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摘要：本文主要阐述了结构设计人员如何通过优化结构设计进而在能满足国家规定的结构安全度的前提下去有效降低结构工程造价。
关键词：设计阶段；工程造价；优化措施
Abstract: this article mainly expounds the structure design staff how to improve structure design and in through can meet the regulations of the state for the safety of the structure of the premise down effectively reduce the structure of the project cost.
Keywords: design stage; Project cost; Optimization measures
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
前言
设计阶段由于其对工程造价的影响力远大于施工阶段而成为工程造价控制最重要的环节。而在此阶段在满足国家规定的结构安全度的前提下，通过优化结构设计降低工程造价又是对住宅使用价值影响最小的有效措施。因此，优化结构设计成为降低工程造价措施的重中之重，不论是开发商还是设计人员都高度重视。本文介绍某项目6#楼设计阶段通过优化结构设计，探讨降低工程造价的措施。
1概况
图1标准层平面图
该楼为地下一层、地面18层两梯两单元纯住宅剪力墙结构，底层结构层高3．9M，其余标准层层高为2．9 M，建筑总高度为53．2 M。建筑长度43．2M，建筑宽度10．5M，考虑外凸楼梯间剪力墙结构建筑宽度为14．3M。场地类别为Ⅱ类。
2结构方案设计阶段的工程造价控制
2．1结构体系优化比选
结构体系选择的正确与否直接关系到结构安全与工程造价，是结构设计最重要的一个环节。结构方案设计阶段首先必须进行结构体系优化比选。该地区抗震设防烈度为七度，设计基本地震加速度0．15g，基本风压值较大为0．80KN/m2。本工程结构平面宽度较小，高宽比超过5。通过试算，计算指标为Y向风载控制。
结构体系可选框架—剪力墙或剪力墙结构布置方案。
2.1.1框架—剪力墙结构布置方案
由于本工程结构平面宽度较小，高宽比较大，若采用框架—剪力墙结构布置体系，哪怕只满足规范规定的Y向位移最低要求，Y向柱子高度及梁高均应取较大，相应的配筋率也较高，经济上并不合理。此外，柱断面较大会突出墙面，对住宅住户家具布置不利，影响户内建筑有效使用面积；梁太高会降低室内净高，产生压抑感。
2.1.2剪力墙结构布置方案
为避免出现短肢剪力墙而使结构抗震等级及构造配筋率提高，本工程尽可能减小剪力墙墙厚，取墙厚200mm使墙肢截面高度与墙厚之比大于8，结构满足一般剪力墙的规定，并以Y向位移满足规范规定的1/1000为准做结构布置并试算。结构试算与布置结果剪力墙墙率并不太高(如图示)，轴压比满足规范要求。由于墙厚可做到200mm，与填充墙同宽，梁截面宽均可取200宽，梁断面及配筋也较为经济。墙、梁布置有利于住宅使用功能，户内建筑有效使用面积大大提高。从工程造价及住宅使用功能分析最终选择剪力墙结构布置方案。
2.1.3结构刚度与变形控制
结构设计时，应从工程造价经济和结构抗力与变形综合考虑，合理布置抗侧力构件。剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价控制不利。因此剪力墙应以周边、均匀、对称、分散等原则合理布置，以规范规定的水平位移限值为准尽可能减少剪力墙数量，减薄剪力墙厚度，以降低剪力墙墙率。从而既满足结构抗力与变形的要求，同时又达到降低工程造价的目的。
2.1.4结构单元划分
该楼建筑平面长宽比大约4，建筑平面中部有一凹角，其凹入深度大于楼面宽度1/3，结构处于平面不规则的临界状态，从结构合理性考虑，似应中间分缝以每梯单元结构独立为宜。为了比对工程造价，对两单元连体(A方案)和独立单元(B方案)分别作了计算。计算结果表明两种情况横向梁构件配筋面积基本相同，而纵向梁构件配筋面积B方案比A方案有不同程度提高，取“图1”有代表性的两根梁的～截面梁面支座负筋配筋面积比较(详表1)
表1方案A、B梁截面支座负筋面积比较表(单位:Cm2)
此外，B方案还需增加一道外墙、梁及建筑构造上的费用，显然B方案造价要高于A方案的。因此最终选择两单元连体结构的A方案，通过在中部凹角处适当加大连续楼板宽度使凹角深度小于楼面宽度的1/3，考虑还有外凸楼梯间剪力墙结构，使該结构平面上符合结构规则性要求。
