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摘要:本文主要针对建筑工程中结构设计的重要性,从施工条件、施工便利性、施工工期等方面入探讨了结构设计中应该考虑的施工因素,从而使设计更为合理,给施工方及业主方都带来良好的经济效益。
关键词:结构设计;结构造型;施工;经济性;
前言
建筑结构设计与施工是息息相关的。设计具有导向性和前瞻性的作用,而施工的执行程度、效果以及信息反馈对设计有促进、优化作用,设计及施工水平直接关系到结构安全、使用功能、工程质量等的好坏。结构设计对工程造价有着重要影响,如果在设计中能综合考虑施工因素,从多方面对结构设计进行优化,将会给施工方、业主方都带来良好的经济效益。当然结构设计与施工互相影响、互相制约的因素很多,本文仅从施工条件、便利性、工期等方面进行了探讨。实际工程中,只有把握好因地制宜的原则,加强结构设计与施工间的沟通,才能更好地控制工程的经济性。
1对结构初步设计的优化需考虑施工条件的影响
1.1施工条件中与设计相关的因素
施工条件包括工程条件、自然条件、物质资源供应条件以及社会经济条件等。对这些技术经济资料的调查,有利于施工组织中尽可能利用地方资源和设施,为工程建设服务。其中对结构设计有影响的主要包括以下方面:
1)地方建筑工业企业情况:建筑材料、构配件生产企业、产品名称、规格等。
2)地方资源情况:当地有无可利用的块石、卵石、矿渣、粉煤灰等地方资源,以及利用的可能性和经济性。
3)建筑基地情况:建设地区附近有无商品混凝土搅拌站和预制构件厂等。
4)施工企业情况:当地施工企业的资质等级、技术装备、管理水平、施工经验等。
以上几点技术经济情况的调查,最好能在结构设计的初步设计阶段开展之前进行。
1.2结合施工条件优化结构初步设计
结构初步设计阶段主要是确定结构形式、主要构件尺寸及主要结构材料,初步设计阶段对整个工程的结构造价影响约占70%。因此在初步设计阶段,就要选择符合当地施工资源的结构材料,采用符合当地工业、经济情况的施工技术,这样才能控制好工程的可行性和经济性。在实际工程中,许多项目为异地设计,设计师不了解工程所在地的施工条件,在这种情况下,如果不及时调查清楚,难免会出现设计与施工情况脱节的现象。获取这些资料的方式,一方面可以通过咨询业主或当地的建设主管部门;另一方面也可以走访建设地区附近的在建建设项目。前期收集好这些资料,既可作为优化结构设计的参考,又可避免因不合实际带来的返工。
2在结构选型上特别是基础选型上需兼顾施工工期因素
2.1从设计上合理节省施工工期
施工工期是建筑工程重要的经济指标之一,工期的长短直接影响业主及施工单位的经济效益。对于施工单位来说,缩短施工工期可以节省人员工资、固定资产折旧等建筑安装工程费用。不过,节省工期必然要加快施工进度,因而会导致直接费上升。对于业主方来说,缩短工程施工工期,有利于提前还清贷款,降低工程项目的投资成本。如果设计师能够在设计阶段就考虑到工期因素的影响,采用工期短、施工便利的结构方案,合理地缩短工程施工工期,对业主方及施工单位来说都能提高经济效益。
2.2在设计中尽量采用施工效率高的结构形式
在一般工程中,对工期的影响主要来自于资金和材料等方面。如果要在结构设计上有效地节省工期,就要根据建筑需要,采用施工效率高的结构形式。如在图书馆、商场等柱网规则的公建中采用现浇混凝土空心板或装配整体式叠合板,不但可以节约模板,而且工期短。在住宅结构设计中,更是可以采用住宅部件工厂化预制和装配化施工,大幅提高施工工作效率。
2.3基础选型上须特别重视工期因素
