民用建筑结构设计角度工程的经济性

【摘 要】在我国现代建筑工程项目的建设中,民用建筑所占据的比重较大,而且是推动国内建筑经济快速发展的重要部分.在民用建筑工程项目建设中,结构设计方案是否合理将直接关系到工程的经济性,尤其是对于工程造价的影响是不容忽视的.本文从民用建筑结构设计的角度出发,简要分析了其与工程经济性之间的相关问题.

【关 键 词】民用建筑；结构设计；工程；经济性

在民用建筑工程的结构设计中,必须在满足建筑功能与安全性的前提下,充分考虑到设计方案的经济性问题.目前,国内建设民用建筑工程项目普遍具有规模大、投资多、工期长等特点,为了保证工程项目参与各方经济效益的最优化,必须从细节方面入手进行深入的研究,其中结构设计对于工程经济性的影响较大,因为设计方案将直接决定人力、物力、财力资源的投入情况.因此,在新时期的民用建筑结构设计中,一定要将其与工程的经济性有机结合,从而不断提升设计方案的整体质量.

1民用建筑结构设计与工程经济性之间的关系

目前,在国内的民用建筑工程中,常见的结构形式主要有：框架结构、框筒结构、筒中筒结构、剪力墙结构及框架剪力墙结构等.而从用材的角度进行分析,常见的结构形式有：钢结构、钢筋混凝土结构与组合结构等.在民用建筑结构的设计中,选用何种结构形式需要综合考虑各方面的影响因素,其中结构选型与工程经济性之间的关系是必须高度重视,也是提高工程项目建设经济效益的关键.综合分析民用建筑结构设计与工程经济性之间的关系,主要表现以下几个方面：

1.1从民用建筑结构设计的角度进行分析,结构选型必须要同时满足建筑的使用功能、美观性、安全性,而且是符合建设单位的基本要求.在结构设计阶段,设计人员应按照建筑的类型、规模、用途,以及建设方的实际要求,初步确定几套可行的结构设计方案.在设计方案初步确定后,应会同建设单位、施工单位与监理单位的专业人员进行探讨与分析,并根据不同的建筑结构形式进行成本预算,其中要考虑到材料费用、人工费用、机械费用、管理费用等要素,最终在多套设计方案中选取最为经济、合理的结构设计方案.由此可见,在民用建筑结构设计过程中,就开始影响到工程的经济性,所以,工程设计人员必须树立明确的经济意识,不断强化结构设计方案的经济性与实用性,尽量避免因设计因素而导致工程经济性受到影响.

1.2从民用建筑结构设计方案实施的角度进行分析,在结构设计方案确定后将进入施工阶段,在现场施工过程中有可能遇到某些与设计方案相矛盾的问题,为了保证施工的进度与质量,往往需要进行工程量变更,这样就会导致工程建设费用的增加,对于工程经济性会产生不同程度的影响.因此,在民用建筑工程的结构设计中,必须考虑到施工单位现有的各方面条件,尽量保证结构选型的合理化、科学化,进而实现工期的不断缩短,并且促进工程经济性的提高.

1.3从民用建筑结构工程使用材料的角度进行分析,在民用建筑工程的结构设计中,材料的合理选用是极为重要的,如果选用的材料不符合要求,不但会影响到建筑的品质,而且会导致工程经济性的明显下降.据国内相关部门统计：在民用建筑工程的总材料费用中,结构工程的费用约占60%以上,对于工程经济性的影响较大.因此,在民用建筑结构工程的材料选用中,必须将其经济性置于重要的位置,不断优化结构设计方案.例如：国内常用的钢筋材料主要有：HPB235、HRB335、HRB400等,采用高强度的HRB500级钢筋成为一种趋势.在民用建筑结构设计中应尽量采用较高强度等级的钢筋,能够减少钢筋用量、节约能源,采用HRB400级钢筋可比HRB335级节约10%左右.由此可见,在民用建筑的结构设计中,材料与工程经济性的联系较为紧密,必须对于各种材料的实际性能与后期维护等进行周密的分析,以全面提升建筑工程的经济性.

2优化民用建筑结构设计过程中经济性的措施

在民用建筑结构设计中,为了进一步优化工程的经济性,必须采取有效的设计措施.结合笔者多年民用建筑结构设计经验,总结了以下具体的措施：

2.1合理选用建筑材料

在民用建筑工程,尤其是高层、超高层民用建筑中,应尽量选用强度较高的建筑材料.目前,国内的民用建筑主要是采取钢筋混凝土的结构形式,钢材、混凝土等建筑材料的用量较大,其中钢材以HPB235,HRB335、HRB400等型号为主,以上钢材的差异不大,但是抗拉强度值却有较大的差异,HRB400型钢材的综合性能最为优越.在民用建筑结构设计中,应尽量采取高强混凝土,以减少混凝土的用量,高强混凝土一般主要是采用水泥、石、砂、超细矿渣、粉煤灰、硅灰、高效减水剂等掺和而成.

节省了建筑材料的消耗量,就能使投资费用大大减少,但是在某些情况下却并不如此.例如,某建筑为受力合理的平板空间钢网架结构,每平方米建筑面积的用钢量与普通的平面钢结构相比可以有较大的节约量.当平板钢网架结构的跨度为80m、100m时,用钢量分别为：51kg/、62kg/；而普通钢屋架的用钢量则为133kg/、132kg/.但是由于网架结构建筑多采用钢管,单位质量的造价比一般的平面屋架采用的角钢量大.由此可见,在不同的民用建筑结构设计中,含钢量的控制也要结合实际情况,并且进行严格的分析与计算.

2.2综合分析施工周期

在民用建筑结构设计中,对于施工周期的综合分析是必不可少的,如果工期过长,不但会增加机械租用、人员开支等费用,而且会影响到工程项目施工作业的整体效率.结合国内民用建筑结构设计的现状,可以将一次性投资费用较高的结构设计方案逐步调整为较为经济的方案,即在投资费用较高的方案中合理删减不必要的项目,以及缩短单项工程的施工时间,将结构工程的施工周期严格控制经济合理的范围内.另外,在结构设计方案中,应明确标注各具体施工项目的工期要求,以保证施工单位可以严格按照设计方案组织结构施工.

2.3正确选取结构设计的相关参数

目前,国内的民用建筑结构设计已经进入了电算化时代,在保证结构选型与布置合理的前提下,对于设计中的相关参数也要进行严格的控制.例如：应用国内自行研发的PKPM、3D3S等软件时,结构设计中的相关参数必须由设计人员进行选取与录入,如：抗震等级、地震烈度、地震分组、地下室层数、场地类别,以及是否需要计算偶然偏心、钢筋强度值、混凝土强度等级、双偏压配筋、箍筋间距、双向地震、墙体分布筋间距等,只有保证相关参数符合实际要求,才能保证结构设计方案的经济性,进而有利工程工程项目的造价控制.

3结束语

目前,国内在民用建筑结构设计中,对于其经济性的研究与分析相对较少,更多的是关注建筑结构的使用性能、安全性能、抗震性能等,从而导致在结构工程中存在严重的成本管理问题.因此,在今后的民用建筑结构设计中,必须实现基础设计工作与经济分析工作的有机结合,以不断提升国内民用建筑工程的整体经济性.