理论教育 建筑结构设计阶段的工程造价影响因素,结构工程施工与安全管理

建筑结构设计阶段的工程造价影响因素,结构工程施工与安全管理

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:单位建筑面积内,用于承担竖向荷载的结构材料用量与房屋的层数成线性比例关系。其中,楼盖在其平面能的刚度一般都接近于无限大,影响其配筋的主要因素是楼板所承受的竖向荷载,所以在楼面荷载确定的情况下,楼盖结构的配筋是一定的,几乎与结构的层数没有关系。7.基础形式的选择不仅关系到建筑物的直接工程造价,同时还影响到基坑维护,以及施工周期。

建筑结构设计阶段的工程造价影响因素,结构工程施工与安全管理

(一)造价的宏观影响因素

建筑长度;根据我国规范,当建筑物的长度较长的时候需要设置伸缩缝(框架结构长度超过55mm,剪力墙结构长度超过45mm,因为超长的结构混凝土内部的收缩应力和温度应力都比较大,这样钢筋的用量自然会增加,同时对结构的抗震也是不利的。在不设伸缩缝的情况下一般都会设膨胀后浇带,带宽为2mm,带内设置附加钢筋,这样也会使用钢量增加。

(1)平面长宽比:平面长宽比较大的建筑物,由于两个主轴方向上的动力特性相差较大,在水平地震作用下,两个方向上的构件受力不均匀,结构扭转系数较大,导致构件配筋的增大。

(3)竖向高宽比:对于高层建筑,高宽比较大的结构倾覆力矩较大,从而导致结构整体稳定性较差,为了保证结构的整体稳定并控制结构的侧向位移,必须要增加抗侧力构件或者提高抗侧力构件的刚度,这些都会增加混凝土和钢筋的用量从而增加造价.

(3)立面形状;竖向体型规则均匀的建筑,刚度没有突变,其受力均匀,用钢量就小,如果出现竖向不规则,例如悬挑结构,在受力上会增加计算配筋,在抗震构造上要求也更高,从而增加造价。

(4)平面形状:建筑平面形状越简单,受力越好,用钢量就越少。平面形状不规则不仅增加用钢量,对结构的抗震性能也有很大影响。

(5)柱网尺寸:柱网的合理布置可使构件受力减少从而减少用钢量。

(6)建筑层数:不同类型的建筑物如别墅、多层、小高层、高层、超高层建筑等,它们都有不同的设计、施工规范要求,如小高层与层高的设计规范要求就不尽相同,具体地反映在抗震、抗风、防火、增压等方面。

(7)层高:在满足建筑功能的前提下,适当降低层高,会使工程造价降低。有资料表明:层高每下降10 厘米,工程造价降低1%左右,墙体材料可节约10%左右。

(8)抗侧力体系:由于高层结构中水平力对结构的影响十分大,所以抗侧力体系成为高层结构体系的重要组成部分。单位建筑面积内,用于承担竖向荷载的结构材料用量与房屋的层数成线性比例关系。其中,楼盖在其平面能的刚度一般都接近于无限大,影响其配筋的主要因素是楼板所承受的竖向荷载,所以在楼面荷载确定的情况下,楼盖结构的配筋是一定的,几乎与结构的层数没有关系。墙、柱等竖向承重构件的材料用量,则随着房屋的层数成线性比例增加;但是用于抵抗侧力的结构材料用量数成二次方的曲线关系增长。

(二)造价的微观影响因素

1.结构布置

(1)一般对于8 层以上(含8 层)住宅来讲剪力墙结构是采用较多的结构形式,当剪力墙布置合理,肢长选择合适,则截面的配筋大部分都可以按照构造配筋。且根据JGJ3 -2002 <<高层建筑混凝土结构技术规程>>规定抗震设计时,墙长在5 ~8 倍的短肢剪力墙的抗震等级应比相应的剪力墙的抗震等级提高一级采用。所以在平面布置上应尽量减少短肢墙的数量,相应地减少构造钢筋的用量。

