论结构方案优化设计对工程造价的影响

论结构方案优化设计对工程造价的影响

设计方案的主要参数为：框架边柱截面750mm×750mm ，中柱截面750mm×1000mm，框架梁截面统一为450mm×1600mm。优化设计方案的主要消耗材料为：框架梁砼110.16m3（比初始方案减少20.66m3），梁受力主筋17185kg（比初始方案增加2005.6kg）；框架柱受力主筋4482kg（比初始方案增加827.8kg）优化设计方案的结构系统总造价为185823元。对比分析初始方案与最佳方案，该框架结构总造价由19.12万元下降到18.58万元，仅主体结构节省投资2.9%，经济效果比较显著。

如果我们对柱子钢筋连接方式进行方案优化设计，有时也能节省大量资金。某综合楼设计时，柱子钢筋采用电渣压力焊接技术，从而可比搭接方法节省10％还要多的主筋，仅此一项可节省数十万元之巨。

3）梁：矩形截面梁是最普通的受弯构件，在设计时常被使用，但材料利用率很低。一是因为靠近中和轴的材料应力较低；二是梁的弯矩沿梁长是变化的。由于等截面梁大部分区段应力低，材料得不到很好利用，只有在轴心受力时，材料利用率才可提高。因此，设计时可采用平面桁架代替矩形梁，平面桁架相当于掏空的梁，将梁中多余的材料掏去，这样既经济，自重又可减轻。它还可发展为空间网架，材料的利用率就能大幅提高。某超大跨度工业厂房，设计时用桁架外形的设计代替矩形截面梁，经济上取得相当好的结果。

4）砼及钢筋的选用：除了要满足结构的需求外，应力求方便施工，尽量减少砼标号与钢筋型号的种类。有的工程梁、板、柱采用不同的标号，使施工难度加大，浪费了材料，加大了采购成本。钢管砼结构是将砼填入薄壁圆形钢管内而形成的一种新型结构，它将两种材料有机地结合，可借助内填砼增强钢管壁的稳定性，借助钢管对核心砼的套箍作用，使核心砼处于三向受压状态，从而具有更高的抗压强度和抗变形能力。钢管砼与钢结构相比，在自重相近和承载力相同条件下，可节约钢材近50%，并节约大量的焊接工作量。与普通砼相比，在保持钢材用量相近和承载力相同条件下，构件截面面积可减少约50%，材料用量和构件自重相应减少约50%。实践证明在结构设计时，使用这些新工艺设备可大大降低工程造价。

方案进行优化设计，要把握好技术和经济的对立统一关系，既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求的做法，又要反对设计保守浪费，只重技术，轻经济的思想。 根据现阶段的情况，若要推行优化设计，笔者有如下建议：

1、加大行政监督和加快设计监理工作。优化设计工作的推行，政府主管部门首先要重视，通过行政手段来保证优化工作的实施，加大对设计市场的管理力度，建立和完善相应法律法规，规范设计市场。其次建立设计监理制度已成为形势所迫，业主所需。目前还没有客观公正的“第三方”来监理结构设计的进行，所以通过设计监理的方式可以打破设计单位自己“控制”自己的单一局面。

2、建立必要的设计竞争机制。为保证设计市场的公平竞争，设计经营也应采用招标投标，并颁布相应的法规条例。各地可以成立合法的设计招标代理机构，符合条件的项目必须招标。招标时对投标单位的资质、信誉、技术等方面进行必要的资格审查，设立健全的评标机构，运用价值工程等手段对备选方案进行优化选择。设计单位为提高自身竞争能力，在内