綠色建筑節(jié)材：結(jié)構(gòu)優(yōu)化是成本管理重點(diǎn)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，高層住宅建安成本一般為1700～2100元/平方米，建安成本的70%約1300元/平方米為結(jié)構(gòu)成本，結(jié)構(gòu)成本的80%約1000元/平方米在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就確定了。

但由于人們對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的認(rèn)識(shí)往往存在誤區(qū)如結(jié)構(gòu)優(yōu)化影響結(jié)構(gòu)安全等，加上結(jié)構(gòu)優(yōu)化專業(yè)人員缺乏相當(dāng)?shù)睦碚摶�礎(chǔ)、成本知識(shí)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等原因，結(jié)構(gòu)節(jié)材未得到應(yīng)有的重視。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)需要基礎(chǔ)、墻柱、梁板等構(gòu)件協(xié)同工作，理想狀態(tài)是在設(shè)防概率面前各構(gòu)件同時(shí)達(dá)到極限狀態(tài)、各構(gòu)件材料性都得到充分發(fā)揮，但現(xiàn)在普遍存在的現(xiàn)象是各構(gòu)件安全余量不一，部分構(gòu)件安全余量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，部分構(gòu)件低于設(shè)防要求，典型如普遍存在的“弱柱強(qiáng)梁”現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)優(yōu)化與節(jié)材重視概念設(shè)計(jì)，是在削減一些構(gòu)件不必要安全余量的同時(shí)彌補(bǔ)了一些構(gòu)件安全缺陷，因此更有利于保證結(jié)構(gòu)安全。

結(jié)構(gòu)成本屬于客戶很不敏感的沉默成本，是開發(fā)商最應(yīng)關(guān)注的成本，是成本管理的重點(diǎn)。現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體已很保守，普遍存在盲目加大荷載和配筋、片面加大個(gè)別構(gòu)件的安全余量等通病，其實(shí)，開發(fā)企業(yè)要勇于做弱，要勇于進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以節(jié)約結(jié)構(gòu)用材。

通病一：荷載取值普遍保守

樓層重量一般框架結(jié)構(gòu)（1.2～1.5噸/平方米）＜框剪結(jié)構(gòu)（1.3～1.6噸/平方米）＜框架筒體結(jié)構(gòu)（1.4～1.6噸/平方米）＜剪力墻結(jié)構(gòu)（1.5～1.8噸/平方米）＜地下室（2噸/平方米），樓層與建筑越重，地震力越大，墻柱等構(gòu)件尺寸越大，荷載越大，導(dǎo)致惡性循環(huán)，應(yīng)重視荷載與相應(yīng)參數(shù)的核定，電算程序如PKPM等對(duì)這些方面一般是粗略和不全面的，如門窗荷載扣減、梁柱與基礎(chǔ)荷載折減、自振周期折減等，盡量避免盲目加大荷載（表一）。

通病二：基礎(chǔ)常成為無底洞

高層住宅結(jié)構(gòu)成本的10%，即約100元/平方米（總建筑面積）為基礎(chǔ)成本，其中樁基礎(chǔ)一般80～120元/平方米（總建筑面積）或600～800元/平方米（占地面積），地下室成本一般2200～3000元/平方米。由于地質(zhì)情況千差萬別，經(jīng)常碰到淤泥、溶洞、滑坡、地面沉陷、山地等不利地質(zhì)條件，甲方這方面的專業(yè)人員相對(duì)缺乏，設(shè)計(jì)院不重視節(jié)材經(jīng)驗(yàn)積累等原因，基礎(chǔ)造價(jià)特別是不利地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)造價(jià)離散性較大，深圳某別墅項(xiàng)目樁基成本超過400元/ 平方米（總建筑面積），不少項(xiàng)目地下室成本超過4000元/平方米。一般情況下，基礎(chǔ)成本：天然基礎(chǔ)＜復(fù)合地基淺基礎(chǔ)＜片笩基礎(chǔ)＜樁基礎(chǔ)（預(yù)應(yīng)力）＜樁基礎(chǔ)（人工挖孔）＜樁基礎(chǔ)（灌注樁）＜復(fù)合地基片笩基礎(chǔ)＜箱形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)選型應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況等相關(guān)條件，在辯證理解規(guī)范要求及精細(xì)化計(jì)算的基礎(chǔ)上，從安全、成本、質(zhì)量、工期等角度進(jìn)行多方案比較。為加強(qiáng)基礎(chǔ)成本控制，地質(zhì)勘察應(yīng)滿足技術(shù)精細(xì)化需求，深基坑支護(hù)墻頂位移滿足規(guī)范要求即可。天然基礎(chǔ)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注承載力取值及歸并幅度，樁基應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)濟(jì)樁長(zhǎng)、樁徑及布樁系數(shù)，箱筏基礎(chǔ)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注與上部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用等實(shí)際存在的各方面有利因素利用（表二）。

通病三：算不清加鋼筋

隨著結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件廣泛運(yùn)用，許多結(jié)構(gòu)工程師普遍存在過度依賴電算程序、結(jié)構(gòu)概念不清晰或輕概念設(shè)計(jì)、估算能力弱等通病。雖然結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件極大地提高了計(jì)算效率，但如果對(duì)電算結(jié)果沒有正確的判斷力，則必然機(jī)械跟隨軟件要求，頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳、盲目加強(qiáng)局部構(gòu)件，最后，整體安全余量的不平衡甚至不安全就不難理解了。比如中震不倒的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為475年，如果不重視概念設(shè)計(jì)、不加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力，即使消耗大量建材滿足了中震不倒，但整體安全度必然仍受制于設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為50年的風(fēng)荷載，更何況地震預(yù)測(cè)仍是世界難題。目前，部分開發(fā)商開始推行限額設(shè)計(jì)，但由于設(shè)計(jì)機(jī)制/動(dòng)力不足、技術(shù)力量不對(duì)稱、操作性/針對(duì)性不強(qiáng)等原因，效果普遍較差。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一門藝術(shù)，沒有唯一解，但可以不斷地尋求相對(duì)最佳，如果開發(fā)商具有相應(yīng)技術(shù)管理能力，以節(jié)材為導(dǎo)向精細(xì)化計(jì)算，也許就不會(huì)那么保守了（表三）。

一提起綠色建筑，大家首先想到的是高成本。據(jù)初步估計(jì)，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化、建筑優(yōu)化、機(jī)電優(yōu)化和景觀優(yōu)化，每平方米可節(jié)約成本200元以上，鋼結(jié)構(gòu)或城市綜合體潛力更大。鑒于我國綠色建筑增量成本通常每平方米為50～350元，依托綠色建筑優(yōu)化低增量成本甚至負(fù)增量成本，開發(fā)綠色建筑是完全可能的。