被看作是建筑工程造价的主要影响因素。根据建筑工程施工领域的实际情况，不规则的建筑结构会让建筑墙体长度有所增加，进而增加建筑结构施工的难度，不规则的建筑结构也会增加建筑工程的管道建设成本、线路铺设成本和材料成本;建筑机构的优化设计，是建筑工程建设单位降低工程造价成本的可行措施，对此相关单位可以在保证建筑面积不变的基础上，简化建筑物的外形结构，以降低建筑工程的成本造价 。

2 工程造价与建筑结构优化设计策略

2.1 选择正确的结构类型

对于不同的结构类型而言，其工程造价也有所差异，比如同一结构的办公楼，如果使用了普通的框架梁结构，则可将造价压至最低，但由于梁柱较高，会影响到之后的运用情况，而如果使用宽扁梁结构，则可以拓展空间，但会花费更多费用。加入建筑对于层高有着较为严格的要求，那么需要在控制好建筑物整体高度的前提下尽量扩宽建筑面积，此时就可以运用无粘结预应力厚板以及梁结构，以此降低结构的高度，提升建筑物的净高;与此同时也会耗费更多成本，再比如高层建筑框架柱截面尺寸，其主要是根据轴压比确定的，如果上部轴力保持不变，则可以采用多种方式调节好柱轴压比，例如提升混凝土强度、扩展柱截面、加大柱箍筋、运用钢混凝土柱等等;在实施过程中，还要充分考虑到现场施工能力以及工期的情况。针对八层以上的建筑，其剪力墙可用的形式更加丰富。根据相关规定，在抗震设计过程中，应当做好平面布置工作，尽可能缩减短肢墙的数量，以此减少钢筋用量。

2.2 选择科学的基础形式

基础形式和建筑物的工程造价有着密切联系，并且还会对施工时间以及基坑维护工作产生较大影响。因此，应当结合当地的地质情况、建筑运用功能以及上部载荷数据等确定其基础形式。通常可使用浅基础或是桩基础形式，其中浅基础又包含了条形基础、柱下独立基础以及筏板基础，如果建筑上部负载较弱，且结构简单，土层分布较为均匀，因此可以使用条形基础或是柱下独立基础，而如果其上部负载较强，则上述两种方式就难以满足基础设计需求。 若是使用筏板基础，那么筏板的厚度以及基础梁的截面大小就会关系到最终基础造价，若使用桩基础，那么应当尽可能运用单桩承载力和上部负载能够相符合的桩型，如果单桩承载力较强，那么不但能够缩减基础桩的数量，还能压缩基础承台的截面面积，进而降低开挖深度与宽度，减少土方运用量，最终达到节省工程造价的目的。

2.3 优化建筑结构抗震设计

抗震载荷量设计是建筑抗震设计中的重点内容。针对抗震载荷量对建筑结构优化设计及工程造价的影响，相关单位需要借助科学化的建筑结构抗震设计方案优化建筑结构，以降低建筑工程的工程造价，抵抗侧向力结构设计是建筑抗震设计中的重要内容。根据建筑工程施工的实际情况，建筑物抗侧力结构造价与建筑高度之间存在一种近似于正相关的关系，故而在抗震设计方面，设计人员需要对建筑物的抗震载荷量与经济指标进行统筹分析，在满足建筑项目抗震需求的基础上，降低经济成本投入;此外， 房屋的结构体系与构建延伸性也是设计人员不可忽视 的内容。

2.4 降低钢材的使用比例

钢材料是建筑施工领域的关键材料。建筑框架剪力墙施工需要消耗大量的钢材，根据建材市场的现状，钢材价格的变动随意性相对较大，针对建筑工程钢材需求量对工程造价的影响，建筑企业需要在保证建筑工程质量的基础上，降低钢材的使用比例;除此以外，降低钢材使用量的措施也可以让钢材的运输成本和存储成本有所降低。在满足建筑设计规范要求的基础上，选择最佳设计理念，有助于在优化建筑结构设计方案合理性的基础上控制工程造价。

2.5 合理制定混凝土设计强度

当前，混凝土设计随着建筑材料的逐步更新和发展，也有了越来越多的选择。这一方面是因为建筑物结构形式变得愈加复杂，对于构件截面的需求也日渐提升、但如果建筑条件允许，也应当尽量控制混凝土设计的强度，依照有关规定，构件的最低配筋率和混凝土设计强度密切相关，因为住宅类建筑的开间比较有限，并且楼板配筋通常是依据最低配筋率进行调控的，所以采用C30混凝土和采用C40混凝土相对比，运用C30可以节约19%左右的钢筋。此外，由于混凝土设计强度下降，能够有效地减少墙体与楼板裂缝的情况，尤其是针对地下室的外墙板，可节约后期的维修费用，从而控制好工程造价。

结语

综上所述，在实际施工当中，建筑结构设计和工程造价是紧密相关的，其结构设计中的多种因素都会对造价产生影响。所以，相关人员要把握好工程造价与建筑结构设计之间的关系，积极采取科学的处理措施，以此提高建筑物的经济效益。

参考文献：

[1]杨土生.谈工程造价与建筑结构优化设计之间的关系[J].山西建筑，2012，（21）.

[2]廖晓辉.建筑结构优化设计与工程造价间的关系探讨[J].建材与装饰，2018， （10）：177-178.