設計階段建筑結構成本控制研究

武芳芳 宋喜麗

（1 河南建筑職業技術學院，河南 鄭州 450064 2 鄭州大學綜合設計研究院有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著高層建筑的發展及限額設計合同的引用，業主（房地產企業）在設計合同中對結構設計提出了較詳細的限額設計內容（可控制的、易離散性的），并提出限額的數值、限額的彈性要求。設計過程中如何做好符合現行規范（規程）、標準、技術措施設計等已成為設計人員亟需探討和解決的問題。本文在技術上安全、經濟上合理的總原則下，從建筑結構技術的方面針對設計階段成本控制的主要內容進行探討，進而得出建筑結構成本控制的相應措施。

1 設計階段建筑結構成本控制的意義

成本控制對于一個建筑工程來說是全壽命的，對于企業來說是整個生產運營過程，所以在每個階段都需要進行成本控制。建筑結構設計階段對整個建筑工程起著引領與決定性作用，而且它的合理與否，會對整個造價造成重大影響。建筑結構設計階段本身相對于整個工程造價所占比例不足1%，但是其對工程所產生的影響卻不小。對建筑工程進行經驗性評估，設計階段建筑結構已經決定了工程造價的75%的成本形成， 并且建筑結構設計的合理性已經決定了工程質量，進而影響著整個工程造價，所以設計階段的建筑結構成本控制具有重要意義。

2 設計階段建筑結構成本控制的主要技術內容

總體來說，主要是參考國家及地方線性結構設計規范、標準以及相關的技術措施，從而提出建筑結構成本控制的技術內容。

2.1 控制層高

2.1.1 控制地下室層高

地下室層高直接影響地下室基坑開挖的土方量及基坑支護面積與單價，并影響其他方面的成本（如：豎向構件、水壓力、設備及運營）。根據以往的工程經驗，地下室每加深100mm，增加成本約30元/m2。

2.1.2 控制地面以上層高

可以通過降低墻、柱的總體高度來達到控制地面以上層高，上部主體結構所承擔的豎向荷載、風荷載以及地震力等降低，達到成本控制的目的。選擇適合的梁，如寬扁梁、變截面梁、無梁樓蓋等來達到降低層高的目的；選取合適的梁高；結構梁布置與管線布置平行同樣也可以達到控制層高。

2.2 控制建筑高寬比

抗震超限的審查范圍不包括高寬比，但是高寬比對于一個建筑來說卻非常重要，它的超限的程度直接影響著建筑結構成本。建筑高寬比越大，風荷載和地震荷載對建筑物產生的傾覆力矩就越大，當然為了保證結構安全，需要采取的相應措施就越多，從而導致建筑工程造價增加。某工程建筑物高寬比超限與造價影響如表1。建筑物的高寬比不建議超過表2。

表1 某建筑物高寬比超限與增加造價

表2 鋼筋混凝土高層建筑結構的最大高寬比

2.3 控制剪力墻的布置

2.3.1 遵循布置原則

布置剪力墻的時候整體遵循“均勻、分散、對稱、周邊”的8字布置原則，盡量布置在兩端或周邊，減少布置或盡量不布置內部和中間位置。

2.3.2 剪力墻數量

對于純剪結構來說，層間位移比一般控制在1/800，剪力墻截面面積與樓層建筑面積之比如表3所示。

表3 布墻率

2.3.3 控制剪力墻長度

剪力墻的長度直接影響工程造價。太長的話會造成結構成本增加，又使地震力增加；太短抗震性能不好，構造配筋成倍放大，成本增大。因此，需要控制好剪力墻的長度。工程經驗如下以便參考：（1）剪力墻最優化長度是寬度的8倍+100mm；（2）翼墻設計通常取墻厚的3倍；（3）高層應根據計算要求確定截面長度，減少1次及以上截面。

