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(jì)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(jì)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(jìn)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(jì)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(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(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(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(kuò)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(jì)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(jì)合理的設(shè)計,可降低工程造價5%~10%,甚至可達(dá)10%~20%。
所以,方案設(shè)計階段的經(jīng)濟(jì)分析做得好,才能真正從源頭上控制工程造價,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。
(1)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(dá)到降低工程造價的目的。
(2)樓梯選型
在一些工程中,我們經(jīng)常看到3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。
(3)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(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,一.二級抗震設(shè)計的剪力墻底部加強(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(jìn)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。
(4)減少設(shè)計變更:
加強(qiáng)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,損失越小;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。
(5)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(jì)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(dá)到花小錢辦大事的目的,只有當(dāng)業(yè)主(建設(shè)單位)真正把控制造價的關(guān)鍵階段確立在設(shè)計階段時,才能收到投資省、進(jìn)度快、質(zhì)量好的效果。
注:文中內(nèi)容及圖片均來自網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除
上一篇:中融現(xiàn)代 | 對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的幾個誤解
下一篇:沒有了