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1、前言：
我国改革开放30年来，城镇化水平不断提高。截至2013年底，我国城镇化率达53.73%，既有建筑面积已逾440亿平方米，城镇化水平平均每年增加0.81个百分点。每年在建工程约70多万项，新增建筑面积约20亿平方米，约占全世界新建建筑面积总量的50%。广义上看，建筑产品经济总量巨大，且带来巨大的能源与资源消耗。因此，如何根据客观经济规律的要求，根据我国市场经济的发展形势，利用科学管理方法和先进技术手段，合理控制建筑成本；以提高投资效益与建筑安装企业经营效果，最大限度的节约资源，创造企业效益与社会效益，成为摆在投资者与建筑承包商面前的一个巨大课题。
2、现阶段成本控制的阶段和方法
2.1多次计价的成本控制模式
目前，按照我国的工程建设程序，需要在工程建设的不同阶段多次进行工程成本计价与控制，如下图所示。这一成本控制工作程序是与我国工程建设程序相适应的，在工程项目决策与实施的过程中由粗到细、由浅到深的逐步明晰了一个工程项目的总成本投入。
2.2以合同与施工阶段为重点的成本控制工作
不论是投资者（业主）还是承包商，现阶段的成本控制工作均从以编制施工图预算或标底为始，至招标投标阶段的的合同价谈判，到施工阶段的变更控制与工程结算为重点工作脉络。大量的业主方、承包商、以及第三方咨询机构的项目管理人员，将大量的工作投入到施工图预算编制、招投标阶段的标段划分、承发包模式及合同形式的选择、施工阶段的工程计算与结算、工程变更控制、索赔管理、竣工阶段的竣工结算与决算中去。诚然，经过以上的大量工作，可以合理确定与有效控制一个按施工图进行施工的工程项目成本，并且也体现了成本控制中的“动态”控制原则。但不足的是，这种模式仅仅是“计算”出了工程成本，是一种被动控制的模式，并未发挥能动地影响设计、优化设计，从而使工程成本控制工作效果最大化的作用。所幸的是，在目前以市场经济为主导的形势下，不少投资者为了最求利润最大化，已开始实行限额设计的指导原则，成本控制工作重心渐渐向设计阶段转移。
2.3、逐步轉向以设计阶段为重点的成本控制模式
经过大量的工程实践表明，建设项目成本控制的关键在于前期决策和设计阶段，在项目决策完成后，控制项目成本的关键就在于设计。根据经验数据显示，设计阶段的设计费用仅占工程全寿命周期费用的1%，但工程的设计效果对工程成本的影响度占到75%以上（如图2）。由此可见，设计效果与设计质量对整个工程建设的成本控制影响是至关重要的。
如上文所述，长期以来，我国往往把工程成本控制的主要精力放在合同及施工阶段，对工程项目建设前期阶段的造价控制不够重视。而在项目建议书、项目可行性研究阶段，整个项目工程范围与目标尚不十分明确，可变因素较多，在此阶段，应以投资估算与定性分析为主。而在工程方案设计与施工图设计阶段，整个项目工程内容已基本确定，相应技术经济指标也比较明晰，成本控制方法和手段较明确；因此要有效控制工程成本，就应把成本控制的工作重心转移到项目设计。
3、结构优化在设计阶段工程成本控制中的意义
上文所述，项目的设计效果对工程成本的影响度占到75%以上；而结构成本占整个工程建筑安装成本的40%～60%。结构成本还常常由于策划及设计管理的好坏出现非常大的波动，所谓笔下一条线，投资千千万。目前而言，随着我国基本建设投资的持续升温，大量的项目片面地追求开发速度，投资者及承包商普遍对建设项目设计阶段的成本控制重视不够，很少过问设计方案的经济合理性，认为工程项目的设计管理就是催图与施工图审核。而设计人员为了满足出图进度，在荷载选择与结构选型上不做推敲；片面追求安全系数，设计保守或华而不实。因此结构设计优化就成为整个设计阶段成本控制的重中之重。
4、结构优化的方法
4.1、结构优化的现状
当前结构优化的方法主要为：（1）极端追求结构指标：如每平方米含钢量、每平方米混凝土使用量，具体体现在对设计人员的限额设计要求中。在限额设计条件下，可促进设计人员对荷载推敲与结构选型的重视，对降低工程结构成本有一定积极作用。（2）推行标准化设计，大量使用复用图。（3）以设计人员为重点的结构优化模式，认为结构优化是设计人员单方面的工作。
