建筑结构设计工程造价成本分析

陈兴虎

摘要：建筑结构越复杂、材料要求越严格、设计质量越高，工程造价可能越高。在现代工程管理背景下，必须要在设计阶段很好地平衡各类矛盾，确保建筑质量以及建筑结构合理性基础上，要尽可能降低工程成本。因而，设计人员应明确建筑结构设计与造价成本关系、了解建筑结构影响因素、了解结构设计在成本控制中发挥的重要作用，才能最终形成系统的建筑结构设计来控制工程造价的方法。

关键词：建筑结构;结构设计;设计工程;工程造价;造价成本;成本分析

一、建筑结构设计与造价成本的关系

1.建筑成本结构设计理念

之前设计单位成本管控能力较弱，但随着时代变迁，设计公司纷纷改变了传统业务模式，从建设单位角度为其节省成本成为了设计公司竞争的主要手段。这便是建筑成本结构设计理念诞生的基本背景。在建筑成本结构设计理念下，设计师在设计过程中要掌握建筑结构、施工工艺和建筑成本关系，进而调节各类影响因素，保证达成科学结构基础上尽可能降低建筑成本。

2.结构设计与造价成本的关系

从行业数据可知，建筑基础以及上部结构部分成本占造价成本的60%。若是土层结构复杂，成本还会进一步提升。而上层建筑砌筑部分，一般这一部分占造价成本的12%，水电工程部分占18%，措施费用占造价成本的10%。所以，建筑基础以及上部结构部分形成科学设计，直接决定了建筑工程总造价成本水平[1]。

二、建筑结构影响造价的因素

1.建筑的常见结构形式

建筑最常见的结构形式包括混合结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构、桁架结构等。这几种结构应用特点是：混合结构一般不超过6层，框架结构不得超过15层，剪力墙结构不得超过180m，筒体结构不得超过300m。

2.建筑的基础形式

建筑基础形式根据材料、埋置深度、受力性能、构造形式不同而不同，一共有十余种基础。不同基础不同造价。例如同一个工程刚性基础和柔性基础相比，柔性基础成本较高。若是设计人员没有认真分析材料、埋深、受力、构造形式等影响，就会出现基础工程过度消耗材料、人力并且影响施工进度的情况，而最终也必然抬升建筑工程造价。

3.结构上部体系和构件

结构上部体系包括梁板、墙柱等。上部构件复杂，结构体系就越复杂，整个建筑造价成本会越高。结构体系复杂，构件容易发生碰撞，容易导致后期施工过程中出现施工变更。因此会导致材料浪费，最终会导致建筑成本明显提高。

4.结构材料强度

如果建设单位所要求的结构材料品质越高，最终施工成本越高。尤其是建设单位要求融入绿色施工理念，要求融入绿色材料，此时形成的建筑造价成本便会越高。这是源于目前我国材料市场当中，绿色材料单价是普通材料的1.5-3倍。

5.设计质量

如今在节省投资理念之下，建设单位一般都会要求结构设计师对同一个项目给出不同方案，不同方案对应着不同工程成本造价。另外，设计质量也指设计师的设计方案是否科学合理，如果不科学的设计方案指导施工必然导致施工过程中出现材料浪费、人力浪费、设备浪费情况，就会直接增加造价成本。

三、结构设计在成本控制中的重要性

科学的结构设计能够让整个工程成本下降6%-34%。这是因为在合理设计前提下，结构设计和建筑设计彼此依存彼此借鉴，能有效地降低施工成本。尤其是在如今节能减排的大环境下，更需要结构设计和建筑设计关联起来，目的是保证建筑结构科學性、艺术性的基础上，有效降低工程造价。结构设计师如果拥有结构优化思维，就会直接降低建筑施工成本。例如结构设计时及时利用BIM技术来做碰撞实验，将多余的结构去除，进一步保证结构的科学性、合理性，在减少构件同时不影响建筑稳定性[2]。同时在剪力墙配筋时正确计算，有效避免过量配筋。不管是保证结构合理性还是避免过量配筋，都能节省大量材料，直接有效降低工程造价。另外，科学的结构设计直接对施工现场有良好影响，可以加快施工进度，缩短工期，这一点也能够有效降低工程造价。

四、结构设计阶段控制造价成本方法

1.采用合适的结构形式

前文所述几种结构形式并非是随意使用的，结构设计师必须要随着建筑高度不同而选择不同的结构形式。换言之，如果针对六层以下多层建筑采用框架结构设计、筒体结构设计，就会增加工程造价。诚然，结构设计师也必须要认真了解建筑用途、建筑造型、建筑具体组成，要做到全面考虑，这样才能避免因为结构不合理造成的材料浪费。在选择结构形式时需要考虑到层高对建筑含钢量影响、考虑到层高增加以后会不会导致总高超过100m。若是超过100m还需要在地面全面匹配消防系统，这也会增加建筑造价。建筑户型结构设计同样会影响建筑造价，例如一般T字型结构、品字型结构不存在结构扭曲现象，无需在一些受力关键点增加配筋。而一些风车型、长条型的建筑存在扭曲现象，需要在受力关键点增设配筋，最终会增加建筑造价成本。所以想要控制建筑造价成本，结构设计师必须要采取最合适的结构形式。

