建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的經(jīng)濟性應(yīng)用

郭慧莉

（河北慧翔建筑工程有限公司）

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的經(jīng)濟性應(yīng)用

郭慧莉

（河北慧翔建筑工程有限公司）

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中除了精確選擇計算參數(shù)，還應(yīng)對工程造價和工程量的計算有所了解，才能取得工程的經(jīng)濟效果。

結(jié)構(gòu)設(shè)計；建筑工程；經(jīng)濟性；造價

在建筑設(shè)計中，一個項目的成功，首先要滿足其建筑功能要求，保證項目的安全性，其次是項目本身要具有經(jīng)濟性。因結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟與否直接關(guān)系項目投資量的大小，而影響結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟性的關(guān)鍵因素在于結(jié)構(gòu)方案的選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計的參數(shù)和設(shè)計制圖的精確度等。如果項目本身投資巨大，卻多年不能收回成本，則該項目是個失敗的投資。實踐證明，一個工程項目投資金額的85%是在設(shè)計階段決定的，由此可見，設(shè)計階段對項目投資起到?jīng)Q定性的作用。

1　正確選取結(jié)構(gòu)計算參數(shù)是結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提

目前，結(jié)構(gòu)設(shè)計進入了電算化的時代，在合理的結(jié)構(gòu)選型和布置前提下，只有正確地選取各項設(shè)計計算參數(shù)才能把結(jié)構(gòu)設(shè)計做好。無論是國內(nèi)PKPM、3D3S等系列軟件，還是國外的ETABS、SAP2000等系列軟件，設(shè)計的各類參數(shù)都必須是結(jié)構(gòu)設(shè)計師人工選取和錄入，如地震分組、場地類別、抗震等級、地震烈度、地下室層數(shù)、是否計算雙向地震、是否計算偶然偏心、是否雙偏壓配筋、箍筋間距、墻體分布筋間距、鋼筋的強度值和混凝土的強度等級等，每項參數(shù)都關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)計算結(jié)果是否正確、配筋是否經(jīng)濟。多層建筑計入了雙向地震，可不考慮結(jié)構(gòu)偶然偏心的影響；高層建筑在計算配筋時，如果計入了雙向地震后可不考慮偶然偏心的影響。當建筑場地類別為一類和四類時，要分別注意對抗震等級進行相應(yīng)的提高或減少。

2　基礎(chǔ)工程投資

基礎(chǔ)設(shè)計前，應(yīng)仔細閱讀分析地質(zhì)報告，根據(jù)地質(zhì)報告的建議，合理地選擇基礎(chǔ)形式，同時，對于建議的基礎(chǔ)形式要進行試算，特別是軟土地基，可能會出現(xiàn)能滿足基礎(chǔ)承載力而不滿足沉降要求的情況，這時會同地勘單位進行地基處理，從而選取合理的基礎(chǔ)形式。即使選用樁基礎(chǔ)，也要進行不同形式樁的經(jīng)濟性比較，找出合理的樁基形式。

3　建筑材料選用

應(yīng)盡量選用高強度的建筑材料，如鋼材宜優(yōu)先選用三級鋼、HPB300、HRB335和HRB500，這四種鋼材的價格比較接近，但它們的抗拉強度值是270：300：360：435=1：1.1：1.3：1.6，可見采用高強鋼筋的性價比高。混凝土宜用C30以上標號的混凝土，因為目前的施工工藝和技術(shù)已可使混凝土達到C80，運用高強度混凝土可以減小結(jié)構(gòu)截面和減輕結(jié)構(gòu)自重。

4　結(jié)構(gòu)形式和適用范圍

目前，我國建筑主要是以混凝土結(jié)構(gòu)形式為主，而在混凝土結(jié)構(gòu)中，主要有筒體結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等形式，每一種結(jié)構(gòu)形式都有它的適用條件。如高度＜60m的建筑不宜采用筒體結(jié)構(gòu)，而30層以上或100m以上的建筑才宜采用筒體結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)適用墻體較多的高層建筑；由于建筑功能的需要，加上住宅對室內(nèi)效果的要求，10層以上的小高層建筑結(jié)構(gòu)形式可采用剪力墻結(jié)構(gòu)或短肢剪力墻結(jié)構(gòu)；框剪結(jié)構(gòu)形式適用于高層住宅和需要大開間的辦公建筑；框架結(jié)構(gòu)形式主要用于10層以下的建筑，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于公共建筑、住宅等民用建筑中，但是在抗震設(shè)防高烈度區(qū)內(nèi)，10層以上不宜采用純框架結(jié)構(gòu)；磚混結(jié)構(gòu)可用于多層建筑和小開間的建筑，但是由于磚混結(jié)構(gòu)抗震性能較差，其作為獨立的結(jié)構(gòu)形式，對房屋的裝修、改擴建均不利。因此，目前經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)基本上不采用這種結(jié)構(gòu)形式。

5　建筑的規(guī)則性

這里的規(guī)則性是從結(jié)構(gòu)意義上而言的。一個平面方方正正的規(guī)則的建筑，如果其豎向抗側(cè)力構(gòu)件布置不連續(xù)或者側(cè)向剛度不規(guī)則，從結(jié)構(gòu)意義上來判定，它仍是一個不規(guī)則建筑。當一個幾何平面并不規(guī)則的建筑，如果豎向抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)、側(cè)向剛度規(guī)則，結(jié)構(gòu)的性能不一定差。對于抗震地區(qū)的建筑而言，抗側(cè)力構(gòu)件布置是否合理，對于結(jié)構(gòu)受力的合理性和建筑經(jīng)濟性影響巨大。平面不規(guī)則的建筑物對于墻柱的截面、配筋影響很大，在地震力作用下，會使結(jié)構(gòu)變得不安全。不規(guī)則建筑不但使建筑不經(jīng)濟，而且在地震作用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)使得建筑物不安全。調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，需要在確定結(jié)構(gòu)方案的階段，運用概念設(shè)計的方法，合理劃分結(jié)構(gòu)平面，合理布置結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件，控制抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，力求剛心和質(zhì)心的位置重合，從而減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。①與建筑專業(yè)協(xié)調(diào)，使抗震概念設(shè)計用于建筑方案中，在適當?shù)牡胤皆O(shè)置結(jié)構(gòu)縫，合理劃分結(jié)構(gòu)單元，盡量使得結(jié)構(gòu)單元平面規(guī)則，沒有過大的平面凸出或凹入。②在抗側(cè)力構(gòu)件的布置過程中，應(yīng)遵循均勻、分散、對稱和周邊的原則，不宜使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度在某個地方過于集中或者突變。當計算過程中位移比不能滿足規(guī)范要求時，多屬于抗側(cè)力構(gòu)件分布不均勻引起的。控制地震作用下扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的主要措施是提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，盡可能把抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置在建筑物周邊。③加大結(jié)構(gòu)周邊抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，如加大柱墻截面和連梁的高度。構(gòu)件距離質(zhì)心越遠，其對建筑抗扭剛度的貢獻越大。因此，在建筑物外圍多布置抗側(cè)力構(gòu)件或者提高其剛度，可以在不增加抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量、不改變結(jié)構(gòu)平面布局的前提下，有效地提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，改善結(jié)構(gòu)的平面規(guī)則性，增強結(jié)構(gòu)抗震能力，從而使結(jié)構(gòu)的性能更加合理、經(jīng)濟和安全。

TU318

A

1673-0038（2015）28-0019-01

2015-6-30