以上结构优化方法的误区有：（1）结构设计受地质及自然条件影响较大，不同的地区，其地质情况、地震设防烈度、风荷载取值都不相同；气候条件、节能保温要求都不一致。乃至于相邻甚近的两个项目，其工程地质勘察情况都可能不同。因此，所谓的每平方米含钢量，必然因工程所在地自然条件的不同而有较大差异。投资者在不了解这些情况下，只是根据以往工程经验对设计人员提出相应结构指标，而忽视了工程的单件性与差异性特点，所提出的结构指标主观因素较强，缺乏详细论证。从而造成两方面的影响：一是结构指标有可能低于合理底限，降低结构安全性；二是降低了设计人员的主观能动性与创造性，片面追求一次性投资，可能反而造成使用和维护成本增加，会增加全寿命周期成本。（2）使用复用图时未考虑产品与地区差异性，一些设计缺陷与通病反复出现，如将金属屋面板使用在大气多腐蚀性地区。（3）设计与业主使用需求脱节，设计与施工脱节，在我国，大部分设计人员不具备施工方面的经验和知识，有些设计内容难以施工，势必造成在施工过程中修改设计，既影响工期又增大投资。
4.2结构优化成本控制的方法
4.2.1采取事前控制的手段进行结构优化
（1）推行设计招标，择优选择设计单位与设计负责人，一个好的设计负责人，其应有较强的设计质量、责任意识、成本意识；在专业能力上，应既懂技术，也懂经济，既有设计能力，也有成本核算与控制能力。推行技术方案与经济方案相结合的设计招标办法，可促进设计方在项目设计上开拓创新，在降低工程成本上下功夫。 （2）提前收集工程所在地已建类似工程信息，包括：地质与自然情况、基础选型、上部结构选型、工程材料供应、工期、工程造价与结算信息。
（3）业主方与设计方密切配合，合理确定建构筑物使用要求与建设规模，如建筑面积、层高、围护体系、设备荷载、消防水池、污水池大小与埋深。此阶段的工作基本确定的工程的标准和规模，对项目总成本影响非常大。
（4）在完成上述工作的情况下，在建构筑物使用要求与建设规模、工程地质条件已明确的情况下，进行结构多方案比选，合理提出限额设计指标。
4.2.2方案阶段的结构优化
（1）平面形状的优化：在满足采光要求的情况下，应尽量使建筑平面规则，较少凹凸面。且尽量使平面中心与质量中心重合。这样，能提高结构型体抗震能力，在同等面积时可以减少外墙长度，减少梁、柱数量；从而降低含钢量、砌体工程量、内外墙装饰工程量，降低工程成本。
（2）平面长度的控制：尽量控制建筑物平面长度，一能尽量减少伸缩缝设置，二能控制建筑不成为超长建筑，从而减少温度应力的产生。
（3）建筑物高度的控制：我国现行结构设计规范中规定了相应高度界限中的结构类型选择范围与抗震、风压等外力等级。当建筑物高度超过相应高度界限时，其结构选型受到限制，且抗震等级、风荷载取值都将提高一级，相应的内力放大系数、构造措施均提高一级。每提高一级，单位面积结构成本造价提高5%～15%。因此，应尽量使建筑物高度在相应高度界限内。
（4）建筑物高宽比的控制：当建筑物高宽比增加时，其外周长增加，外立面面积增加，且相应的规范条件下的荷载均会加大。通常高宽比超限的建筑单位面积结构成本造价提高10%。因此，应严格控制建筑物高宽比。
（5）柱网尺寸的优化：一般而言，柱网间距大的建筑物，楼盖用钢量较多。柱网间距小的建筑物，楼盖用钢量较少，但柱构件用钢量及混凝土用量增加。一般而言，居住建筑的柱网间距控制在4～6米，工业厂房的柱网间距控制在6～8米比较经济合理。且柱网间距尺寸尽量均匀一致，不仅可以使结构受力合理，还可以减少施工过程中的模板及钢筋损耗。
4.2.3施工图阶段的结构优化
（1）合理的确定梁柱截面：如框架梁高跨比一般取值1/10～1/14、避免宽扁梁、大跨度采用井字梁、柱轴压比取值0.6～0.8，且每2～3层结合混凝土强度调整一次柱截面尺寸。优化结构设计结果，确定工程实用的较小梁柱截面尺寸和结构较小自重，能够节省工程结构材料与工程量。当所确定梁柱截面尺寸不尽合理时，应调整结构布置或改变结构材料等级，达到整体优化的目的。