建筑基础工程的施工深度、难度与工程量较大,其施工工期约占总工期的20%~40%左右,而且施工中对周边环境影响及受周边环境的约束也较大。因此在基础选型时充分考虑基础的施工性能要求,节约工期,不但能降低施工费用,也是保证施工质量及周边建筑物安全的要求。例如在某高层基础设计中,该工程有两层地下室,采用筏板基础,设计师在考虑地下室抗浮措施时,采用地下室开挖后再施工抗拔锚杆的做法,这种方式将会使基坑底部暴露时间延长。由于该工程临近主干道,这样对基坑支护相当不利,而采用先做底板,预留孔洞再打锚杆的做法又施工不便,后经综合考虑,采用在底板上做铁屑混凝土配重的方式,既解决了抗浮的问题也缩短了工程工期。
3结构施工图设计与优化中需考虑施工便利性因素
3.1设计中应优先考虑施工方便的结构形式结构设计首先要考虑施工的可行性,在具备了施工可行性的基础上,则需重视施工的便利性。注重施工的便利性,是指在节省材料的同时,注意节省设备和劳动力,提高工作效率。这就要求设计师在结构设计中不但要满足结构受力的合理性,而且要兼顾施工的难易程度。对施工难易程度的了解主要是通过与施工单位的沟通和调查,以及平时设计工作中的经验积累。
3.2重视设计中的细节
防雷接地焊接对结构主筋的损伤,在防雷接地施工中,基本上借用结构钢筋(梁、柱筋)进行搭接焊。通过检查,防雷焊接接头对结构主筋有咬肉现象,影响了钢筋的受力断面,电弧焊的高温作用下接头段钢材的晶体结构发生了变化,钢材趋于脆性 。而且防雷焊接人员基本上将接头留在梁、柱节点上,而此节点是结构的最重要部位应该加强,反而因防雷减弱。这应该是一种当今建筑的普遍现象,节点的薄弱环节应该得到重视。在施工中要认真对待,严格要求,在设计上也应该考虑结构主筋以外另设防雷接地筋,以确保二者互不影响,各自满足使用功能。
结构设计与施工联系非常紧密,设计中的每一个细节都将对具体的施工产生影响。在设计中对施工便利性因素的考虑,可以是从结构形式方面着手,也可以反映在小到一个构件的设计上。如在某灌注桩基础的设计中,设计师指定桩身纵向钢筋连接需采用机械连接,但是在实际施工中,如果事先连接好20 m,30 m的钢筋笼,灌注时吊装困难,而灌注时在孔口分段连接,存在以两个问题:
1)钢筋长度难以精确控制,不宜连接;
2)需在孔口搭制支架费时费工。后经与设计师协商,改用现场焊接,既能方便施工,也可满足设计要求。
4结语
结构设计的主要工作是根据建筑设计的功能、造型,来确定适当的结构形式、结构布置及设计建筑各个构件的尺寸、材料。结构设计是将建筑师的设计意图转化为具体构筑物的重要步骤,而施工则是对设计的具体实施。结构设计与施工之间有着紧密的联系,一方面结构设计需考虑施工的技术条件可行性、工期等因素;另一方面施工过程中也需严格按照设计要求照图施工。在一般建筑工程中,结构部分造价常占工程总造价的50%甚至70%以上,对工程的经济性有显著影响,所以对结构设计的优化也日益得到重视。但是在实际工程中,结构设计的优化还是停留在依靠设计师的能力和经验上。在对结构设计优化的过程中,与施工相关的一些因素也是不可忽视的。如果设计与施工两者间可以互相协调,互动地对结构设计进行优化,那么势必会使设计更为合理,带来更好的经济效益
参考文献:
[1]张厚先,王志清.建筑施工技术[M].北京:机械工业出版社2003.
[2]王长永,赵权.常见现浇混凝土楼盖的工程应用及造价分析[J].建筑技术开发,2003(10):88289.
[3]张世海,刘晓燕.高层建筑基础抗震选型评价指标与智能优选方法[J].地震工程与工程振动,2002(8):40241.
[4]杨耀文,李保军,张廷襄.黄花蒿组织培养的初步研究[J].云南中医学院学报,2001,24(2):8.
