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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 构安全度。而是应以较少、较合理的材料和设计方法 表2 《抗规》中混凝土强度等级最低要求 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