（2）控制楼板厚度：楼板厚度直接影响着结构荷载，楼板自重约占标准层总荷载3.3%，厚度增加，荷载加大，梁、墙、基础均会加大，成本也随之增加。同时，对于标准层较小楼板来讲，配筋均按最小配筋率来要求，楼板厚度增加反而配筋增大，所以实际工程设计时楼板厚度也是一个降低成本的控制要素。
（3）混凝土标号的合理采用：混凝土标号每增加一级，单价提高约5～8%；对柱及剪力墙轴压比的影响很明显，应优先选用高标号混凝土。对梁来说，标号高低对梁的承载力变化不大，应选用低标号混凝土。对板来说，虽然提高标号对承载力有提高，但标号提高后最小配筋率相应增大，楼板开裂的几率也增大，所以也应选用低标号的混凝土。工程设计时通常将墙柱混凝土标号高于梁板混凝土标号一～二个等级，将混凝土承载能力最大化。
（4）钢筋材料的合理选择：HRB400级钢筋无论从强度、延性还是性价比上都是其他钢材无法比拟的。HRB 335级钢筋比HRB235级钢筋贵约4%，强度提高43%。HRB400级钢筋比HRB 335级钢筋贵约2.9%，强度提高20%。因此，设计中使用HRB400级钢筋代替传统的HRB235级钢筋和HRB335级钢筋作为受力钢筋可有效降低工程的钢筋用量。
4.2.4改进设计取费办法，推行设计索赔机制：将现有设计收费标准与限额设计有机结合起来，若工程投資较限额有节约，则按一定比例奖励设计人员；若超出限额，则扣除一定比例的设计取费。将技术与经济手段相结合，必将极大激励结构设计人员的成本控制积极性，从而使其主动优化设计方案，有效降低工程成本。
5、结束语
工程结构优化与成本控制联系紧密，且结构优化的方法多种多样，如何在结构优化时把握好合理性、经济性至关重要。在规范允许范围内，合理把握关键部位与次要构件，何处要重点加强、何处可适当放宽，对于保证建筑物结构安全性与降低建筑成本影响巨大。且结构优化应结合业主方、设计方、承包商三方面需求、能力、经验来合理确定；也是三方面在今后的成本控制工作的重心所在。
我国改革开放30年来，城镇化水平不断提高。截至2013年底，我国城镇化率达53.73%，既有建筑面积已逾440亿平方米，城镇化水平平均每年增加0.81个百分点。每年在建工程约70多万项，新增建筑面积约20亿平方米，约占全世界新建建筑面积总量的50%。广义上看，建筑产品经济总量巨大，且带来巨大的能源与资源消耗。因此，如何根据客观经济规律的要求，根据我国市场经济的发展形势，利用科学管理方法和先进技术手段，合理控制建筑成本；以提高投资效益与建筑安装企业经营效果，最大限度的节约资源，创造企业效益与社会效益，成为摆在投资者与建筑承包商面前的一个巨大课题。
2、现阶段成本控制的阶段和方法
2.1多次计价的成本控制模式
目前，按照我国的工程建设程序，需要在工程建设的不同阶段多次进行工程成本计价与控制，如下图所示。这一成本控制工作程序是与我国工程建设程序相适应的，在工程项目决策与实施的过程中由粗到细、由浅到深的逐步明晰了一个工程项目的总成本投入。
2.2以合同与施工阶段为重点的成本控制工作
不论是投资者（业主）还是承包商，现阶段的成本控制工作均从以编制施工图预算或标底为始，至招标投标阶段的的合同价谈判，到施工阶段的变更控制与工程结算为重点工作脉络。大量的业主方、承包商、以及第三方咨询机构的项目管理人员，将大量的工作投入到施工图预算编制、招投标阶段的标段划分、承发包模式及合同形式的选择、施工阶段的工程计算与结算、工程变更控制、索赔管理、竣工阶段的竣工结算与决算中去。诚然，经过以上的大量工作，可以合理确定与有效控制一个按施工图进行施工的工程项目成本，并且也体现了成本控制中的“动态”控制原则。但不足的是，这种模式仅仅是“计算”出了工程成本，是一种被动控制的模式，并未发挥能动地影响设计、优化设计，从而使工程成本控制工作效果最大化的作用。所幸的是，在目前以市场经济为主导的形势下，不少投资者为了最求利润最大化，已开始实行限额设计的指导原则，成本控制工作重心渐渐向设计阶段转移。
