建筑结构设计成本优化浅析.doc

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1、建筑结构设计成本优化浅析【摘要】在现代建筑中，人们对建筑结构设计成本的优化越来越重视。然而大多数结构工程师，一般只从建筑结构的安全性、适用性、耐久性等三项功能耍求来考虑，较少考虑其经济性。其实，优化结构成本，并不会导致结构的安全储备的降低，而是消除掉其中的无效成本。本文首先对建筑结构设计成木优化的必要性进行分析，并探讨影响建筑结构设计成本优化的基本因素，然后对建筑结构设计成本优化的主耍内容进行概述，提出建筑结构设计成本优化的策略。希望对于当前建筑结构设计成本的优化有所帮助，力求节约其投入成本，提高经费资金的运用效率，实现价值的创造。【关键词】建筑；结构设计；成本优化；工程造价近几年，我国经济社

2、会的快速发展，建筑设计为了讲效率、要效益而大干快上，结构设计偏重保守，“密筋厚板、肥梁胖柱”现象层出不穷，造成了大量建筑设计浪费。设计优化是目前建筑设计领域逐渐被认识和应用的一种优化成本的手段。木文的研究目的是在保证建筑功能及品质的前提下，合理确定建筑结构设计目标成本及T料消耗资源要素，建立设计成本优化模型，在设计各阶段、各步骤中向设计人员提供成本优化构件设计量化指标，以成本最优来引导、控制、调整设计。一、建筑结构设计成本优化的必要性根据长期的数据积累和实践经验反映，建筑工程前期的策划和设计阶段，包括建筑项目策划、结构的初步设计和建筑施工图的设计，对建筑项目投资的影响非常大，据资料显示，结构成

3、本占到建筑总成本的40%〜60%,要想使得建筑的工程造价更合理，必须对影响建筑成本最大的建筑结构设计成本进行优化，这是实现建筑业可持续发展的必经之路。二、影响建筑结构设计成本优化的基本因素影响建筑结构设计成本优化的因素很多，贯穿整个设计和策划的全过程，在建筑项目投资前，我们要对项目的结构类型、建筑物的经济高度、高宽比、结构延性等众多情况进行分析研究，使建筑成本优化在最科学、最合理的范围。（一）结构类型的选择选取不同的建筑结构类型，对工程造价有较大的差别。结构工程师应充分考虑项目的结构类型的可行性，通过对比找出最适合的建筑结构设计类型。例如：结构规范里对A级高层建筑抗震等级的按高度划分耍求体现,

4、建筑高度大于60m且小于80m,若选择剪力墙结构，抗震等级及构造措施只需满足四级耍求。（二）建筑物的经济高度建筑高度不仅影响到结构类型的选择，还直接影响建筑结构成本、土建成本、设备及运营成本。对于一般中档住宅来讲，上部结构的层高每减少1OOmm,成本可减少30〜40元/m2,地下室还会更高些。同时对结构梁高的控制，对各设备专业每层的管线布置间接起到成本的协调和优化，另外个别部位还可以采用变截面梁或在梁中预埋套管等措施来保证楼层净高的要求。（三）高宽比的经济学分析近年来，随着城市化的高速发展，高层建筑如雨后春笋般涌现出来。为了提高土地的利用率，获取较高的经济效益，高宽比超限的高层建筑也越來越多。

5、建筑高宽比是建筑物的总高度II和倾覆方向支承体系的总宽度b之比。建筑高宽比越大，主体结构抗倾覆力矩也越大，安全所需抗侧力构件（剪力墙）便越长，由此便会增加结构成本，因为同等面积情况下，高宽比越大的外墙长度越长。控制高宽比成为了结构优化设计的显著环节。一般说来，建筑物的造价P和高宽比H/b成正比例关系，在外力相同的情况下，由于抵抗倾覆力矩冇效宽度的降低，柱所承担的荷载与高宽比成正比例关系，即框架柱所承担的荷载随着结构高宽比的增大而增加，因此，造价也会相应的提高。（四）平立面设计的影响建筑物平面形状越简单，用钢量就少。每层面积相同或相近时，外墙长度越大的建筑其用钢量就越大，平面形状是否规则不仅决定

6、了用钢量的多少，而且可以衡量结构抗震性能的优劣。（五）结构延性对造价的影响目前，结构抗震设计的基本原则是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。如果把建筑物设计成在强烈地地震作用下仍呈弹性的反应，那么建筑物的造价将是十分昂贵的。因此这就需要提到结构延性问题，延性是指构件和结构屈服后，在承载能力不降低或基本不降低的情况下，具有足够塑性变形能力的一种性能。如果合理选用抗侧力机构，将各种结构构件做成延性，使之刚度不太大，在遇到地震作用时，结构就不易出现突然破坏,这种情形所带來的价值是显而易见的。反之，如果结构延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震，这样会多用材料。因此，对于地震发生概率极少的抗震结构，

7、延性结构是一种经济的设计对策。此外，延性可以使超静定结构的内力得以充分重分布，形成塑性餃区，从而使钢筋混凝土超静定结构能够按塑性方法进行设计，使配筋合理，节约钢筋用量，取得较好的经济效果。（六）高强钢筋和高性能混凝土的应用采用高强钢筋如HRB400钢筋比HRB335钢筋贵约2.9%,强度提高20%。因此，设计中使用IIRB400钢筋代替传统的1IRB235钢筋和11RB335钢筋作为受力钢筋（吊钩