中融現(xiàn)代 | 淺談如何優(yōu)化建筑設(shè)計方案

一個優(yōu)秀的建筑設(shè)計方案，之所以能在眾多方案中脫穎而出，應(yīng)該集中了眾家之長，不僅在設(shè)計中有獨特的構(gòu)思，而且在經(jīng)濟分析上也占有優(yōu)勢。然而在目前的方案設(shè)計過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，而對于經(jīng)濟分析這一塊即便有所考慮，也是花費的功夫甚少。所以，如建筑方案中的平面布置為內(nèi)廊式還是外廊式、進深與開間的確定、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)濟分析問題。

　　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)方案進行比較分析。通過初步計算，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25～30。雖然經(jīng)濟指標(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，勢必會引起建筑物的不均勻沉降。同時，上淺層的砂質(zhì)粘性土中含有大量的孤石，這會給打樁帶來很大的障礙，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解決基礎(chǔ)不均勻沉降問題后的造價要比沖（鉆）孔樁基便宜至少50多萬元，其中尚未包括樁基處理土洞和溶洞所需增加的費用。另外，箱形基礎(chǔ)所需的施工工期要比樁基短2～3個月。在安全可靠與綜合經(jīng)濟效益的前提下，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。對地基的要求越來越高，天然地基已無法滿足工程需要，地基處理方案也越來越多。還有多層住宅的基礎(chǔ)一般就沒有必要采用大口徑擴孔樁；高層建筑可利用架空層作為輔助用房，而沒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。事實上，各方案造價往往有較大差距，選擇經(jīng)濟好的方案能大大降低造價。據(jù)統(tǒng)計，在滿足同樣功能的條件下，技術(shù)經(jīng)濟合理的設(shè)計，可降低工程造價5%～10%，甚至可達10%～20%。

　　所以，方案設(shè)計階段的經(jīng)濟分析做得好，才能真正從源頭上控制工程造價，對設(shè)計人員和造價管理人員都應(yīng)該重視起來，使工程造價控制真正落到實處。

　?。?）鋼筋種類的選擇

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

　?。?）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。實際上，當(dāng)樓板長大于3米時，就應(yīng)該設(shè)計成梁式樓梯。如某工程樓梯間跨度為3.6米。采用板式時板厚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、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：

　　例如對于小高層住宅來說，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制剪力墻配筋對于結(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟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)。配筋滿足計算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。建議加強區(qū)Φ10@200，非加強區(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，一.二級抗震設(shè)計的剪力墻底部加強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（長墻），短肢剪力墻，小墻肢和一個方向長肢墻而另一方向?qū)俣讨珘韰^(qū)別對待配筋。

　　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，有時很難進行設(shè)計，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。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。對于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計算圖形不符，相應(yīng)配筋亦較大，不合理。筆者建議，連梁高度計算與設(shè)計統(tǒng)一規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面至窗臺部分可用磚或其他輕質(zhì)材料砌筑。對于窗臺有飄窗時，可再增加一根梁，兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應(yīng)對稱配置，腰筋同墻體水平筋。

　　d）. 目前，各設(shè)計院在剪力墻的樓層處均設(shè)置暗梁，而對暗梁的作用及配筋亦各有理解。筆者認(rèn)為對于框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，如剪力墻周邊僅有柱而無梁時，則設(shè)置暗梁，并且要求剪力墻兩端是明柱，這是因為周邊有梁柱的剪力墻，抗震性能要比一般剪力墻要好。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，但沒有必要設(shè)置太大斷面及配筋。

　?。?）減少設(shè)計變更：

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

　?。?）適當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計：

　　經(jīng)國家或省、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。標(biāo)準(zhǔn)的工程設(shè)計，來源于工程建設(shè)實踐經(jīng)驗和科研成果，是已被實踐證明了的優(yōu)秀設(shè)計，它適應(yīng)我國的自然條件和技術(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)計一般都能使工程造價低于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，但對于特殊的工程例外。同時，采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計還能節(jié)約設(shè)計費用，縮短設(shè)計周期，能較好地執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策。它是在設(shè)計階段有效控制和降低工程造價的重要方法。

　　總之，設(shè)計階段的造價控制雖然并不那么輕松，但它確實是真正體現(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）真正把控制造價的關(guān)鍵階段確立在設(shè)計階段時，才能收到投資省、進度快、質(zhì)量好的效果。

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