优化建筑构造,节约财税支出

摘要：建筑结构的优化是重要的领域，对实现我国建筑行业的整体优化发展的目标有重大意义。建筑结构的优化的效果突出，且公益性很强，但由于比较复杂，目前我国尚未出台鼓励建筑优化并且节能的财税政策。在深入调研分析和广泛实践的基础上，本文提出了减征消费者契税和开发商营业税等鼓励建筑结构优化的财税激励政策方案和基于建筑能效标识的财税激励政策实施体系，并对政策的成本效益进行了分析。

关键词：建筑 结构优化 财税政策

1、 优化我国建筑结构的原因

（1）建筑结构优化应该是公共财政应该重点支持的公益性领域发达国家的实践表明，在市场经济条件下，采用基于市场的财税激励措施是推动建筑结构优化工作的有效途径。我国以往的建筑构造优化经济激励政策中，主要是针对工业企业领域。近期，我国相继出台了鼓励汽车船舶节约能源的财税政策和鼓励空调等节能产品的“节能产品惠民工程”，公共财政支持正在向公益性更强的领域转移。而建筑更是关系民生的行业，与每个人都息息相关，建筑构造优化的公益性特点更为突出，是公共财政更应该重点支持的公益性节能领域。

（2）鼓励建筑结构的优化将对“保增长、扩内需”目标的实现产生积极影响。在当前国际金融危机的背景下，我国出台了一系列扩大内需、拉动经济、刺激消费的积极财政政策及宽松的货币政策。房地产行业是拉动经济增长、扩大内需的重要引擎，通过财税政策鼓励节能建筑来拉动处于低迷的房地产市场将对实现“保增长、扩内需”目标产生重要而积极的影响。

2、 目前我国建筑设计中存在的一系列问题

（1）只重视结构尺寸的优化,即在给定结构的几何形状、拓扑和材料的情况下,求出满足约束条件的最优构件截面,而忽视结构整体的优化。已有的研究结果表明,形状优化比尺寸优化更有意义。单纯的尺寸优化无法接近最优的结果,因此,也就不能完全令人信服。设计人员较普遍地认为,结构设计只要结构方案和布置合理,上部结构又有比较成熟的计算机软件进行分析计算,构件截面只要通过计算结果满足规范即可,认为上部结构相对下部结构,即地基基础部分,特别是软土地基的意义不大,因此对上部结构截面的优化所能达到的经济效益未予以充分的重视。

（2）离散变量优化问题。建筑物尺寸以及钢筋、型钢规格型号等都不是连续变化的,因此,传统的优化方法,如各种梯度算法、对偶算法等解析算法均无法胜任。而且,由于问题的规模较大,随之带来的计算量急剧增加的“组合爆炸”问题也会使计算量急剧增加。

（3）优化的目标还不能完全符合工程的需要。由于实际结构问题往往十分复杂,存在设计变量多、约束条件多、受建筑功能限制较大等难点,多种因素甚至不确定性因素使得目标函数在建立后只能得到相对最优解。而且,目前尚没有实用的高层建筑优化分析软件,而应用现有的各种计算机分析软件进行截面优化并不是简单的几次尝试就能达到效果的,因此,无论是机时,还是设计进度,都较难允许实施这种优化方法。

3、建筑结构优化与财税政策

2010年以来，中国政府多次出台调控措施，努力促进房地产市场平稳健康发展。财政部部长助理王保安介绍说，“其中的财税和土地政策措施可以简单概括为三句话：通过税收政策调控市场和引导消费，通过土地和财政政策增加住房供应并改善住房品种结构，通过保障性住房政策增加有效供给和改善民生。”

王保安表示，要进一步发挥财税政策职能作用，在落实好现行各项政策措施的同时，大力支持符合国情的建筑建设和政策体系建设，科学引导•••按照“有保有压、结构优化”的原则，提高调控政策的针对性和有效性。建筑行业只有充分发挥自身优势，加快推进建筑结构构造的优化升级，促进第二产业发展方式的转变，才能最终实现建筑行业甚至整个国民经济又好又快发展。

