基于工程造价控制的框架结构优化设计研究.pdf

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1、郝艳娥等：基于工程造价控制的框架结构优化设计研究65基于工程造价控制的框架结构优化设计研究郝艳娥，兰永强(1．延安大学建筑工程学院。陕西延安716000；2．延安大学基建处。陕西延安716000)【摘要】建筑结构设计追求的第一目标是安全，但安全并不意味着以过度消耗建筑材料为代价，而应以较合理的材料用量和设计方法去实现建筑物各种功能的要求，以“少费多用”的原则建立起有效、节约的设计方式。本文分析了结构用材对造价和安全的影响，探讨基于工程造价控制的框架结构优化设计方法。旨在为结构设计人员进行内部优化设计提供参考

2、和指导作用。【关键词l框架结构；造价；结构优化设计【中图分类号】TU398．9【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)02—0065—04在建筑结构设计中，安全是第一目标，经济是第的混凝土最低强度等级见表2。第3．9．3条规定的不二目标。一幢建筑可以不美，结构设计可以不经济，宜超过的最高混凝土强度等级见表3。在设计时，但绝不能不安全。基于以上只求安全保险的思想，有选择的混凝土强度等级必须满足以上要求。些结构设计人员就采用加大结构构件截面，任意增加表1《混规》中混凝土强度等级最低要求钢筋用量

3、而忽视工程造价的方法进行结构设计，这样不仅造成建设单位资金的不必要浪费，更可能出现安序号构件类型最低强度等级全隐患。目前我国建筑业物耗水平与发达国家相比，钢材消耗高出10％～25％，每拌和lm混凝土要多消耗水泥80kg。不少工程存在着较为严重的、不必要的浪费现象，作为结构设计者，我们应该确保结构的安全，但不应该通过过度消耗和透支后代资源来提高结表2《抗规》中混凝土强度等级最低要求构安全度。而是应以较少、较合理的材料和设计方法去实现建筑物各种功能的要求，在坚持可持续发展的序号构件类型最低强度等级思路上，以“少

4、费多用”的原则建立起有效、节约的设计方式。建筑结构优化设计是指在满足各种规范或某些特定要求条件下，使建筑结构的某种指标(如重量、造价、刚度等)为最佳的设计方法。也就是在所有可行的方案中，按照某一目标，选择最优的方案。为表3《抗规》中混凝土强度等级最高要求了保证结构的安全、适用、经济和质量，对建筑结构成本造价控制非常重要，这就需要设计人员在设计时树立成本控制意识，按照优化设计的理念和方法进行结构设计。下面首先从结构用材中的混凝土、钢筋的选用对结构造价的影响进行分析，然后探讨了基于工程造价控制的框架结构优化设计

5、方法。一般情况下，混凝土强度等级每增加一级，单价1结构用材对工程造价的影响提高约5％一10％，对构件受力性能的影响见表4。建筑结构用材的选用直接影响结构成本，合理选1．2钢筋的选用及优化择结构用材不仅能保证结构设计的安全与合理，还能GB5011—2010(建筑抗震设计规范》第39．3条达到节省结构造价的目的。规定：普通钢筋宜优先选用延性、韧性和焊接性较好1．1混凝土强度等级的选用与优化的钢筋，普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用GB50010—2010(混凝土结构设计规范》第4．1．2符合抗震性能指标不低

6、于HRB400级的热轧钢筋，也规定了工程中应用混凝土的最低强度等级，见表1。可采用符合抗震性能指标的HRB335级的热轧钢筋，GB50011—2010(建筑抗震设计规范》第3．9。2条规定箍筋宜选用符合抗震指标的不低于HRB335级热轧钢[基金项目]陕西省教育厅科技项目资助(12JK0922)低温建筑技术2014年第2期(总第188期)筋，也可选用HPB300级热轧钢筋。GB50010—2010筋，限制并准备逐步淘汰335MPa级热轧带肋钢筋的《混凝土结构设计规范》第4．2．1条文说明中指出：增应用；用30

7、0MPa级光圆钢筋取代235MPa级光圆钢加强度为500MPa级热轧带肋钢筋；推广400MPa、筋。在规范的过渡期及对既有结构进行设计时，500MPa级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的主导钢235MPa级光圆钢筋的设计值仍按原规范取值。表4混凝土强度等级增加对构件受力性能的影响GB5011—2OLO(建筑抗震设计规范》第6．3．7条种钢材性价比高、节能节材。不同级别钢筋对比结果注2规定针对不同钢筋强度标准值，柱截面纵向钢筋见表6，一般钢筋级别选择见表7。最小总配筋率相应的增加值，见表5。HRB500、表5柱截

8、面纵向钢筋的最小总配筋率增加值HRB400、HRB335级热轧钢筋延性虽比HPB235级低，但各项指标满足现行规范要求，HPB235级经济性太差，粘结也差，目前已取消换为HPB300级。现行规范积极推广HRB500、HRB400级钢筋，主要是因为这两表6不同强度级别钢筋的对比结果表7实际工程中钢筋级别的选择制的梁柱箍筋上也可采用HRB400钢筋小直径替换HPB300、HPB235钢筋大直径。2基于造价控制的框架结