[5]耿飒,叶和春,李国凤.中药青蒿的生理生化特征及研究进展[J].应用与环境生物学报,2002,8(1):90-97.
关键词:结构设计;结构造型;施工;经济性;
前言
建筑结构设计与施工是息息相关的。设计具有导向性和前瞻性的作用,而施工的执行程度、效果以及信息反馈对设计有促进、优化作用,设计及施工水平直接关系到结构安全、使用功能、工程质量等的好坏。结构设计对工程造价有着重要影响,如果在设计中能综合考虑施工因素,从多方面对结构设计进行优化,将会给施工方、业主方都带来良好的经济效益。当然结构设计与施工互相影响、互相制约的因素很多,本文仅从施工条件、便利性、工期等方面进行了探讨。实际工程中,只有把握好因地制宜的原则,加强结构设计与施工间的沟通,才能更好地控制工程的经济性。
1对结构初步设计的优化需考虑施工条件的影响
1.1施工条件中与设计相关的因素
施工条件包括工程条件、自然条件、物质资源供应条件以及社会经济条件等。对这些技术经济资料的调查,有利于施工组织中尽可能利用地方资源和设施,为工程建设服务。其中对结构设计有影响的主要包括以下方面:
1)地方建筑工业企业情况:建筑材料、构配件生产企业、产品名称、规格等。
2)地方资源情况:当地有无可利用的块石、卵石、矿渣、粉煤灰等地方资源,以及利用的可能性和经济性。
3)建筑基地情况:建设地区附近有无商品混凝土搅拌站和预制构件厂等。
4)施工企业情况:当地施工企业的资质等级、技术装备、管理水平、施工经验等。
以上几点技术经济情况的调查,最好能在结构设计的初步设计阶段开展之前进行。
1.2结合施工条件优化结构初步设计
结构初步设计阶段主要是确定结构形式、主要构件尺寸及主要结构材料,初步设计阶段对整个工程的结构造价影响约占70%。因此在初步设计阶段,就要选择符合当地施工资源的结构材料,采用符合当地工业、经济情况的施工技术,这样才能控制好工程的可行性和经济性。在实际工程中,许多项目为异地设计,设计师不了解工程所在地的施工条件,在这种情况下,如果不及时调查清楚,难免会出现设计与施工情况脱节的现象。获取这些资料的方式,一方面可以通过咨询业主或当地的建设主管部门;另一方面也可以走访建设地区附近的在建建设项目。前期收集好这些资料,既可作为优化结构设计的参考,又可避免因不合实际带来的返工。
2在结构选型上特别是基础选型上需兼顾施工工期因素
2.1从设计上合理节省施工工期
施工工期是建筑工程重要的经济指标之一,工期的长短直接影响业主及施工单位的经济效益。对于施工单位来说,缩短施工工期可以节省人员工资、固定资产折旧等建筑安装工程费用。不过,节省工期必然要加快施工进度,因而会导致直接费上升。对于业主方来说,缩短工程施工工期,有利于提前还清贷款,降低工程项目的投资成本。如果设计师能够在设计阶段就考虑到工期因素的影响,采用工期短、施工便利的结构方案,合理地缩短工程施工工期,对业主方及施工单位来说都能提高经济效益。
2.2在设计中尽量采用施工效率高的结构形式
在一般工程中,对工期的影响主要来自于资金和材料等方面。如果要在结构设计上有效地节省工期,就要根据建筑需要,采用施工效率高的结构形式。如在图书馆、商场等柱网规则的公建中采用现浇混凝土空心板或装配整体式叠合板,不但可以节约模板,而且工期短。在住宅结构设计中,更是可以采用住宅部件工厂化预制和装配化施工,大幅提高施工工作效率。
2.3基础选型上须特别重视工期因素
