淺談如何優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案

　　摘要：方案設(shè)計(jì)階段的投資估算是重中之重，方案設(shè)計(jì)階段的經(jīng)濟(jì)分析顯得尤為重要。

　　關(guān)鍵詞：建筑優(yōu)化 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 設(shè)計(jì)方案 工程造價(jià)

　　一個(gè)優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)方案，之所以能在眾多方案中脫穎而出，應(yīng)該集中了眾家之長(zhǎng)，不僅在設(shè)計(jì)中有獨(dú)特的構(gòu)思，而且在經(jīng)濟(jì)分析上也占有優(yōu)勢(shì)。然而在目前的方案設(shè)計(jì)過(guò)程中更多的是考慮了建筑的新穎，外形的美觀，功能的完善等等，而對(duì)于經(jīng)濟(jì)分析這一塊即便有所考慮，也是花費(fèi)的功夫甚少。所以，如建筑方案中的平面布置為內(nèi)廊式還是外廊式、進(jìn)深與開(kāi)間的確定、立面形式的選擇、層高與層數(shù)的確定等都存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析問(wèn)題。

　　例如某辦公樓，地下一層，地上十六層，總高度68.8m，框架——核心筒結(jié)構(gòu)，地下室為消防水池和設(shè)備機(jī)房，平面尺寸31x41，埋深6，抗震設(shè)防烈度為7度。由于工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜，地基土極不均勻，設(shè)計(jì)人員提出了梁板式樁筏基礎(chǔ)、復(fù)合地基箱形基礎(chǔ)和一柱一樁的沖（鉆）孔樁基三種基礎(chǔ)方案進(jìn)行比較分析。通過(guò)初步計(jì)算，梁板式樁筏基礎(chǔ)需要240根截面500500的預(yù)制混凝土方樁，樁長(zhǎng)25～30。雖然經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以，但由于下部的基巖表面不平整，起伏大，淺的地方離基底不到20，深的可達(dá)55。這樣就形成有的預(yù)制方樁是端承型，而有的卻是摩擦型，勢(shì)必會(huì)引起建筑物的不均勻沉降。同時(shí)，上淺層的砂質(zhì)粘性土中含有大量的孤石，這會(huì)給打樁帶來(lái)很大的障礙，所以該方案被否決。

　　最后在復(fù)合地基箱形基礎(chǔ)和沖（鉆）孔樁基這兩種基礎(chǔ)方案的具體分析比較中發(fā)現(xiàn)，箱形基礎(chǔ)不但整體性好，剛度大和有利于分散基底土壓力，而且在根據(jù)基巖的不同埋深適當(dāng)調(diào)整地基加固的深度來(lái)解決基礎(chǔ)不均勻沉降問(wèn)題后的造價(jià)要比沖（鉆）孔樁基便宜至少50多萬(wàn)元，其中尚未包括樁基處理土洞和溶洞所需增加的費(fèi)用。另外，箱形基礎(chǔ)所需的施工工期要比樁基短2～3個(gè)月。在安全可靠與綜合經(jīng)濟(jì)效益的前提下，最后選擇了“箱形基礎(chǔ)+復(fù)合地基”的基礎(chǔ)形式。

　　再如地基處理方案的選擇，由于當(dāng)前的建筑物逐步走向多層、高層、甚至超高層。對(duì)地基的要求越來(lái)越高，天然地基已無(wú)法滿足工程需要，地基處理方案也越來(lái)越多。還有多層住宅的基礎(chǔ)一般就沒(méi)有必要采用大口徑擴(kuò)孔樁；高層建筑可利用架空層作為輔助用房，而沒(méi)必要回填大量的土方，這樣做既節(jié)省了資金又增加了面積。事實(shí)上，各方案造價(jià)往往有較大差距，選擇經(jīng)濟(jì)好的方案能大大降低造價(jià)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在滿足同樣功能的條件下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)，可降低工程造價(jià)5%～10%，甚至可達(dá)10%～20%。

　　所以，方案設(shè)計(jì)階段的經(jīng)濟(jì)分析做得好，才能真正從源頭上控制工程造價(jià)，對(duì)設(shè)計(jì)人員和造價(jià)管理人員都應(yīng)該重視起來(lái)，使工程造價(jià)控制真正落到實(shí)處。

　　（1）鋼筋種類的選擇

　　現(xiàn)在市場(chǎng)上鋼筋種類很多，如Ⅰ級(jí)鋼筋、Ⅱ級(jí)鋼筋、Ⅲ級(jí)鋼筋、新Ⅲ級(jí)鋼筋、冷軋帶肋鋼筋，冷軋扭鋼筋等。大多數(shù)設(shè)計(jì)人員一般把設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在配筋計(jì)算上，忽視了鋼筋種類的選擇。在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提下，選擇造價(jià)低的鋼筋方案，可以達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。

