硕士论文网第2022-03-15期,本期硕士论文写作指导老师为大家分享一篇
建筑抗震论文文章《建筑抗震设计对土木工程造价的影响分析》,供大家在写论文时进行参考。
摘 要:对影响建筑工程土建造价的因素进行了分析,论述了抗震等级和抗震设防烈度的内涵关系,通过实际建筑工程案例,阐述了抗震设防烈度对土建造价的影响,并提出了加强建筑抗震设防烈度的措施。
关键词:抗震设防烈度,土建造价,混凝土用量
在汶川地震发生之后,国家及社会对于建筑抗震性能的要求有了明显提升。而建筑抗震设防烈度的高低,和土建施工关系紧密,而土建施工又影响到土建造价。因此,需要理清抗震设防烈度和土建造价之间的内涵关系,找准两者的契合点,在合理提升建筑抗震设防烈度的基础上,尽可能降低土建造价。
1 建筑工程土建造价的影响因素分析
根据土建工程施工的实际情况,影响土建造价的因素主要可以分为两类,一是结构设计,二是材料用量,这二者之间又具有一定的相互关系。在结构设计方面,建筑结构的设防烈度等级越高,造价也会随之升高,这是因为设防烈度增高,建筑结构的复杂性、可靠性和安全性都实现了大幅提升,对各个细小环节的质量要求更高,这就导致造价上升。具体到梁来说,截面在不设防时相对较小,在设防烈度达到 7 度时,梁截面不会出现太大的变化,但是上升到8 度,梁截面就会显著增大,这就会提高土建造价。再比如箍筋,低设防烈度的梁箍筋基本上不进行加密,而设防烈度达到 6 度以上时,箍筋密度显著增大。再比如纵筋,不设防建筑的梁纵筋是根据非抗震结构布置的,但是在设防烈度达到 7 度及以上时,纵筋强度是逐渐上升。在柱方面,其对造价的影响和梁相似。在材料用量方面,主要涉及到钢筋和混凝土,不设防或低设防烈度的建筑钢筋用量较少,而设防烈度达到 7 度以上时,钢筋用量会显著增加,这就导致土建造价上升。在混凝土使用方面,其也和建筑设防烈度等级是保持一致的,即设防烈度等级越高,对混凝土性能、用量的要求都会相应提高,从而导致土建造价升高。
2 建筑抗震等级和抗震设防烈度内涵关系
一般用震级表示地震的强弱,震级越高,地震越强,破坏力越大。而地震烈度是指地面建筑受到地震影响毁损的程度,烈度越大,地面建筑的毁损程度就越高。虽然地震烈度和地震等级之间并非直接的正比关系,但是地震烈度依然表现出随地震等级增大而增大的趋势。因此,想要有效提升建筑的抗震设防烈度,就必须提升其抗震等级。抗震设防烈度一般是取基本烈度,同时还依照建筑物的规模、类比和区域抗震设防实际情况确定。就地震发生而言,震级是无法提前预知的,但是抗震设防烈度却是国家所明确规定的,划分为 6 度、7 度和 8 度。就影响建筑抗震等级的因素而言,其不仅和建筑物自身的结构类型、抗震设防类别以及规模大小直接相关,还和地震分组、区域抗震设防烈度等环境因素相关。从土建施工的角度来说,建筑抗震设防烈度等级的提高,势必会在土建施工中提升梁、柱以及基础的性能,而梁、柱以及基础部分性能的提升,必须要提升配筋率以及箍筋率等。这些不仅会导致材料使用增加,更会增加施工量,增加施工耗时,从多个方面提高土建造价。
3 建筑抗震设防烈度等级对土建造价的影响
1)建筑工程概况。现有一普通的10 层办公楼建筑项目,其基本结构以框架剪力墙结构为主。根据建筑设计图纸可以明确,该办公楼建筑的整体高度为 40 m,其中第 1 层层高为 3. 7 m,2层 ~ 10 层的层高均为3. 3 m。根据建筑性质而言,其属于丙类建筑,施工场地为Ⅱ类,地震分组为第一组,地面为 B 类粗糙度,风压经过测量为 0. 5 kN/ m2。2)不同抗震设防烈度条件下的土建造价。对于该办公楼建筑项目,为了分析不同抗震设防烈度对土建造价的影响,设定了不设防、6 度、7 度和 8 度四种情况,以此分别预算土建造价。经过多方验证,最后计算得出如表 1 所示的土建造价数据。