财政政策对企业的发展具有重要的意义，企业是市场的主体又是创新主体，是提升区域创新能力的核心力量，而建筑企业又是核心之中的关键。因此，政府加大对建筑企业技术创新的支持不仅非常重要，而且非常必要。政府要善于发挥财政资金“四两拨千斤”的杠杆作用，鼓励和引导建筑企业加大技术改造和科技创新的力度，不断提高建筑企业的整体质量和充分节约建筑企业的投入，最求高性价的建筑。

在强化产业集聚功能的基础上，针对建筑行业的实际，转变引才思路和方式，出台激励政策，积极推行人才“柔性引进”。 建筑行业的优化发展离不开人才，只有建立健全建筑行业的财税政策，才能进一步促进建筑行业的发展。

4、 建筑结构优化的对策

（1）对建筑结构方案进行优化采用何种方法,首先应分析这一问题的目标函数、目标函数中的各种变量,这些变量之间的各种数学解析关系以及与各种变量有关的约束条件,在分析的基础上是采用间接优化还是直接优化方法来确定。建筑结构方案优化的目标就是材料耗量,材料耗量决定于构件的截面尺寸大小,截面尺寸必须满足通过力学分析得到各构件内力后的强度计算及位移变形等条件。因此,目标函数很难用明确的数学解析式来表达,不能用间接优化方法来优化。建筑结构方案的优化只能采用直接优化法来解决,即给目标函数中变量以已知值,经过试算使其满足一定的约束条件,求得其目标值,并找出使目标值逐步变小而趋向最佳值的路线或方向,以达到目标函数的最优值。因此,可以采用满应力法进行建筑结构优化设计。

（2）满应力设计法是在桁架等杆系结构的设计中发展起来的,是结构优化中最简单、最易为工程人员理解的一种准则法。所谓满应力是指结构构件在荷载作用下的最大应力达到所用材料的容许应力,此时材料的强度得到充分利用,构件截面面积将是最小,故可作为桁架最轻设计或体积最小设计的一个准则。满应力设计法是结构在规定材料和几何形状的条件下,按照满应力准则的要求,修改构件的截面尺寸,使每一构件至少在一种工况下达到或接近其容许应力限值的优化算法。如果结构除了应力约束外还有界限约束,则要求每一构件应力约束和界限约束中至少有一个达到临界值。

（3）利用满应力设计法进行建筑的结构优化设计要遵循以下步骤:首先,要根据常规做法和经验确定结构构件的初始截面尺寸,并按构件分类分别建立柱、墙、梁可供选择截面尺寸的数据库;其次,要对结构构件进行力学分析,算出各工况下结构的位移及内力,并对结构构件进行承载力计算;再次,要根据计算结果,对构件截面尺寸进行调整,在满足位移条件的前提下,尽量充分发挥构件材料的性能,即按规范计算使其接近满应力状态,但截面选择应在指定的数据库中进行,并统计截面需修改的个数;最后,根据修改截面的数量、性质,由人工干预决定或指定一个限值自动决定是否重新计算,即返回到第二步计算,如此循环反复,直到满足要求为止;最后,输出最后优化的构件截面尺寸及计算结果。

5、结语

通过建筑结构优化设计来降低工程造价是控制工程投资的一个有效途径,而正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键。不能片面强调节约投资,而降低技术和质量标准,又要反对重技术、轻经济,设计保守浪费的现象。建筑结构设计的首要任务是满足建筑功能的需求,实现建筑物适用、安全、美观、经济的目标。结构造价在建筑工程中所占的比重很大,通过精心设计所带来的经济效益是十分可观的。实现安全与经济的最佳结合,也是衡量一个结构设计人员专业水平和能力的主要标准。结构工程师要将优化设计贯穿于结构设计的整个过程,精益求精的完成每一项设计工作,创作出既保证结构达到《规范》要求的同时,还能最大限度地实现建筑师的创作思想和令业主满意的产品,从而真正达到优化设计的效果。

参考文献：

【1】曹中男.论高层建筑给排水的优化设计.民营科技，2011年03期。

【2】云传锋.高层住宅建筑结构设计优化.中国城市经济，2011年第11期。

【3】高伟、田蔚、寇新满.加强财政管理 节约财政支出――包头市增收节支工作成效明显.内蒙古财会，2002年第12期。