2.3、逐步轉向以设计阶段为重点的成本控制模式
经过大量的工程实践表明，建设项目成本控制的关键在于前期决策和设计阶段，在项目决策完成后，控制项目成本的关键就在于设计。根据经验数据显示，设计阶段的设计费用仅占工程全寿命周期费用的1%，但工程的设计效果对工程成本的影响度占到75%以上（如图2）。由此可见，设计效果与设计质量对整个工程建设的成本控制影响是至关重要的。
如上文所述，长期以来，我国往往把工程成本控制的主要精力放在合同及施工阶段，对工程项目建设前期阶段的造价控制不够重视。而在项目建议书、项目可行性研究阶段，整个项目工程范围与目标尚不十分明确，可变因素较多，在此阶段，应以投资估算与定性分析为主。而在工程方案设计与施工图设计阶段，整个项目工程内容已基本确定，相应技术经济指标也比较明晰，成本控制方法和手段较明确；因此要有效控制工程成本，就应把成本控制的工作重心转移到项目设计。
3、结构优化在设计阶段工程成本控制中的意义
上文所述，项目的设计效果对工程成本的影响度占到75%以上；而结构成本占整个工程建筑安装成本的40%～60%。结构成本还常常由于策划及设计管理的好坏出现非常大的波动，所谓笔下一条线，投资千千万。目前而言，随着我国基本建设投资的持续升温，大量的项目片面地追求开发速度，投资者及承包商普遍对建设项目设计阶段的成本控制重视不够，很少过问设计方案的经济合理性，认为工程项目的设计管理就是催图与施工图审核。而设计人员为了满足出图进度，在荷载选择与结构选型上不做推敲；片面追求安全系数，设计保守或华而不实。因此结构设计优化就成为整个设计阶段成本控制的重中之重。
4、结构优化的方法
4.1、结构优化的现状
当前结构优化的方法主要为：（1）极端追求结构指标：如每平方米含钢量、每平方米混凝土使用量，具体体现在对设计人员的限额设计要求中。在限额设计条件下，可促进设计人员对荷载推敲与结构选型的重视，对降低工程结构成本有一定积极作用。（2）推行标准化设计，大量使用复用图。（3）以设计人员为重点的结构优化模式，认为结构优化是设计人员单方面的工作。
以上结构优化方法的误区有：（1）结构设计受地质及自然条件影响较大，不同的地区，其地质情况、地震设防烈度、风荷载取值都不相同；气候条件、节能保温要求都不一致。乃至于相邻甚近的两个项目，其工程地质勘察情况都可能不同。因此，所谓的每平方米含钢量，必然因工程所在地自然条件的不同而有较大差异。投资者在不了解这些情况下，只是根据以往工程经验对设计人员提出相应结构指标，而忽视了工程的单件性与差异性特点，所提出的结构指标主观因素较强，缺乏详细论证。从而造成两方面的影响：一是结构指标有可能低于合理底限，降低结构安全性；二是降低了设计人员的主观能动性与创造性，片面追求一次性投资，可能反而造成使用和维护成本增加，会增加全寿命周期成本。（2）使用复用图时未考虑产品与地区差异性，一些设计缺陷与通病反复出现，如将金属屋面板使用在大气多腐蚀性地区。（3）设计与业主使用需求脱节，设计与施工脱节，在我国，大部分设计人员不具备施工方面的经验和知识，有些设计内容难以施工，势必造成在施工过程中修改设计，既影响工期又增大投资。
4.2结构优化成本控制的方法
4.2.1采取事前控制的手段进行结构优化
（1）推行设计招标，择优选择设计单位与设计负责人，一个好的设计负责人，其应有较强的设计质量、责任意识、成本意识；在专业能力上，应既懂技术，也懂经济，既有设计能力，也有成本核算与控制能力。推行技术方案与经济方案相结合的设计招标办法，可促进设计方在项目设计上开拓创新，在降低工程成本上下功夫。 （2）提前收集工程所在地已建类似工程信息，包括：地质与自然情况、基础选型、上部结构选型、工程材料供应、工期、工程造价与结算信息。
（3）业主方与设计方密切配合，合理确定建构筑物使用要求与建设规模，如建筑面积、层高、围护体系、设备荷载、消防水池、污水池大小与埋深。此阶段的工作基本确定的工程的标准和规模，对项目总成本影响非常大。
