基于工程造价的建筑结构论文范文

1主体结构的优化设计

在设计的过程中，主体结构的选择是非常关键的一个环节，如果选择的结构体系类型不同，会导致工程的造价也出现比较大的变化。在设计时，结构工程师要按照建筑师的要求，在保证建筑功能的基础上对建筑的结构类型进行确定，使建筑达到适用、可靠、安全的效果。在选择结构类型时，要严格按照下面几个原则来进行选择:

(1)确定建筑的高宽比。在规范中房屋高宽比的规定虽然不是一个必须要满足的条件，但是它是一个对结构刚度、整体稳定，抗倾覆能力，承载能力和经济合理性的宏观控制指数。一般满足高宽比限制的结构有更好的抗侧刚度，是比较科学的结构方案。

(2)结构设计。在结构设计时，要根据建筑的材料性能、建筑的功能、建筑的高度、抗震设防烈度、抗震设防类别来选择合适的结构体系。

(3)要达到建筑造型和功能的要求。在布置水平构件和竖向构件时，要在满足建筑造型和功能的前提下进行选择，比如梁、柱子、板等，使其构成一个空间结构，从而抵抗水平力和竖向力。竖向力主要由竖向可变荷载和建筑物的自重构成，水平荷载主要由地震和风荷载构成。

(4)在正常使用的过程中，高层建筑要具有良好的刚度，防止因为出现比较大的位移，导致结构的承载力和稳定性受到影响。

(5)对抵抗水平力的结构构件进行合理的布置。要使结构抗侧力的合力中心和水平合力作用点的投影尽可能接近，从而降低出现偏心的情况，避免产生影响建筑物的扭矩。

(6)确定抗侧力构件的具体位置。质量中心要和刚度中心尽可能接近，减小建筑扭转效应。

(7)建筑楼层的高度。通常情况下，建筑面积确定时，如果增加建筑楼层的高度会导致单位面积使用的材料数量增加。

2优化多层框架结构柱网的大小

在建筑工程中，框架结构柱网的布局会直接影响工程的造价，当柱距比较小的时候，力的传递路线比较短，楼盖结构使用的材料也相对较少，但是使用的柱构件材料会增加，和基础费用相比，当柱网比较大的时候，会增加梁的高度，提高配筋率，导致造价升高，所以，柱网尺寸的合理性不仅对结构的受力有比较大的影响，而且还会节省材料的使用量。

2．1结构布置的方案

根据建筑场地以及使用功能的具体情况，分别布置三种结构方案进行建模计算对比。

2．2对比方案

本工程使用PKPM－SATWE软件对方案进行计算，前三个阵型的振动周期，X、Y方向的扭转系数和平动系数如表1所示。从表中可知，方案二的扭转周期出现在第二阵型，说明该方案的结构沿两个主轴方向的侧向刚度相差比较大，且扭转周期比已超过0.9，属于特别不规则结构，在地震作用下建筑的扭转效应较大，可能引起不良后果，故结构方案不考虑方案二。在方案一和方案三中，由于方案三的柱距较小，方案三的梁、柱截面积是最小的，方案一的梁、柱截面积次之。经过对模型进行配筋计算，方案一由于Y向的框架梁的跨度适中，并向外挑出，受力比较合理，配筋的计算也会降低很多，而方案三由于柱网很密，计算得到的梁配筋结果都比较小。两个方案的层间位移计算数据均满足规范要求，方案三在位移比控制方面更具优势，说明其在地震作用下的扭转效应更小。在材料用量方面，方案一使用梁向外进行悬挑的方法可以使内跨梁的受力比较合理，材料的使用量比较经济。而方案三和方案一相比，虽然框架柱的柱网比较密，框架柱数量相对较多，但由于框架柱截面以及配筋均比较小，故方案三梁工程的经济指标总体上要小于方案一。例如在本工程中，方案一钢筋含量约为34kg/m2，方案三含量约为33kg/m2，，市场钢筋时价约为4000元，每立方米砼时价约为350元，则方案三梁柱的综合造价比方案一可节省约22100元，经济性较好。在降低结构柱网大小不会对建筑功能造成影响的基础上，使用方案三时，需要对基础造价因素进行考虑，例如当基础的结构形式为天然地基基础时，两种方案的工程量大致是一样的。当以桩基础为基础形式时，工程量和桩的类型有比较大的联系，如果使用承载力比较小的桩型，在布桩数量方面的差距是不明显的。如果使用单桩承载力比较大的大直径桩型，布桩时考虑单柱单桩，由于柱子的数量增加，桩的数量也会有所增加。所以在设计时，要根据具体的基础工程量和楼盖工程量的和来进行柱网尺寸的选择。

3平面规则对建筑结构造成的影响

建筑结构的平面规则性是影响建筑抗震效果的一个重要指标，规则的平面结构的地震反应要远低于不规则平面结构，地震灾害也会比较轻。结构计算可以将地震影响下结构的受力情况反映出来，使设计人员可以更好的根据地震反应情况对结构进行控制，设计出具有良好抗震效果的结构。通常情况下，越是简单的平面形状，单位造价相对来说就比较低。比如圆形结构，不仅受力相对复杂，而且建筑施工比较复杂，施工过程中需要花费比矩形建筑更高的费用。通常情况下，在建筑施工中，矩形和正方形会更加有利于居家布置和施工，此外还可以有效的降低工程的施工造价，在长方形住宅中，以长宽比为1∶2的住宅为最佳。而且由于工程平面规则，可以充分利用抗侧力构件进行水平力的传送，结构的刚度可以达到设计的要求，具有良好的经济性和安全性。

4结语

综上所述，在本工程设计的过程中，通过对钢筋混凝土结构进行优化设计，在保证工程质量的基础上，有效的降低了工程的施工成本，提高了经济效益，值得在同类工程中推广运用。

作者：钟锋单位：海南珠江建筑设计院有限公司