浅谈结构设计的经济效益

[摘要] 随着国家投资结构的调整，全国建筑市场竞争愈演愈激烈，全行业进入了微利时代。因此，要想立足于建筑行业，关键在于如何把成本降低到最满意的程度。笔者认为，建筑工程项目进行结构设计是降低建筑工程造价的一个重要措施。

[关键词] 结构；设计；降低；造价

1 设计阶段控制工程造价的思路

设计阶段工程造价控制的思路主要有四个方面：（1）完善管理手段；（2）应用价值工程的原理和方法协调设计的目标关系；（3）通过技术经济分析确定工程造价的影响因素以及可能降低造价幅度的措施；（4）采用技术手段和方法进行优化设计，以降低工程成本。投资控制的管理工作可分为宏观管理和微观管理。宏观管理是指政府部门对工程设计行业的管理，包括政府管理、管理法规规范、管理基础工作；微观管理则是指对某一具体工程的设计与投资控制有关的管理工作，包括承包方式（方案招标；设计招标；总承包、专项承包）、限额设计、方案评比、技术经济分、审查概预算等。

1.1 设计阶段工程造价控制的宏观管理

首先，为设计阶段制定控制工作的依据，这是政府主管部门的职责。我国基建工作程序规定，设计必须有经主管部门批准的可行性研究报告，主管部门在审查扩大初步设计时，应该审查概算是否符合要求，严格审批扩大初步设计，经批准后才能进入施工图设计。根据施工图编制的预算，一般不能超过批准的概算。针对当前一些工程立项时故意压低概算或概算不切实际等现象，政府主管部门应对概算编制、审批实行严密有效的监督管理。

其次，应不断健全相关法规，规范。明确决策机构、管理机构、建设单位、设计单位的权利和职责，对已制定的管理制度必须严格执行。设计收费的标准应反映设计效果，因此必须注意设计费与投资控制的关系。在一定程度上，增加必要的设计费，可以增加节约投资和减少使用费的可能性。如开展调研项目和收集资料，虽增加了设计成本，但可获得更切实际的科学数据，可能会大幅度降低工程建设成本和使用期间的经常费支出；适当增加设计人员报酬，鼓励设计人员优化设计，这不仅有利于调动设计人员的积极性，也有利于对造价的控制。

1. 2？ 设计阶段工程造价控制的具体管理中的几点建议

1.2.1 采用设计方案招标

主要在于通过竞争，选出优良的设计方案，其目的是要促进设计单位改进管理，采用先进技术降低工程造价，缩短工期，提高投资效益。因此，设计招标文件中应对降低工程造价有明确要求，有相应的降低造价的具体措施。

1.2.2 与中标的设计单位签订设计合同

对经济合理的设计，按限额造价与设计造价进行比较，节约部分按比例给设计单位及相关设计师奖励；若在施工过程中发现设计缺陷导致增加工程变更的，设计单位及相关设计师要对建设方按给予相应的赔偿。

1.2.3 设计人员要制订合理的设计方案，在设计各阶段推行设计限额

对各阶段的方案进行比选，使最终确定的方案符合控制目标，满足建设单位的要求。限额的目标要合理，否则限额就失去其应有的意义。

1.2.4 运用价值工程理论对方案进行比选，对不合理的设计提出意见，达到控制造价的目的

例如 ： 一般砖混结构的钢筋含量 ≤ 25kg/m？，框架结构的钢筋含量≤55kg/m？。选择一个合理的设计方案可以使工程造价大幅降低。

2、基础形式的选择

地基础是建筑物的重要组成部分，所占资金有的高达总投资的1/3 以上，同时，由于基础工程是地下隐蔽工程，在工程事故中，基础工程事故所占的比例最大，而且基础一旦出问题，损失巨大，有的甚至无法补救。因此，根据地质条件和建筑物理学上部结构，合理地选择基础类型，是降低建筑造价，建设工期缩短，确保结构安全的基本保证。

2.1 应尽量优先选用天然地基而后选桩基。桩基础设计简便，

保险系数高（设计中所取的单桩承载力标准值仅为现场实测的单桩承载力的一半），使得有些设计单位把高层建筑基础方案设计变为仅仅根据地基持力层的位置，上部结构的荷载，地下水位的情况来选择用何种桩型的问题。有的甚至只图保险、省事，尽快完成设计，即使有很好的天然基础方案也不用。殊不知这将造成人力、财力、物力的巨大浪费。