2.基础形式的确定

基础形式之所以决定造价是源于需要根据不同土质情况来选择不同的基础形式。如果土质情况不佳，基础形式就要复杂一些，成本自然会明显增加。另外，同一地质情况可选择的基础形式有多种，此时，还需要综合分析哪一种能够满足抗压等要求，同时也能够降低施工成本。结构设计师在确定基础形式时要参考土质条件、建筑高度等情况。地基承载力较大而且建筑层数不高且规模不大，此时便可以采用刚性基础;地基承载力小且建筑层数较高时选用软性基础。诚然，具体选择哪一种基础形式，需要充分结合地质报告。另外，基础形式确定还需要考虑到工程复杂与否，若是工程较为复杂必须要出具多个基础形式方案，经过专家组反复研究后最终选定性价比最佳的方案。

3.合理选择上部体系和构件

上部体系必须要符合基础形式，同时需要结合不同建筑对抗震、抗剪、抗风方面的要求，合理分配墙、柱、梁、楼面屋面的重量、强度、

4.构件截面以及配筋率的选取

在现代建筑当中构件大小和配筋率有着一定的比例关系，即在截面尺寸越小的情况下，配筋率是越大的，而且构件作用功能不同，配筋率不同。这其中的标准和规范十分详尽，只要结构设计师能够做到因地制宜，有效根据构件位置、功能来有效配筋，就会解决构件截面、配筋率和建筑质量、建筑成本的矛盾问题。例如受弯构件配筋率在0.25-0.5%，梁构件配筋率需要处在0.5-1.2%，剪力墙等配筋需要尽可能选择规定配筋率的中限[3]。通过以上数据可以看到配筋率都存在一个区间，而结构设计师需要根据具体情况来选择固定的配筋率，一般建筑构件可以选择下限，而重要构件则需要选择上限，通过这样的综合调整，最终能够保证构件截面以及配筋率的合理性，达到工程成本控制的目的。

5.控制混凝土强度等级

一般混凝土构件由于强度一般，构件一般都比较厚重。而强度较高的混凝土构件比较轻巧。所以在考虑到建筑整体重量对基础压力以及建筑成本控制基础上，需要综合考虑控制混凝土强度等级的方案。相同条件下，使用高强度混凝土会减少构件截面尺寸，减少结构自重，又能减少施工过程中的相关费用。实验证明混凝土强度从C30提升到C60时，受压构件混凝土量能够节省30-40%，受弯构件混凝土用量可以节省10-20%。因此，在现代绿色施工理念下最好选择强度合理的混凝土，避免出现建筑肥梁胖柱的现象，要将内部空间节省出来能够有效改善业主居住体验。深圳市贤成大厦原本计划采用C40混凝土，后来改为C60混凝土，内部空间节省了千余平方米。

6.提高设计人员的专业素养

上述几个结构设计因素节省建筑造价的方法都需要结构设计师拥有充足行业经验以及设计能力。建筑工程的结构设计主要是设计师，结构设计是一个建筑的灵魂，建筑结构设计师专业素养的高低在一定程度上决定了建筑结构的优劣。所以，想要达成结构设计节省建筑成本这一目的，必须要提高设计人员的专业素养、总结经验。设计人员在加强书本知识学习的同时，还要与时俱进，开拓眼界，不断开拓思维逻辑。需要其在设计中秉持人文设计这一理念，能够在降低工程造价同时，保证建筑结构合理性、建筑质量的安全性，这需要其拥有社会责任感以及较高的职业素养。

结束语：在结构设计阶段通过科学的综合安排能够有效减少建筑工程成本，最大可以节省34%成本。故而提高结构设计科学性对于我国建筑业绿色发展有着积极促进作用。在具体的成本控制中，结构设计师需要抓住结构形式、基础形式、上部体系以及构件、构件截面以及配筋率、混凝土强度等级五个抓手，来有效统筹安排，调整建筑质量、建筑成本间矛盾，让施工图纸拥有最佳性价比。

参考文献

[1]李萍. 建筑结构设计阶段优化工程造价成本的方法[J]. 门窗， 2021（3）：2.

[2]张灏临. 建筑结构设计中工程造价控制分析[J]. 建材发展导向， 2020， 18（11）：1.

[3]韓燕. 探析建筑工程中结构设计对工程造价的影响[J]. 建筑与装饰， 2020（30）：2.