从表 1 中不难看出,在不同的建筑设防烈度等级下,单位钢筋耗费是不同的,并随着设防烈度等级的升高而增加。在钢筋方面,不设防时每平方米只耗费 35. 98 kg 钢筋,而设防烈度等级达到 6 度之后,其上升到 39. 48 kg,增加了 4. 5 kg。而在上升到 8 度时,钢筋耗费每平方米增加了 12 kg。钢筋耗费的增加,直接导致造价的上升。从表 1 中可以看出,8 度设防烈度相较于不设防而言,单位造价上升了 109. 3 元,总造价更是增加到超过 70 万元。根据前文所述,地震烈度和地震等级之间是存在相互关系的,这种关系也会直接反映到建筑抗震设防烈度上来。从不设防到 6 度、7 度或是 8 度,建筑抗震性能发生的变化并不能简单计算得出,而是需要结合更加详细的数据做出分析。建筑剪力墙和框架结构的抗震等级变化情况,以及钢筋增加幅度和对造价的影响。从不设防状态到 6 度、7 度以及 8 度状态,建筑剪力墙和框架结构的抗震等级均有不同程度的提升。而从土建施工方面来看,表现最为明显的是建筑结构配筋率的增加,从不设防到 6 度时,建筑配筋率的增幅只有 12. 38% ,而设防烈度达到 8 度时,配筋率猛然增长至 35. 49% ,由此引起的土建造价增长也是非常显著的。而从该办公楼建筑的设计进行分析,在确保建筑结构体系不产生变化的前提条件下,抗震设防烈度从 6 度增加至 7 度,其柱的横截面增幅相当于增加了 6 根柱子,而从 7 度增加到 8 度时,柱横截面增幅相当于增加了 13 根柱子。由此可以得知,若是将抗震设防烈度的增幅等量换算为柱子增加的数量,就可以得出钢筋用量和混凝土用量的增加幅度,从而也就可以确定土建造价的增加幅度。,在建筑不设防时,每100 m2 建筑混凝土用量仅仅只有 27. 3 m3 ,而当建筑抗震设防烈度达到8 度时,其每100 m2 建筑混凝土用量大幅增加至 58. 6 m3,增幅达到了惊人的41. 2% 。由此可见,建筑抗震设防烈度等级的增加,对混凝土用量影响非常明显,这给土建造价也造成了巨大影响。总的说来,根据实际建筑工程进行分析,在不同的抗震设防烈度条件下,钢筋、混凝土用量以及建筑结构抗震性能都存在不同。并表现出随着抗震设防烈度等级提高,钢筋、混凝土用量上升、建筑结构抗震性能提升的趋势,并引起土建造价同步上升。3)合理提升建筑抗震设防烈度,控制土建造价。提升建筑抗震设防烈度,是建筑工程发展的必然趋势,也只有不断提升建筑抗震设防烈度等级,才能保证建筑安全,使其发挥出显著的经济效益和社会效益。但是,鉴于抗震设防烈度和土建造价之间的相互关系,如何在提升建筑抗震设防等级的情况下对土建造价进行合理控制,值得深入研究探索。首先,在建筑结构设计上,需要对部分结构进行优化设计。通过优化建筑结构,使其能够具有更好的承载能力,并能及时释放载荷,避免建筑结构遭受破坏。比如,在建筑抗震设防烈度上升时,就可以对构件截面尺寸进行优化,同时改变其配筋率,确保达到抗震要求。其次,当抗震设防烈度要求达到 8 度以上时,传统的方法就已经不能发挥出有效作用。这时就应该改变建筑的结构设计,增设隔震、消震设施,还可以设置可靠的抗震支撑结构,以此实现建筑抗震性能的提升,从而避免在钢筋、混凝土等方面耗费过大,导致土建造价远超预期。最后,增加斜撑体系的运用。当前建筑结构中的纵向构件经济性不高,其主要作用就是承担纵向压力,而在水平压力作用下又会变成受弯构件,经济性不高。而斜撑体系以拉压式构件为主,不仅可以有效抵消水平压力,还能够减少纵向构件数量和尺寸,从而有益于控制土建造价。
4 结语
建筑抗震设防烈度等级的高低,对土建造价影响明显,主要表现在钢筋、混凝土等方面。设防烈度等级越高,钢筋、混凝土用量越大,建筑结构复杂度和性能要求越高,导致土建造价越高。因此,需要对其中关系深入辨析,在保障建筑抗震设防烈度的情况下,有效控制土建造价。
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