(2)剪力墙结构的住宅在平面布置上尽可能与建筑专业协商减少转角处开窗,保留转角剪力墙,以控制整个建筑物的扭转。为满足周期比T3/Tl <0.9 及位移比<1.4的要求,角部墙肢削弱越多,其他构件需要增加的混凝土量也越多,相应的梁及墙配筋也会加大。

(3)抗侧力构件位置;刚度中心与质量中心重合或靠近可以减少结构的扭转效应,通过合理的布置抗侧力构件可以有效地调节扭转,从而减少用钢量.(www.daowen.com)

(4)在布置梁、板、柱、墙等构件时,首先要考虑的就是使其受力合理、传力直接,尽量使楼面荷载的传递路径简单,避免出现多级次梁传力不明确,其次是满足正常使用要求。对于板上有隔墙的情况,可把隔墙的荷载化为楼面均布荷载,采用在板底附加钢筋的办法,而不需要设置梁,增加造价

2.构件尺寸

(1)结构设计时要合理确定墙、柱的截面尺寸。墙、柱为压弯构件,其实际配筋量一般按照构造要求,所以在满足规范的前提下,柱的轴压比不宜过小,使得柱子的截面尺寸偏大,不但影响室内空间的使用,还会增加基础尺寸和造价。

(2)对于一般的现浇混凝土板,经济板跨为3 ~4m,板厚100 ~120mm。考虑到挠度及裂缝,板厚一般不小于90mm。

3.剪力墙加强部位

一、二级剪力墙分为底部加强部位和非加强部位,加强部位按约束边缘构件配筋,非加强部位则按照构造边缘构件配筋,底部加强区的节点以及边缘构件的配筋量均远大于非加强部位,因此在结构设计中应按照规范,严格区分抗震等级和剪力墙部位以免造成不必要的浪费。

4.混凝土设计强度

由于住宅建筑的开间一般都较小,楼板的配筋均是按最小配筋率来控制的,使用C30 混凝土与使用C40 混凝土相比:前者节省19.5%(采用HRB335 钢筋)和6.88%(采用HRB400 钢筋)。同时由于混凝土设计强度的降低,可以有效地降低墙及楼板的裂缝,特别是地下室外墙板,减少后期的修补费用以及由此产生的各种矛盾。

5.钢筋种类选择

在满足结构设计的前提下,选择等级高的钢筋方案,可以达到降低工程造价的目的。如在一些大跨度无梁板设计中,过去常采用小10 ~12 工级钢筋,若采用直径12Ⅱ级钢筋,可减少30%的钢筋用量。按现行材料价格信息工级钢筋和且级钢筋价格基本相等。Ⅲ级钢筋、冷轧扭钢筋比普通Ⅱ级钢强度提高近20%,而每吨价格却增加不超过10%。而且可增加建筑物安全储备和硅结构强度,对高层和重要建筑作用尤其显著。

6.减轻结构自重

在满足规范要求的前提下减少剪力墙数量控制结构刚度;减薄剪力墙;窗台墙改砌砖;长墙开洞;大开间设计等能取得较好的效益。

7.基础形式的选择

不仅关系到建筑物的直接工程造价,同时还影响到基坑维护,以及施工周期。目前普通多层住宅的基础可选取天然地基、工程桩+条基、沉降控制复合桩基+条基。其中天然地基费用最省,但沉降量不易控制。当持力层土较好时可采用沉降控制复合桩基,采用纯工程桩费用相对较高。高层及小高层住宅常用的结构形式为短肢剪力墙结构,其基础形式一般采用筏板基础或是条型基础,桩型的选择直接影响筏板的厚度及基础梁的截面尺寸,所以尽量宜采用单桩承载力较大的桩型,可作轴线布置,减少直接作用在基础上的荷载

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