淺談結構選型與建筑使用功能、經濟造價的關系

摘要：在建筑結構設計中，結構選型是個綜合性問題。而結構選型的好壞又關系到建筑物的美觀、使用和經濟效益有著密切關系。因此在建筑設計時要充分考慮到結構選型與建筑使用功能以及經濟造價三者之間的關系。對于民用和工業建筑的結構選型應優先考慮建筑使用功能，經濟造價次之，在保證設計滿足建筑使用功能的基礎上，追求經濟造價的合理。

前言

結構選型關系著建筑工程的質量控制、進度控制和投資控制。本文旨在分析結構選型和建筑使用功能以及經濟造價三者之間的關系，并根據實例做簡要分析。

關鍵字：結構造型；建筑使用功能；經濟造價；關系

1、 結構選型與建筑使用功能之間的關系

建筑使用功能能是由業主確定的，不能更改。因此在建筑設計時，應首先考慮建筑使用功能。任何建筑物都有其對空間環境的要求，建筑設計時應根據具體要求，大體確定建筑物的尺度、建筑物的規模、建筑物相互間的關系。例如工業建筑可以通過考慮車間的的使用性質、操作流程、操作設備、運輸水平或垂直等要求，以及車間的采光和通風要求，以此來初步確定車間跨度；開間和最低高度。在結構選型時注意使選擇的結構形式剖面與建筑物的使用空間相適應，盡可能的減低結構構件的高度，提高空間的使用效率，減小照明和空調范圍，以此達到節省投資的目的。此外可以通過結構體系裸露和藝術加工把機構形式和建筑的空間藝術形象結合起來打造建筑美。對此公認的例子是意大利的弗洛倫撒運動場大看臺，建筑師直接在建筑物的自然形體上進行加工但并不做過分的修飾，使結構選型和建筑空間藝術渾然天成的融在一起，在確保建筑使用功能的基礎上追求建筑空間藝術，從而成為世界聞名的優秀建筑代表作。

2、 結構選型與經濟造價之間的關系

任何工程建筑都要考慮到經濟造價，提高經濟效益。不但要考慮結構方案實施時的一次投資費用，還要考慮其全壽命期的費用，除了以貨幣指標核算結構的建造成本外，還要從節省材料消耗和節約勞動力等各項指標作出衡量，同時也要考慮到資源的有效節約，另外也要考慮生產性建筑是否可以早日投產交付使用，以達到較快回收資金，實現較好的經濟效益的目的。結構選型可以減少和降低單位面積的自重、單位面積的建筑材料用量、單位面積的造價以及單位面積的用工量。對于大多數的建筑設計來說，約有50%-70%的工程造價用于結構工程，且結構工程的施工期約占整個建筑施工期的三分二。因結構工程的重點是結構選型，如果結構選型不當即使結構計算非常精確，也有可能給建筑物帶來安全隱患和建筑物使用壽命上的缺陷，從而延誤工期提高工程造價。因此在建筑設計時要處理好結構選型，以此來節省經濟造價。

3、 結構選型與建筑使用功能、經濟造價之間的權衡

對于建筑使用功能，大多數情況都是業主已經確定好的，因此在建筑設計時是不可能改變的。在結構選型時要首先考慮建筑使用功能，因建筑本身的作用是為人所使用的，其使用功能是建筑應首先追求的。如果建筑缺乏使用功能即使造型再美觀，結構再獨特，經濟造價再低廉，也不能稱得上是優秀的建筑，因其失去了建筑最原始的作用，就是建筑使用功能。其次在優先滿足建筑使用功能的基礎上，考慮經濟造價。建筑使用功能確定后，經濟造價處于次要因素，有時經濟造價可能是不可控的。為了確保建筑使用功能，結構選型所要用到的建筑工藝，建筑材料、建筑用工量等都得到確定，在此基礎上的經濟造價也就不可控制。總之，在結構選型時遵循一個原則：建筑使用功能優先，經濟造價次之。

4、 工程實例中三者關系的處理

4.1工業建筑實例

常見的工業建筑結構有磚混結構、框架結構、鋼架結構、排架結構。結構選型的正確與否直接關系到建筑使用功能是否達到生產工藝要求，工程經濟造價是否合理，施工進度是否得到保障。一般情況下業主的要求決定結構選型。

例如對于要求雙跨運行吊車，吊車跨度不小于12.6m吊車級別5T，建筑防火等級丙級的單層主車間，在設計時可以采用輕鋼結構，根據吊車的跨度，橫向柱網可不小于14m，這樣做顯然會提高經濟造價，因輕鋼結構的施工周期短，同時經濟造價低，適宜在工業廠房建筑中使用。因吊車級別要求不是很高，可以采用輕鋼結構而不會增加造價，同時車間的防火等級要求也不高，輕鋼結構不必要做特殊的防火處理。此外車間的縱向快應采用6.6m追求經濟性。

再如一工期緊，柱網間距要求不低于8.5m，一層面荷載10KN/㎡，二三層面荷載5KN/㎡的四層建筑的主車間，設計時主車間可以8.6×8.6m，因面荷載較大，可采用雙向井字梁，有效實現力的合理傳遞，同時降低梁高，充分利用建筑的凈高提高車間的寬敞明亮程度從而提高建筑的使用品質，建筑時應采用施工工藝成熟工期短的預應力混凝土管樁。

4.2民用建筑實例

對于民用建筑常用的建筑類型有底框結構、異形柱結構、磚混結構、剪力墻結構、框剪結構、框架結構。

如一主要為別墅、戶型緊湊，要求建筑品質高的別墅小區的設計上，因其建筑會用功能的特殊要求主要是針對別墅，結構選型應為異柱形結構，這種結構雖然經濟造價高，但建筑使用功能非常高。采用無混凝土楞角，在增加空間利用率的同時，滿足建筑的高品質要求。柱網可根據開間合理布置，同時梁寬也可以小范圍的控制，空間上也可以有效的控制楞角外露的情況，實現美觀大方的建筑要求。

又如一業主要求做成底框結構，參考當地實際情況，并要注意成本且標準不低于國家住宅標準的臨街商住樓的設計。因底框結構是一種特殊結構，在規范中的強調要求很多而結構布局有直接決定建筑布局，所以綜合考慮做以下處理，可以調整建筑開間，結合底層網點要求調成結構平面，以滿足建筑使用功能。

結束語

結構選型是結構性設計中一個很重要的部分，建筑追求的標準是：適用、安全、經濟、美觀。因此結構選型是一項十分細致的工作，要妥善處理好結構選型與建筑使用功能和經濟造價三者之間的關系。全面綜合分析，優化方案，打造使用功能優良，造型美觀，經濟適的優秀建筑。

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作者簡介：

歐波（出生時間：1972.11.27），男，民族：漢，籍貫：重慶 ，學歷：本科，職稱：工程師

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