建筑结构设计成本管理论文

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1建筑结构设计

几何特征使用几何特征描述设计信息，制定工艺规划，按照产品生产环节作业估算，拥有较高的精度。成本估算还可以应用近些年出现的专家系统和神经网络方法。神经网络较高的容错性和自动纠偏功能能够根据较小的工程信息量迅速的完成结构设计。

2建筑结构设计成本优化算法

（1）设计阶段优化的成本优化。有限元法是复杂结构优化的可靠而强大的分析手段，运筹学和计算机技术的应用能够为有限元法提供运算的平台，使有限元法成为了一种有效精准的工具。优化设计要求在相同使用性能下获得尽可能低的成本，但是不能够忽略建筑结构、设备等多种影响因素，把集成化和串行式设计为并行式，保证建筑使用要求的同时实现成本的优化。（2）结构设计成本优化。进行设计要选择设计变量，包括结构形状参数和使用材料等，通常情况下选取因素越多效果越好，但是设计变量越多工作量也越多，施工工程设计过程中要把优化效果不明显的参数作为预定量，选择设计量要根据客观实际制定一定的范围，数据并不是任意的。（3）选择设计变量之后根据变量建立目标函数，按照设计变量表示追求的指标的表达式或者由设计变量决定的无法用解析式表示的某种指标。目标函数是评定结构方案合理性的技术指标，包括体积、承载能力、造价、变形等都可以是优化设计的目标函数。（4）约束条件。约束条件是和优化变量有关的不能忽略的限制，约束条件需要尽量简化。但是进行结构设计时往往有很多的约束条件，最主要有两种：一种是设计标准参数，例如混凝土配筋率和梁的最小宽度等；另一种则是保证结构功能正常发挥的参数限制，主要有强度、刚度和稳定性等，这些约束条件和设计变量之间相关性不大，往往需要在复杂的结构计算之后才能够得出。（5）优化算法。优化算法要具有收敛速度快并且计算相对简化的特点，需要选择合理的优化算法模型，可以简化理解为在约束条件下求目标函数的极值或者最优的数学问题。在工程实际优化过程中约束条件和目标函数之间的关系是非线性并且是隐形函数，优化算法还需要根据优化问题的层次进行适当调整。

3建筑结构成本优化措施

对建筑成本的研究始自上个世纪60年代，主要形式是采用成本管理思想方法提供有助于决策的成本信息，有目标分析、作业分析等内容。之后我们对建筑成本、建筑方法功能、价值管理和生命周期等技术进行了归纳总结，认为只有更加精准和富有活力的施工成本预测才能更好的提供早期成本建议和市场预测。我们认为未来建筑成本的研究优化发展方向将是建筑成本优化实际工作的更深程度和工艺对市场、定额更好的适应性，这也是我国建筑结构的设计成本优化的工作目标。

3.1建筑设计阶段的成本优化

建筑的主体是建筑结构，建筑成本主要包括建筑结构、土石方、设备安装、地基处理等，建筑结构的成本超过了建筑总成本的50%，所以保证建筑结构的科学合理是控制建筑成本的关键，而建筑结构的成本控制，除了施工阶段外，设计阶段的工作也十分重要，建设过程中要采用科学有效的措施优化建筑成本，进而为整个建设工程节约成本。

3.1.1建筑设计阶段的成本优化

常见的建筑设计阶段通常采用的成本管理方法主要是限额设计，具体实现方法以及途径是目标成本的分解和工程量的控制，专家采用类似工程建设成本比例把成本估算按照比例分配到各个项目中，但是建筑工程成本的影响因素很多，采用经验分析的方法会造成较大的差异性，不能实现最优成本分配。建筑结构是建筑主体和支撑，进行结构设计的主要目的是满足建筑物的建筑功能，还要保证建筑结构拥有一定的承载能力，拥有一定的安全性、适用性和耐久性，这些都需要通过合理的设计成本来提高建筑结构的工程性能来实现。

3.1.2建筑结构的规划设计的成本优化

要遵循安全适用、经济美观的科学原则，还要通过合理的结构规划为施工提供便利，保证各项工程要素之间能够相互配合，保证设计水平的整体提高。进行结构设计要注意结合建筑设计的整体特征，避免产生彼此之间的矛盾。进行建筑设计要保证整体结构的安全性和经济性，因为建筑结构的设计规划是对建筑结构设计的根本层面，只有真正重视起这个工作环节才能为建筑工程后续的施工发展创造良好的条件，以下是建筑结构规划设计中的成本管理主要工作内容：（1）保证结构的合理性。结构方案是施工主要的参考资料基础，相同的建筑如果在不同方案基础上会产生不同的效果，设计者要保证施工方案的科学合理。结构方案要能够处理好结构和构件之间的关系，保证受力结构能够保持最佳状态，还要保证建筑结构的承载力和刚度。在设计方案中要注意简化受力途径，还要提高建筑结构抗风险能力，降低工程整体造价。设计者制定的设计方案要能够保证结构件的协调一致，保证设计达到最佳标准，建筑师和设计师之间要进行充分的沟通，创新结构设计形式，保证各项基础建筑功能，构建完善的结构设计体系。（2）保证结构设计的准确性。建筑工程是一项复杂的系统工程，安全性和舒适性是建筑工程的建设目标，进行设计要把设计者的经验充分利用起来，并利用计算机技术保证运算的准确性，减小计算和设计误差。同时还要保证计算参数的准确性，通过计算机程序进行计算时要和建筑的工程实际相结合，不能把所有设计过程都依赖电脑完成，设计者需要根据设计结构概念以及自身工作经验判断设计方案的合理性。

3.2施工建设过程中的成本管理

（1）结构材料的选择。建筑结构的基本属性是具有一定的承载能力，建筑物的承载力依靠优质的建筑材料和合理的施工设计方案完成，选择建筑材料需要遵循一定的原则，材料的使用要能够提高建筑本身的整体强度、刚性等参数，设计人员进行设计时要结合施工实际确定选择钢筋混凝土还是预应力混凝土，保证建筑物的安全性和经济性。混凝土变形和配筋率需要合理设定，降低工程间接成本。（2）基础形式的合理化。建筑工程基础的建设成本占到了总成本的30%，合理的基础结构设计对于建筑成本优化有着显著的作用。进行基础结构设计时如果存在承载能力较强的天然地基，而高层建筑为剪力墙结构形式时合理的基础形式应该是墙下条基和小筏板，通过这种形式减小基础的工程量。

3.3建筑整体设计成本优化提高

建筑的功能性和安全性需要把全局观念和整体意识灌输到每一个工程技术人员的观念中，合理配合整体结构和构件，保证建筑整体性的最佳受力状态和单独构件的最佳受力状态的协调统一，提高建筑刚性和延展性。

4结束语

建筑结构设计成本优化分析的主要内容有对结构设计方案正确性的提高、材料的选择、建筑整体性协调性的提高等，建筑结构设计的成本优化主要措施是对建筑结构设计方案的调整，通过对设计方案的调整改进，发挥各项建筑材料的最大功能，在保证建筑基本功能的前提下增强建筑结构的经济性，这样才能实现建筑结构设计的成本优化，节约社会资源。

作者:黄逢萍单位:贵州劲嘉房地产开发有限公司