2.2正确选择计算参数
不同的计算参数直接导致不同的计算结果，对工程造价影响极大。在结构计算前，对每个计算参数应审慎分析与把控。
2.2.1风载地面糙度的确定
风荷载地面粗糙度类别对风荷载标准值的大小有直接的影响，A类风压高度变化系数较B类平均提高超过20%(详见《建筑结构荷载规范》GB50009—2001)。相关规范对地面粗糙度类别的定义均没有作具体定量的规定，如果当地有关部门对此也没有作进一步具体规定予以明确，设计人员在选择地面粗糙度类别时可能会有一定困惑。风载粗糙度类别是选择A类还是B类，水平风载差别较大，业主与设计人员对此问题应高度重视。
2.2.2场地类别的确定
同一结构在不同的场地类别地震作用大不相同。虽然场地类别由地质勘察确定，地勘报告会提供明确的结果。但设计人员在结构计算时场地类别选择不当的情况也时有发生。比如忽视了在同一项目的场地内不同的楼栋可能有不同的场
地类别，再比如为了加快设计进度，结构设计往往先根据初勘资料进行结构试算，最终结果没有再根据详勘报告作相应调整等等，因而造成结构隐患，更多的可能造成增加不合理的结构工程造价。
3结构施工图设计阶段工程造价控制
3.1实配钢筋量/计算配筋比控制
在设计人员对计算参数的选择及分析软件的计算结果进行分析判断，确认其合理、有效后，其施工图最终实配钢筋量与计算理论配筋量还是不同的。假设施工图最终实配钢筋量/计算理论配筋量=A，由于各种原因，显然肯定有A≥1。如何尽可能降低A值使它接近1而不超出太多就是结构施工图设计阶段造价控制的重要内容。
3.1.1结构标准层设定
结构标准层与建筑标准层是完全不同的概念。高层结构由于水平荷载起控制作用，各层的结构内力会各有不同。一般设计人员会自行设定一个内力或配筋量偏移值(如梁归并系数)并取大者将几个结构层归并为一个标准层以简化图纸减少出图量。显然图纸越简化，工程造价的代价也越高。因此图纸的简化归并应适度控制，尤其是现在施工图电脑自动生成的智能化程度越来越高、人工手动调整工作量越来越少的情况下，哪怕是能够降低一点工程造价也是结构设计人员值得为之努力的。本工程根据各层结构内力的变化情况，将2～17层建筑标准层分为6个结构标准层，没有单纯为了简化出图而加大归并系数，很好把控了结构工程造价。
3.1.2选筋
同样的钢筋计算面积会有钢筋规格、直径、根数组合的不同选择。首先同样有上述A值控制的问题，选筋时A值接近1才是最佳选择。其次，直径小的钢筋其锚固、搭接长度短，穿越非计算控制截面的满足构造需要的通长钢筋截面积也更小，因而在钢筋组合时要优先选用小直径钢筋。
3.2地下结构的造价控制
地下结构包括基础，地下室底版、侧墙等非杆系结构，是设计最有可能存在“算不清、加钢筋”的结构部位。地下结构的概念设计往往比单纯的电算更为重要，因而也最具潜力通过优化结构设计降低工程造价。桩基工程应尽可能提高单桩承载力以减少桩数，相应地承台面积也会减小，进而由剪、冲切控制的承台高度也随之大大降低，对降低工程造价极为有利。本工程采用PHC500管桩，采用壁厚为125mm，通过现场单桩承载力静载试验，充分发挥桩身强度确定单桩承载力设计值。
4结束语
房价永远是住宅商品房销售的决定因素。尤其是随着国家严格实施土地公开招拍挂的政策后，房地产同业竞争也更加激烈，房地产业不再是人们想象的容易获取暴利的行业。开发商出于自身利益考虑会根据自身开发经验与成本核算对设计单位提出严格的限额设计指标要求。设计单位应当根据自己的设计经验判断其限额设计指标的合理性。在接受设计任务后首先应当将此指标分解到各个专业，然后再在各个专业的每个环节上予以分解落实，只有这样最终的设计工程造价才有可能得以有效控制。对于房地产企业来说谁能更大程度地降低投入成本谁就有条件在更大程度上获取开发利润，或者说谁就有条件在更大程度上降低销售房价，从而使自己在激烈的市场竞争中立于不败之地。同样，对于设计单位来说谁能更大程度地降低设计工程造价谁就更有条件占据竞争日益激烈的设计市场分额。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：设计阶段；工程造价；优化措施
Abstract: this article mainly expounds the structure design staff how to improve structure design and in through can meet the regulations of the state for the safety of the structure of the premise down effectively reduce the structure of the project cost.