2.3.4 控制剪力墻的厚度

剪力墻的厚度計算應嚴格按照《高規》規定確定。

2.4 控制梁的布置與配筋

十字梁通常適合于承受荷載較小的上部樓層，井字梁通常適合于承受荷載較大的地下室頂板。如：8.5m×8.5m柱網下，井字梁的造價比十字梁增加造價16%～22%；廚房、衛生間等部位的短墻下不設梁；梁頂貫通鋼筋應采用小直徑鋼筋。住宅標準層梁寬為200或250時，梁支座負筋采用小直徑鋼筋，角筋兼做通長筋，減少搭接；主次梁相交處不用布置吊筋，一般用加密箍筋就夠了。

2.5 控制樓板的厚度

住宅項目中，樓板的主要作用有以下幾點：（1）承受水平方向的豎直荷載；（2）墻、柱水平方向的支撐及聯系桿件；（3）保持墻柱的穩定性；（4）承受風載和地震載水平方向傳來的荷載；（4）傳遞水平荷載給墻、柱，再由墻、柱并傳給基礎。

針對樓板的重要作用，在設計板厚時應依據板的跨度、荷載狀況初選跨度的1/30左右，必須符合GB50010-2010《混凝土結構設計規范》中各種用途房屋樓板的最小厚度要求。在做結構設計時，應細化樓板的厚度，建議按表4取值。

2.6 合理選擇混凝土強度等級和鋼筋材料

一般混凝土強度等級每提高一級，每立方米價格增加15～35元/m2。混凝土強度等級越高，價格增加越多，每增加一級，單價提高5%～8%。

鋼筋材料的選擇盡量采用高強鋼筋，高強鋼筋構造配筋率低。實際工程中鋼筋的選擇建議：HRB400級螺紋鋼用于結構墻、柱、梁；HRB400級螺紋鋼用于墻、柱；樓板鋼筋優先選高強、高延性CRB600H級鋼筋。

表4 實際工程參考樓板厚度

2.7 優先選用天然地基或采用復合地基、樁基

選擇基礎時，優先采用天然地基上的獨立基礎、條形基礎。一般情況下，300的樁最不經濟，兩根400的樁比一根600的樁經濟，盡量選用400、500的樁…

如：某工程采用灌注樁，樁長相同L=48m （樁端后注漿）可以看出，樁徑Φ700mm比樁徑Φ800mm的樁每方混凝土用量對應的承載力提高12.5%，即混凝土用量節省了12.5%；如果抗壓樁均按相同的配筋率配置鋼筋，則鋼筋用量也相應節省了12.5%。可見小直徑樁相對來說造價低。

2.8 關注地質勘察報告內容

關注巖土勘察報告場地類別等級是否合理；合理思考基礎選型及地基處理方面和承載力的取值方面的提議；關注抗浮設計水位的標高和最低設計水位的標高等內容，為建筑結構設計提供相應參考。

3 設計階段建筑結構成本控制的措施

3.1 增強設計階段成本控制意識

設計階段建筑結構成本控制對于建筑工程具有重大的引領和決定作用，所以建筑結構設計人員要具有成本控制意識，認識到成本控制的重要性。從設計企業的宣傳到把成本控制作為考核內容，從每個項目的成本分析到形成成本控制的總結經驗，從企業到個人，人人具有成本控制意識。

3.2 加強建筑結構成本優化意識

建筑結構在設計階段要加強設計優化意識。相同的建筑在使用不同結構方案時，也會產生不同的質量結果。因此，在設計過程中一定要選擇合理的結構方案。為了保證結構方案的合理性，在設計方案時一定要做到以下幾點：巧妙處理好結構與構件之間的關系，使結構和構件之間發揮出結構受力的最佳狀態；簡化受力途徑，在保證結構受力的基礎上還能夠提高建筑結構的抗風險能力，最終滿足降低工程造價的目的；要做到保證結構構件的協調一致性，實現安全的設計目標。

4 結束語

設計階段建筑結構成本控制對于建筑工程具有重要作用，因此結構工程師在設計階段應加強設計優化和成本控制意識，加強與建筑專業和設備專業的溝通與協調，加強與其他設計師的溝通與交流，總結經驗教訓，做好設計階段建筑結構成本控制。