技术经济分析在结构设计方案选择中的应用

第２８卷第６期　宜春学院学报（自然科学）　Ｖｏ１．２８，Ｎｏ．６　２ＯＯ６年１２月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙｉｃｈｕｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ｎａｔｕｒａｌ　ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｄｅｃ．２０ｏ６　技术经济分析在结构设计方案选择中的应用　许明，李新猷，刘在今　（南昌工程学院土木工程系，江西　南昌　３３００２９）　摘要：在结构设计方案选择中，应用技术经济分析的手段，达到降低工程造价的目的，通过对工程案例的　分析，利用技术经济分析来指导工程结构设计，选择经济、适用、安全的设计方案，这一方法是可行的．　关键词：技术经济分析；工程造价；结构设计　中图分类号：ＴＵ２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－３８０Ｘ（２００６）０６－００７９一ｏ２　Ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｏ　Ｃｈｏｏｓｅ　ｔｈｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｓｃｈｅｍｅ　ＸＵ　Ｍｉｎｇ，ＬＩ　Ｘｉｎ—ｙｏｕ，ＬＩＵ　Ｚａｉ—ｊｊｎ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＣｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００９９，ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｏｏｓｅ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｗｉｔｈ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｃａＩｌ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ＣＯＳｔ，ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｎｄ＂Ｂｅｅｒ　ｃａｓｅ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｃｈｏｉｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ、印ｒａｉｃａｂｌｅ、ｓａｆｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｆｅａｓｉｂｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｃｅｈｎｉｃａｌ—ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｌ　技术经济分析　合一些不需要在后期改变空间及平面尺寸不是太大（１≤　工程投资的费用很大，在工程满足适用性、安全性的　７ｍ）的建筑物．　情况下，应用技术经济分析的手段，选择结构设计方案，　框架结构是以框架为主承重的结构体系　，其中的砌　节约工程造价，节约能源，从工程建设角度建设节约型的　体都是以填充墙的形式砌筑的，不是承重系统，这种体系　和谐社会．技术经济分析就是研究技术设计方案等工程实　在施工时是先浇筑柱、梁（框架），后砌筑填充墙，允许有　际问题的经济效果，它是通过调查、收集工程资料及材料、　部分的空间变化，适合平面尺寸较大的建筑物．　设备等的信息，找出确定经济效果的主要因素，确定为研　小框架结构体系，是从中南地区兴起的处于上述两种　究目标，进行多种途径的经济分析，几个技术方案有统一　体系之间的一种体系，它的主要特征是大构造柱与墙体共　比较尺度，最终选出的方案，工程造价较低，且在技术上　同承重，在建筑物不需要变化空间的情况下，不采用框架　是可行的．　结构体系，以节省工程造价，在安全性、承重能力上比砌　实际上，整个设计工作过程中，技术经济分析从未问　体混合结构较优．　断，通过技术经济分析，可提高设计方案的经济性．首先，　还有一个技术经济上容易忽视的问题，就是在框架结　能够定量分析的设计内容，都要经过计算；其次，注意所　构这样的系统下，采用预应力钢筋混凝土大梁，还是采用　选材料的经济性，将建设需要的材料价格及加工难度掌握　非预应力钢筋混凝土大梁，事实上，建筑物在少数几榀框　好；再次，尽量采用标准化设计，这将较大的提高工作效　架的情况下是没有必要采用预应力钢筋混凝土大粱的，但　率，降低成本．