建筑基础工程的施工深度、难度与工程量较大,其施工工期约占总工期的20%~40%左右,而且施工中对周边环境影响及受周边环境的约束也较大。因此在基础选型时充分考虑基础的施工性能要求,节约工期,不但能降低施工费用,也是保证施工质量及周边建筑物安全的要求。例如在某高层基础设计中,该工程有两层地下室,采用筏板基础,设计师在考虑地下室抗浮措施时,采用地下室开挖后再施工抗拔锚杆的做法,这种方式将会使基坑底部暴露时间延长。由于该工程临近主干道,这样对基坑支护相当不利,而采用先做底板,预留孔洞再打锚杆的做法又施工不便,后经综合考虑,采用在底板上做铁屑混凝土配重的方式,既解决了抗浮的问题也缩短了工程工期。
3结构施工图设计与优化中需考虑施工便利性因素
3.1设计中应优先考虑施工方便的结构形式结构设计首先要考虑施工的可行性,在具备了施工可行性的基础上,则需重视施工的便利性。注重施工的便利性,是指在节省材料的同时,注意节省设备和劳动力,提高工作效率。这就要求设计师在结构设计中不但要满足结构受力的合理性,而且要兼顾施工的难易程度。对施工难易程度的了解主要是通过与施工单位的沟通和调查,以及平时设计工作中的经验积累。
3.2重视设计中的细节
防雷接地焊接对结构主筋的损伤,在防雷接地施工中,基本上借用结构钢筋(梁、柱筋)进行搭接焊。通过检查,防雷焊接接头对结构主筋有咬肉现象,影响了钢筋的受力断面,电弧焊的高温作用下接头段钢材的晶体结构发生了变化,钢材趋于脆性 。而且防雷焊接人员基本上将接头留在梁、柱节点上,而此节点是结构的最重要部位应该加强,反而因防雷减弱。这应该是一种当今建筑的普遍现象,节点的薄弱环节应该得到重视。在施工中要认真对待,严格要求,在设计上也应该考虑结构主筋以外另设防雷接地筋,以确保二者互不影响,各自满足使用功能。
结构设计与施工联系非常紧密,设计中的每一个细节都将对具体的施工产生影响。在设计中对施工便利性因素的考虑,可以是从结构形式方面着手,也可以反映在小到一个构件的设计上。如在某灌注桩基础的设计中,设计师指定桩身纵向钢筋连接需采用机械连接,但是在实际施工中,如果事先连接好20 m,30 m的钢筋笼,灌注时吊装困难,而灌注时在孔口分段连接,存在以两个问题:
1)钢筋长度难以精确控制,不宜连接;
2)需在孔口搭制支架费时费工。后经与设计师协商,改用现场焊接,既能方便施工,也可满足设计要求。
4结语
结构设计的主要工作是根据建筑设计的功能、造型,来确定适当的结构形式、结构布置及设计建筑各个构件的尺寸、材料。结构设计是将建筑师的设计意图转化为具体构筑物的重要步骤,而施工则是对设计的具体实施。结构设计与施工之间有着紧密的联系,一方面结构设计需考虑施工的技术条件可行性、工期等因素;另一方面施工过程中也需严格按照设计要求照图施工。在一般建筑工程中,结构部分造价常占工程总造价的50%甚至70%以上,对工程的经济性有显著影响,所以对结构设计的优化也日益得到重视。但是在实际工程中,结构设计的优化还是停留在依靠设计师的能力和经验上。在对结构设计优化的过程中,与施工相关的一些因素也是不可忽视的。如果设计与施工两者间可以互相协调,互动地对结构设计进行优化,那么势必会使设计更为合理,带来更好的经济效益
参考文献:
[1]张厚先,王志清.建筑施工技术[M].北京:机械工业出版社2003.
[2]王长永,赵权.常见现浇混凝土楼盖的工程应用及造价分析[J].建筑技术开发,2003(10):88289.
[3]张世海,刘晓燕.高层建筑基础抗震选型评价指标与智能优选方法[J].地震工程与工程振动,2002(8):40241.
[4]杨耀文,李保军,张廷襄.黄花蒿组织培养的初步研究[J].云南中医学院学报,2001,24(2):8.
[5]耿飒,叶和春,李国凤.中药青蒿的生理生化特征及研究进展[J].应用与环境生物学报,2002,8(1):90-97.