Keywords: design stage; Project cost; Optimization measures
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
前言
设计阶段由于其对工程造价的影响力远大于施工阶段而成为工程造价控制最重要的环节。而在此阶段在满足国家规定的结构安全度的前提下，通过优化结构设计降低工程造价又是对住宅使用价值影响最小的有效措施。因此，优化结构设计成为降低工程造价措施的重中之重，不论是开发商还是设计人员都高度重视。本文介绍某项目6#楼设计阶段通过优化结构设计，探讨降低工程造价的措施。
1概况
图1标准层平面图
该楼为地下一层、地面18层两梯两单元纯住宅剪力墙结构，底层结构层高3．9M，其余标准层层高为2．9 M，建筑总高度为53．2 M。建筑长度43．2M，建筑宽度10．5M，考虑外凸楼梯间剪力墙结构建筑宽度为14．3M。场地类别为Ⅱ类。
2结构方案设计阶段的工程造价控制
2．1结构体系优化比选
结构体系选择的正确与否直接关系到结构安全与工程造价，是结构设计最重要的一个环节。结构方案设计阶段首先必须进行结构体系优化比选。该地区抗震设防烈度为七度，设计基本地震加速度0．15g，基本风压值较大为0．80KN/m2。本工程结构平面宽度较小，高宽比超过5。通过试算，计算指标为Y向风载控制。
结构体系可选框架—剪力墙或剪力墙结构布置方案。
2.1.1框架—剪力墙结构布置方案
由于本工程结构平面宽度较小，高宽比较大，若采用框架—剪力墙结构布置体系，哪怕只满足规范规定的Y向位移最低要求，Y向柱子高度及梁高均应取较大，相应的配筋率也较高，经济上并不合理。此外，柱断面较大会突出墙面，对住宅住户家具布置不利，影响户内建筑有效使用面积；梁太高会降低室内净高，产生压抑感。
2.1.2剪力墙结构布置方案
为避免出现短肢剪力墙而使结构抗震等级及构造配筋率提高，本工程尽可能减小剪力墙墙厚，取墙厚200mm使墙肢截面高度与墙厚之比大于8，结构满足一般剪力墙的规定，并以Y向位移满足规范规定的1/1000为准做结构布置并试算。结构试算与布置结果剪力墙墙率并不太高(如图示)，轴压比满足规范要求。由于墙厚可做到200mm，与填充墙同宽，梁截面宽均可取200宽，梁断面及配筋也较为经济。墙、梁布置有利于住宅使用功能，户内建筑有效使用面积大大提高。从工程造价及住宅使用功能分析最终选择剪力墙结构布置方案。
2.1.3结构刚度与变形控制
结构设计时，应从工程造价经济和结构抗力与变形综合考虑，合理布置抗侧力构件。剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价控制不利。因此剪力墙应以周边、均匀、对称、分散等原则合理布置，以规范规定的水平位移限值为准尽可能减少剪力墙数量，减薄剪力墙厚度，以降低剪力墙墙率。从而既满足结构抗力与变形的要求，同时又达到降低工程造价的目的。
2.1.4结构单元划分
该楼建筑平面长宽比大约4，建筑平面中部有一凹角，其凹入深度大于楼面宽度1/3，结构处于平面不规则的临界状态，从结构合理性考虑，似应中间分缝以每梯单元结构独立为宜。为了比对工程造价，对两单元连体(A方案)和独立单元(B方案)分别作了计算。计算结果表明两种情况横向梁构件配筋面积基本相同，而纵向梁构件配筋面积B方案比A方案有不同程度提高，取“图1”有代表性的两根梁的～截面梁面支座负筋配筋面积比较(详表1)
表1方案A、B梁截面支座负筋面积比较表(单位:Cm2)
此外，B方案还需增加一道外墙、梁及建筑构造上的费用，显然B方案造价要高于A方案的。因此最终选择两单元连体结构的A方案，通过在中部凹角处适当加大连续楼板宽度使凹角深度小于楼面宽度的1/3，考虑还有外凸楼梯间剪力墙结构，使該结构平面上符合结构规则性要求。
2.2正确选择计算参数
不同的计算参数直接导致不同的计算结果，对工程造价影响极大。在结构计算前，对每个计算参数应审慎分析与把控。