每一个工程项目的设计，都可以采用不同　在有较多榀数框架的情况下，就应该采用预应力钢筋混凝　的建筑材料、不同的结构设计方案、不同的结构施工方法，　土大梁了，技术经济分析的结果是节省工程造价的．　自然可以形成不同的一些设计方案，通过技术经济分析，　３　工程案例分析　用定量的数据论证结构设计方案在经济上的合理性，以选　南昌市昌东高新经济技术开发区，公寓建设采用内廊　出最优设计方案．　式、南北对称的形式（标准层平面如图１），单间开间约　２　结构设计方案　３３００—３９００，进深约６０００—７０００，各类公寓平面尺寸略有　一般多层房屋的结构设计方案大多分为砖混结构与钢　不同，均为６层建筑．根据建设公寓的性质，可以认为是　筋混凝土框架结构体系，两者之间有一种新型的结构体系，　不需要建设后再改变平面空间的，或是改变使用用途的，　称大构造柱结构体系或小框架结构体系，这种新型结构体　即使考虑底层的地面（一层架空）空间作为自行车停车场，　系，也是技术经济分析与结构设计方案比较的产物．　也无须改变平面空间．　砖混结构是以砌体为主承重的结构体系　，在砌体中　在这个开发区建设了三类不同结构形式的公寓．一类　设有圈梁及构造柱，圈粱与构造柱主要起稳定作用和整体　是混合结构的形式，只设有必须的很少的构造柱（楼梯开　效果，不作为主承重构件，这种体系空间变化受限制，适　口处），没有架空层，没有建成后改变平面空间的设想，预　收稿日期：２００６—１Ｏ—Ｏ８　作者简介：许明（１９６３一），男，湖南浏阳人，副教授，学士，主要从事土木工程专业教学与建筑结构研究　・７９・　维普资讯 http://www.cqvip.com

第６期　宜春学院学报（自然科学）　第２８卷　算价格　约为６３０　ｆｒ／ｍ　；另一类是全构造柱的设计形式，　平面尺寸较大的，底层作管理用房，平面和标准层一样，　也没有建成后改变平面空间的设想，预算价格约为７８０元／　ｍ　（底层作管理用房未计算面积）；还有一类是全框架的　从上述三类结构体系建设同样的使用性质的公寓来看，　应用技术经济分析的方法，确定主要因素，工程造价上升　的主要原因在于钢筋混凝土工程量的加大，钢筋的增加，　混凝土的增加，都导致工程直接费的增加，最终预算价格　的差别较大．将三类不同结构体系的公寓进行分析，利用　技术经济分析手段，比较结构设计方案．　设计形式，设有架空层作为自行车停车场，但公寓的使用　性质不改变，预算价格约为９４０　ｆ／ｍ２（底层作自行车停车　场未计算面积）．　第一类公寓应该是经济的；第二类公寓如果采用第一　类公寓的做法，减少一些不必须的构造柱，经工程造价估　算　，价格能够控制在７２０Ｙｒ／ｍ　，节约投资６０Ｙｒ／ｍ　，节　约了材料，节约了资源，节约了能源；第三类公寓，虽设　有底层平面作停车用，完全可以将承重墙落地，采用第二　类公寓的做法，价格能够控制在８２０元／ｍ　，节约投资１２０　元／ｍ　．在倡导节约型社会的时期，充分利用技术经济分析　来指导工程结构设计，选择经济、适用、安全的设计方案，　已是我们必须注重的事情．　在该开发区正在研究建设一栋实验大楼，建设方案基　本确定，结构方案正待研究确定，该实验大楼因功能要求　平面空间较大，尤其北面的大空间工程实验大厅（大厅平　面如图２），更是达到了２０ｍ的进深．因此，结构设计方案　基本选定为框架结构体系，在结构体系的选择上，这栋大　楼没有多少悬念，但是，框架中的大梁，是否能选择预应　力钢筋混凝土的，有必要采用技术经济分析的方法给予准　确的回答．　．　图１　公寓标准层平面　图２实验大厅平面　实验大厅长度１５７．８ｍ．共有ｌ６根大梁，梁长两跨为４　结论　ｌ３＋７　ｍ或１０＋１０ｍ共２０ｍ，如采用预应力钢筋混凝土结构　利用技术经济分析的手段在结构设计方案中的应用，　形式，经工程造价估算　，约可节约ｌＯ万元，这还只是大　采用估算工程量的方法，确定工程造价的多少，由此选定　梁本身工程造价的节省，相对大梁截面的减小，重量的减　结构设计方案．通过工程案例分析，这一方法是可行的，　轻，框架柱及柱下基础工程量均将减少，总的工程投资还　也是必要的，节省ＴＩ程造价・　将降低．大梁采用钢桁架梁，也是一种选择，但是，经技　参考文献：　术经济分析，工程造价估算，将比非预应力钢筋混凝土结　［１］砌体结构设计规范ＧＢ５０００３—２００１［ｓ］・北京：中国建　构形式的大梁造价还要大，显然是不可取的．利用技术经　筑工业出版社，２００２・　济分析大梁的设计，可以节约工程投资，而对实验大厅的　［２］混凝土结构设计规范ＧＢ５００１０—２００２［ｓ］・北京：中国　适用性、安全性不构成任何影响，因而，也是可行的．因　建筑工业出版社，２００２・　此，已向工程项目投资方建议，大梁设计采用预应力钢筋　［３］江西省建筑工程消耗量定额及统一基价表［Ｍ　Ｊ・长沙：　混凝土结构形式．　湖南科技出版社，２００４・　・８０・