（4）在完成上述工作的情况下，在建构筑物使用要求与建设规模、工程地质条件已明确的情况下，进行结构多方案比选，合理提出限额设计指标。
4.2.2方案阶段的结构优化
（1）平面形状的优化：在满足采光要求的情况下，应尽量使建筑平面规则，较少凹凸面。且尽量使平面中心与质量中心重合。这样，能提高结构型体抗震能力，在同等面积时可以减少外墙长度，减少梁、柱数量；从而降低含钢量、砌体工程量、内外墙装饰工程量，降低工程成本。
（2）平面长度的控制：尽量控制建筑物平面长度，一能尽量减少伸缩缝设置，二能控制建筑不成为超长建筑，从而减少温度应力的产生。
（3）建筑物高度的控制：我国现行结构设计规范中规定了相应高度界限中的结构类型选择范围与抗震、风压等外力等级。当建筑物高度超过相应高度界限时，其结构选型受到限制，且抗震等级、风荷载取值都将提高一级，相应的内力放大系数、构造措施均提高一级。每提高一级，单位面积结构成本造价提高5%～15%。因此，应尽量使建筑物高度在相应高度界限内。
（4）建筑物高宽比的控制：当建筑物高宽比增加时，其外周长增加，外立面面积增加，且相应的规范条件下的荷载均会加大。通常高宽比超限的建筑单位面积结构成本造价提高10%。因此，应严格控制建筑物高宽比。
（5）柱网尺寸的优化：一般而言，柱网间距大的建筑物，楼盖用钢量较多。柱网间距小的建筑物，楼盖用钢量较少，但柱构件用钢量及混凝土用量增加。一般而言，居住建筑的柱网间距控制在4～6米，工业厂房的柱网间距控制在6～8米比较经济合理。且柱网间距尺寸尽量均匀一致，不仅可以使结构受力合理，还可以减少施工过程中的模板及钢筋损耗。
4.2.3施工图阶段的结构优化
（1）合理的确定梁柱截面：如框架梁高跨比一般取值1/10～1/14、避免宽扁梁、大跨度采用井字梁、柱轴压比取值0.6～0.8，且每2～3层结合混凝土强度调整一次柱截面尺寸。优化结构设计结果，确定工程实用的较小梁柱截面尺寸和结构较小自重，能够节省工程结构材料与工程量。当所确定梁柱截面尺寸不尽合理时，应调整结构布置或改变结构材料等级，达到整体优化的目的。
（2）控制楼板厚度：楼板厚度直接影响着结构荷载，楼板自重约占标准层总荷载3.3%，厚度增加，荷载加大，梁、墙、基础均会加大，成本也随之增加。同时，对于标准层较小楼板来讲，配筋均按最小配筋率来要求，楼板厚度增加反而配筋增大，所以实际工程设计时楼板厚度也是一个降低成本的控制要素。
（3）混凝土标号的合理采用：混凝土标号每增加一级，单价提高约5～8%；对柱及剪力墙轴压比的影响很明显，应优先选用高标号混凝土。对梁来说，标号高低对梁的承载力变化不大，应选用低标号混凝土。对板来说，虽然提高标号对承载力有提高，但标号提高后最小配筋率相应增大，楼板开裂的几率也增大，所以也应选用低标号的混凝土。工程设计时通常将墙柱混凝土标号高于梁板混凝土标号一～二个等级，将混凝土承载能力最大化。
（4）钢筋材料的合理选择：HRB400级钢筋无论从强度、延性还是性价比上都是其他钢材无法比拟的。HRB 335级钢筋比HRB235级钢筋贵约4%，强度提高43%。HRB400级钢筋比HRB 335级钢筋贵约2.9%，强度提高20%。因此，设计中使用HRB400级钢筋代替传统的HRB235级钢筋和HRB335级钢筋作为受力钢筋可有效降低工程的钢筋用量。
4.2.4改进设计取费办法，推行设计索赔机制：将现有设计收费标准与限额设计有机结合起来，若工程投資较限额有节约，则按一定比例奖励设计人员；若超出限额，则扣除一定比例的设计取费。将技术与经济手段相结合，必将极大激励结构设计人员的成本控制积极性，从而使其主动优化设计方案，有效降低工程成本。
5、结束语
工程结构优化与成本控制联系紧密，且结构优化的方法多种多样，如何在结构优化时把握好合理性、经济性至关重要。在规范允许范围内，合理把握关键部位与次要构件，何处要重点加强、何处可适当放宽，对于保证建筑物结构安全性与降低建筑成本影响巨大。且结构优化应结合业主方、设计方、承包商三方面需求、能力、经验来合理确定；也是三方面在今后的成本控制工作的重心所在。