2.2.1风载地面糙度的确定
风荷载地面粗糙度类别对风荷载标准值的大小有直接的影响，A类风压高度变化系数较B类平均提高超过20%(详见《建筑结构荷载规范》GB50009—2001)。相关规范对地面粗糙度类别的定义均没有作具体定量的规定，如果当地有关部门对此也没有作进一步具体规定予以明确，设计人员在选择地面粗糙度类别时可能会有一定困惑。风载粗糙度类别是选择A类还是B类，水平风载差别较大，业主与设计人员对此问题应高度重视。
2.2.2场地类别的确定
同一结构在不同的场地类别地震作用大不相同。虽然场地类别由地质勘察确定，地勘报告会提供明确的结果。但设计人员在结构计算时场地类别选择不当的情况也时有发生。比如忽视了在同一项目的场地内不同的楼栋可能有不同的场
地类别，再比如为了加快设计进度，结构设计往往先根据初勘资料进行结构试算，最终结果没有再根据详勘报告作相应调整等等，因而造成结构隐患，更多的可能造成增加不合理的结构工程造价。
3结构施工图设计阶段工程造价控制
3.1实配钢筋量/计算配筋比控制
在设计人员对计算参数的选择及分析软件的计算结果进行分析判断，确认其合理、有效后，其施工图最终实配钢筋量与计算理论配筋量还是不同的。假设施工图最终实配钢筋量/计算理论配筋量=A，由于各种原因，显然肯定有A≥1。如何尽可能降低A值使它接近1而不超出太多就是结构施工图设计阶段造价控制的重要内容。
3.1.1结构标准层设定
结构标准层与建筑标准层是完全不同的概念。高层结构由于水平荷载起控制作用，各层的结构内力会各有不同。一般设计人员会自行设定一个内力或配筋量偏移值(如梁归并系数)并取大者将几个结构层归并为一个标准层以简化图纸减少出图量。显然图纸越简化，工程造价的代价也越高。因此图纸的简化归并应适度控制，尤其是现在施工图电脑自动生成的智能化程度越来越高、人工手动调整工作量越来越少的情况下，哪怕是能够降低一点工程造价也是结构设计人员值得为之努力的。本工程根据各层结构内力的变化情况，将2～17层建筑标准层分为6个结构标准层，没有单纯为了简化出图而加大归并系数，很好把控了结构工程造价。
3.1.2选筋
同样的钢筋计算面积会有钢筋规格、直径、根数组合的不同选择。首先同样有上述A值控制的问题，选筋时A值接近1才是最佳选择。其次，直径小的钢筋其锚固、搭接长度短，穿越非计算控制截面的满足构造需要的通长钢筋截面积也更小，因而在钢筋组合时要优先选用小直径钢筋。
3.2地下结构的造价控制
地下结构包括基础，地下室底版、侧墙等非杆系结构，是设计最有可能存在“算不清、加钢筋”的结构部位。地下结构的概念设计往往比单纯的电算更为重要，因而也最具潜力通过优化结构设计降低工程造价。桩基工程应尽可能提高单桩承载力以减少桩数，相应地承台面积也会减小，进而由剪、冲切控制的承台高度也随之大大降低，对降低工程造价极为有利。本工程采用PHC500管桩，采用壁厚为125mm，通过现场单桩承载力静载试验，充分发挥桩身强度确定单桩承载力设计值。
4结束语
房价永远是住宅商品房销售的决定因素。尤其是随着国家严格实施土地公开招拍挂的政策后，房地产同业竞争也更加激烈，房地产业不再是人们想象的容易获取暴利的行业。开发商出于自身利益考虑会根据自身开发经验与成本核算对设计单位提出严格的限额设计指标要求。设计单位应当根据自己的设计经验判断其限额设计指标的合理性。在接受设计任务后首先应当将此指标分解到各个专业，然后再在各个专业的每个环节上予以分解落实，只有这样最终的设计工程造价才有可能得以有效控制。对于房地产企业来说谁能更大程度地降低投入成本谁就有条件在更大程度上获取开发利润，或者说谁就有条件在更大程度上降低销售房价，从而使自己在激烈的市场竞争中立于不败之地。同样，对于设计单位来说谁能更大程度地降低设计工程造价谁就更有条件占据竞争日益激烈的设计市场分额。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。