2.2 尽量考虑桩同作用。当然，并不是所有的建筑都能采用天然基础。如底面积小，建筑物高度又高，较好土层埋置又深的建筑，以及建在填海地段的高层建筑，为满足承载力和沉降量的要求，往往只能采用桩基。桩型的选择是桩基工程设计的至关重要的问题。常用的桩型有各种实心的打入式钢筋混凝土预制桩、预应力混凝土管理桩、沉管灌注桩、夯扩桩、人工挖孔桩、冲（钻）孔灌注桩、钢管桩等。在桩基选型时，充分考虑单桩承载力的范围值、场地四周的环境条件、桩基施工队的能力和打桩机具、场地的土质条件、上部结构形成、工程造价等方面，一般不难选出合适的桩型。在带地下室的高层建筑桩基础设计时，一个很重要而又常常被设计人员忽略或回避的问题值得讲座就是桩筏共同作用的问题。许多工程，即使地下室底板下的土质很好，也没有考虑期承载力，只计算桩的承载力，这显然是不合理的。 到目前为止，虽然桩筏共同作用的理论还不够成熟，没有统一的计算方法和桩筏承载分配原则，但经过国内外的大量实践和理论研究，已基本上认识到桩筏共同作用于的机理，可以从定性上指导我们的设计。事实上，不管是什么样的基础形式（除支承在岩石上的端承桩外），都有桩底板共同作用的过程。

当桩直接支承在岩石上，或者由于设计太保守，桩的承载力远远大于上部荷重，其沉降量几乎没有时（规范规定中低压缩性土变形允许值为200mm），就不应再考虑（箱）板下土的承载力。是否考虑桩筏（板）共同作用与地层情况（特别是底板下的土和桩的持力层、上部结构、桩的类型、数量、桩距、沉桩的方法、地下水位的高度以及孔隙水压力的清散等方面有关。现在一般要求板承担的荷载不超过总荷载的30%，在地基土体较好又无实测资料时，可取10%～15%，当地基土地是淤泥、淤泥质土、未经夯实的新近人工填土等高压缩性土时，不宜考虑桩筏（板）共同作用。否则，建筑物允许沉降量很难控制在规范值以内。

3、上部结构形式建筑材料及构件尺寸的选择

3.1 建筑物地面以上的结构形式对建筑物的造价也有很大的影响。七层以下的建筑物宜采用混合结构，因其钢筋混凝土用量少，其造价仅为钢筋混凝土框架结构的60%～70%，但由于混合结构是由墙体承重，其墙体布置有一定的要求，使得其使用功能受到一定的限制，不如框架结构灵活；框架结构一般适用于12 层以下的建筑，但若在其合适的位置上设置几道抗震剪力墙，则可以明显提高建筑物的抗震能力，且可减少柱、梁的截面尺寸和配筋，从而节省了材料；框-剪结构的抗震能力有所提高，可用于20 层以下的建筑物，在其适当的位置上设置刚性简体，可增强建筑物的整体刚度，同样可以起到节省材料的作用。

3.2 应尽量选用轻质的墙体材料以减轻建筑重量，优质的轻质墙容重为6500～8500N/m？。而普通的砖墙容重为18000～22000 N/m？。选用轻质墙不仅能减少梁、板、柱（剪力墙）的截面和配筋，且可以大量减低基础的负荷，降低造价。

3.3 建筑物构件尺寸的选择，包括合理地选择柱、梁截面尺寸，混凝土墙体及板的夺取度等。构件尺寸增大，可以减少该构件本身的配筋，但浪费了使用空间，且增加了混凝土用量，加大了建筑物荷重；构件尺寸减小，又会使得配筋率增加，加大了钢筋用量。所以，如何把混凝土构件的配筋控制在一个经济合理的范围，需要结构设计者经过计算比较后，选定一个最优方案，这样才能够达到降低造价的目的。

4.结束语

从技术的观点看，在当今世界上，几乎任何结构都可以建造出来的。但从结构效益角度看，重要的问题是“应不应该这样造？”而不是“可不可以这样造？”结构设计都要讲究经济效益。这样设计单位为了能够中标，一定会加强技术研究，采用新技术理论，设计出安全、经济合理的建筑，降低造价以加强竞争力，同时也增加了本身的信誉。