　?。?）樓梯選型

　　在一些工程中，我們經(jīng)?？吹?米乃至4米寬的樓梯仍有用板式的。實(shí)際上，當(dāng)樓板長(zhǎng)大于3米時(shí)，就應(yīng)該設(shè)計(jì)成梁式樓梯。如某工程樓梯間跨度為3.6米。采用板式時(shí)板厚130毫米，砼用量為1.5米3、鋼筋用量50公斤；而采用梁式樓梯時(shí)、板厚40毫米，砼用量為1.3米3，鋼筋用量為26公斤，顯然梁式樓梯要節(jié)約資金。

　?。?）剪力墻設(shè)計(jì)：

　　例如對(duì)于小高層住宅來(lái)說(shuō)，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制剪力墻配筋對(duì)于結(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟(jì)性具有十分重要的作用。

　　a）剪力墻墻體配筋（以200厚墻體為例）一般要求水平鋼筋放在外側(cè)，豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)。配筋滿足計(jì)算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。建議加強(qiáng)區(qū)Φ10 200，非加強(qiáng)區(qū)Φ8 200雙層雙向即可，雙排鋼筋之間采用Φ6 600x600拉筋。但地下部分墻體配筋則另當(dāng)別論。

　　b）.剪力墻按規(guī)范應(yīng)設(shè)置邊緣構(gòu)件，一.二級(jí)抗震設(shè)計(jì)的剪力墻底部加強(qiáng)部位及其上一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件；筆者認(rèn)為首先要區(qū)分剪力墻的受力特性及類別，即：普通剪力墻（長(zhǎng)墻），短肢剪力墻，小墻肢和一個(gè)方向長(zhǎng)肢墻而另一方向?qū)俣讨珘?lái)區(qū)別對(duì)待配筋。

　　c）.剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時(shí)很難進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果加大連梁高度，配筋值有時(shí)反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標(biāo)高。對(duì)于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對(duì)于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時(shí)則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計(jì)算圖形不符，相應(yīng)配筋亦較大，不合理。筆者建議，連梁高度計(jì)算與設(shè)計(jì)統(tǒng)一規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對(duì)于窗洞樓面至窗臺(tái)部分可用磚或其他輕質(zhì)材料砌筑。對(duì)于窗臺(tái)有飄窗時(shí)，可再增加一根梁，兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應(yīng)對(duì)稱配置，腰筋同墻體水平筋。

　　d）.目前，各設(shè)計(jì)院在剪力墻的樓層處均設(shè)置暗梁，而對(duì)暗梁的作用及配筋亦各有理解。筆者認(rèn)為對(duì)于框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，如剪力墻周邊僅有柱而無(wú)梁時(shí)，則設(shè)置暗梁，并且要求剪力墻兩端是明柱，這是因?yàn)橹苓呌辛褐募袅Γ拐鹦阅芤纫话慵袅σ?。因此筆者認(rèn)為，就目前而言，在樓層位置設(shè)置暗梁是可行的，但沒(méi)有必要設(shè)置太大斷面及配筋。

　?。?）減少設(shè)計(jì)變更：

　　加強(qiáng)設(shè)計(jì)變更管理，實(shí)行限額動(dòng)態(tài)控制。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)變更是不可避免的，但不同階段的變更，其損失費(fèi)用也不相同。變更發(fā)生得越早，損失越??；反之，損失就越大。如果在設(shè)計(jì)階段變更，則只需修改圖紙，其它費(fèi)用尚未發(fā)生，損失有限；如果在采購(gòu)階段變更，不僅需要修改圖紙，而且設(shè)備、材料還須重新采購(gòu)；若在施工階段變更，除上述費(fèi)用外，已施工的工程還須拆除，勢(shì)必造成重大變更損失。盡可能把設(shè)計(jì)變更控制在設(shè)計(jì)階段初期，尤其對(duì)影響工程造價(jià)的重大設(shè)計(jì)變更，更要用先算賬后變更的辦法解決，使工程造價(jià)得到有效控制。

　?。?）適當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)：

　　經(jīng)國(guó)家或省、市、自治區(qū)批準(zhǔn)的建筑、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件等整套標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)文件圖紙，稱為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)的工程設(shè)計(jì)，來(lái)源于工程建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研成果，是已被實(shí)踐證明了的優(yōu)秀設(shè)計(jì)，它適應(yīng)我國(guó)的自然條件和技術(shù)發(fā)展水平，能合理地利用能源、資源、材料和設(shè)備，體現(xiàn)施工、生產(chǎn)、使用和維修的要求。因此采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)一般都能使工程造價(jià)低于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，但對(duì)于特殊的工程例外。同時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)還能節(jié)約設(shè)計(jì)費(fèi)用，縮短設(shè)計(jì)周期，能較好地執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。它是在設(shè)計(jì)階段有效控制和降低工程造價(jià)的重要方法。

　　總之，設(shè)計(jì)階段的造價(jià)控制雖然并不那么輕松，但它確實(shí)是真正體現(xiàn)了事前控制的思想，能起到事半功倍的效果，達(dá)到花小錢辦大事的目的，只有當(dāng)業(yè)主（建設(shè)單位）真正把控制造價(jià)的關(guān)鍵階段確立在設(shè)計(jì)階段時(shí)，才能收到投資省、進(jìn)度快、質(zhì)量好的效果。

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