来源：沈阳钢结构 时间：2021年 12月 04日
在成本部门的印象中，钢结构建筑的造价是远高于混凝土建筑的。而实际上钢结构造价与混凝土造价孰高孰低，并不能一概而论。一般设计院的设计人员平时主要以设计混凝土结构为主，真正熟悉钢结构设计的工程师非常少。即使是一些沈阳结构优化公司，能把钢结构设计做好的也是凤毛麟角。这就导致了设计师遇到钢结构设计项目时，其设计思路仍然按照混凝土结构设计一样进行，造成了结构用钢量偏大。
其实，钢结构设计往往存在很大的优化空间。笔者碰到的一个项目，由于结构体系的改变，将用钢量直接降低了70%，对混凝土结构优化而言，这样的优化比例是不可想象的。因此虽然钢结构建筑体量可能不大，但由于其优化比例大，对于看重成本的房地产企业而言，实行钢结构造价优化不失为一种显著降低成本的方式。
与混凝土结构优化不同的是，钢结构优化不仅仅是优化材料用量，而是多方面全面优化，下文分别阐述。
降低造价
降低结构造价往往是钢结构优化的主要动机。对于钢结构建筑而言，结构造价主要由以下3部分组成：
1) 基础
2) 钢结构
3) 楼板
一般而言，钢结构建筑的结构自重要小于混凝土建筑，其基础造价是低于混凝土建筑的。而楼板造价则由于其选用的楼板形式确定，基础和楼板造价占结构造价的比重较小，钢结构造价占据了结构造价的大部分。而钢结构造价的主要指标就是用钢量。因此，如果有效地降低了结构的用钢量，则有效降低了结构的造价。
对于空间结构而言，用钢量指标是影响结构造价的主要因素。如图 1所示，展厅建筑面积约16000m²，原设计用钢量约1000吨。由于业主投资有限，笔者团队对该项目进行了优化。我们通过优化结构体系将用钢量减少了400吨，降低了40%的用钢量，也就降低了40%的结构造价。结构造价降低比例如此之高，在混凝土结构的优化中是几乎不可能出现的。造价优化的同时，还大幅度提高了建筑效果。
提升建筑效果
对于房地产项目，既然要用到钢结构，往往是因为建筑师和业主希望利用钢结构自重轻的特点，建造出造型轻盈，形态美观的建筑。因此，钢结构设计的优劣就显得非常重要。
以辽宁某展示中心为例，该项目一个方向悬挑12m，另一个方向悬挑6m，对角线最大悬挑达到了14m。本地施工图设计院设计的悬挑部分的钢梁高度是1.1m，建筑完成厚度达到了1.3m。这个效果方案建筑师无法接受，因为悬挑端粗大而笨重的效果并不是他们所希望的。
正好笔者与方案公司熟悉，方案公司请我们作为顾问对此项目进行了结构优化设计。通过我司的优化方案，结构钢梁高度成功地控制在了700mm（图 3），远小于之前的钢梁高度。而且并未采用桁架斜腹杆的设计，不但节省了用钢量，建筑师要的效果也达到了，不至于造成业主钱花了，效果却没有达到。
加快施工工期
房地产开发项目有时候是因为工期的原因用到钢结构，因为钢结构的现场施工速度远快于混凝土结构。然而并非是只要采用了钢结构，工期就会大功告成。一般来说，钢结构施工的工期由以下几部分组成：
1) 钢结构详图深化
2) 工厂备料
3) 工厂加工
4) 现场施工
而实际上，钢结构设计方案和设计图纸的好坏，将很大程度上影响以上每一个步骤。如：
1) 施工图设计不到位，造成详图深化沟通时间过长，从而影响下料时间节点；
2) 由于缺乏设计经验，采用了市场上采购困难或订货周期过长的截面规格，将影响备料时间；
3) 采用了加工工作量大的结构设计方案，造成工厂下料、焊接工作量巨大，工厂加工时间过长；
4) 采用了大量的现场焊接，或者构件安装工序繁复、安装工作量大等，也会造成现场施工工期大幅延长。
由此可见，设计的合理性将对工期的每一个环节都造成影响，而且这些环节环环相扣。
以某扶贫安置房为例，为两层联排简易的装配式别墅建筑。一期项目由本地设计院设计，笔者在一期项目的基础上，对结构进行了优化与重新设计。由于采用了创新的装配式结构体系，结构用钢量降低了50%，从而结构造价也大幅降低。我们采用的结构体系，采用了以热轧H型钢为主要受力截面，以全螺栓连接作为主要现场连接方式的装配式结构体系，工厂加工量很小，现场安装也极其迅速，钢框架可以两天安装一层。
综上所述，钢结构优化不仅仅是优化造价，而是一个综合性的全面优化过程，不管是对于改善建筑效果，还是缩短施工工期，都可能提出建设性的解决方案。
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