基于全壽命周期成本的超高層建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性剖析

【摘 要】 近年來，建筑行業(yè)在我國取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，建筑企業(yè)要想謀求最大化的經(jīng)濟(jì)效益、實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。在日常建設(shè)過程中，要做好結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性分析，文章通過對全壽命周期成本理論進(jìn)行闡述，對超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析，針對工程實例，提出了有效的設(shè)計方案。

【關(guān)鍵詞】 全壽命周期成本 超高層建筑 結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性

近年來，伴隨著市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，建筑行業(yè)也取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。高層建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性分析過程中，應(yīng)該也全壽命周期成本作為基礎(chǔ)。選擇成本低，質(zhì)量高的建筑結(jié)構(gòu)，全面推動建筑行業(yè)不斷發(fā)展。

1全壽命周期成本的理論闡述

1.1全壽命周期成本含義

全壽命周期是指。在建設(shè)過程中有生到再生，從項目構(gòu)思到報廢拆除的全過程。在此過程中，循環(huán)使用占據(jù)著重要地位，它能有效地促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，降低環(huán)境污染。全壽命周期成本是指在建設(shè)過程中有決策、設(shè)計、建造、維護(hù)、回收等各個過程產(chǎn)生的費用成本，通過一次或者是重復(fù)性發(fā)生，在特定時間內(nèi)進(jìn)行維護(hù)。通常情況下，建筑產(chǎn)品成本的全生命周期成本詳細(xì)見下表一。

1.2全壽命周期成本分析

在建筑項目進(jìn)行全壽命周期成本使用過程中，需要做好成本分析工作。自上個世紀(jì)80年代，在建筑行業(yè)使用項目投資分析理論，能有效地保證建筑質(zhì)量，使其符合建設(shè)規(guī)范。使用全壽命周期成本的，主要目的是通過分析建筑設(shè)計方案中的可行性和實用性，降低使用成本、實現(xiàn)資金的分配。

全壽命周期成本在進(jìn)行分析過程中，必須要有明確的研究對象和相應(yīng)的目標(biāo)要求，滿足多方位的方案設(shè)計。在建設(shè)過程中，需要對建筑模型進(jìn)行模擬，建造符合科學(xué)性的建筑結(jié)構(gòu)。需要對方案設(shè)計中的成本進(jìn)行計算，全面的對設(shè)計、施工、維護(hù)等各項方案進(jìn)行管控，實現(xiàn)資金效益的最大化，滿足質(zhì)量要求。

2超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

2.1 超高層建筑結(jié)構(gòu)的主要特點

在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析過程中，要考慮到水平荷載、側(cè)向位移、抗震、抗風(fēng)設(shè)計等各方面的內(nèi)容。首先，對于水平荷載來說，它是超高層建筑的主要影響因素，通常情況下，水平荷載，垂直荷載的分配率和建筑物高度層數(shù)之間有著密切的聯(lián)系，在進(jìn)行設(shè)計過程中，要重點分析抗震性能。其次，在進(jìn)行側(cè)向位移分析過程中，要對整個高層建筑物的布局進(jìn)行分析。最后，結(jié)構(gòu)延性是高層建筑設(shè)計的重要指標(biāo)，能有效的凸顯在地震發(fā)生時候的承載力。同時，在進(jìn)行抗震抗風(fēng)設(shè)計過程中，要做好實際情況的地質(zhì)勘察，避免發(fā)生側(cè)向位移。

2.2常用結(jié)構(gòu)

通常情況下，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式劃分過程，高層或者是超高層建筑物可以分為框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系等。建筑實施過程中，按照不同的結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行劃分，分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、鋼結(jié)構(gòu)體系等詳細(xì)見下表二、表三。

2.3鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)體系

鋼—混凝土結(jié)構(gòu)體系主要包括鋼管混凝土以及型鋼混凝土兩種，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)來說，它主要是通過軋制或者是焊接型鋼作為主要骨架分配在混凝土和鋼筋的四周，具有二次受力的特點，有效地減少形變。對于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)來說，它在使用過程中具有較高的承載能力，抗震性能，加工周期短[1]。

3 工程實例

3.1工程概述

某高層建筑位于城市中心地段，高為201米。超高層建筑物打占地總面積為1056720m2。該建筑物的主要結(jié)構(gòu)使用的是鋼筋混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)體系，抗震等級要求為一詳細(xì)參數(shù)見下表四、表五。

3.2設(shè)計參數(shù)

在實際勘察現(xiàn)場，水文和地質(zhì)條件過程中，并沒有發(fā)現(xiàn)影響建筑物穩(wěn)定性的因素，場地土地等級為二級，有助于建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計。場地地下水，上層為滯水型，分布不連續(xù)、水量較少。在進(jìn)行設(shè)計時，相關(guān)的地基參數(shù)和樁基機(jī)參數(shù)見下表六、表七[2]。

4 設(shè)計方案比較

在進(jìn)行框架核心筒結(jié)構(gòu)方案設(shè)計比較過程中。尤其是在進(jìn)行招高層工程設(shè)計過程中，需要對地震荷載參數(shù)，結(jié)構(gòu)阻尼，地震影響系數(shù)，最大值以及特征周期進(jìn)行設(shè)定，全方位保證超高層建筑物具有較高質(zhì)量。在進(jìn)行三種不同結(jié)構(gòu)方案比較過程中，首先，需要對混凝土框架—鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)比較。其次，普通鋼筋混凝土框架—核心筒結(jié)構(gòu)。最后，型鋼混凝土框架—鋼混凝土核心筒結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行三種不同方案陣型周期（下表八）對比過程中，發(fā)現(xiàn)以上三種方案的周期比均值分別為0.72、0.71以及0.56。均滿足規(guī)定的要求（下表九）[3]。

此外，需要對三種不同方案的位移比值進(jìn)行分析，在地震作用之下引起位移量最小的是方案三。結(jié)合型鋼用量以及標(biāo)準(zhǔn)，需要對鋼筋用量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析決策過程中認(rèn)為，外鋼架柱結(jié)構(gòu)形式較為穩(wěn)定，也就是說，該方案在全壽命周期內(nèi)的成本較小，可以投入使用。

結(jié) 語

綜上所述，文章結(jié)合全壽命周期以及全壽命周期成本的相關(guān)理論。結(jié)合實際的施工案例，對成本進(jìn)行分析。尤其是對水平荷載、側(cè)向位移、抗震抗風(fēng)設(shè)計等層面進(jìn)行詳細(xì)闡述，全面概述了超高層建筑結(jié)構(gòu)的主要特點，對不同形式、不同建筑材料在超高層建筑結(jié)構(gòu)上的受力情況，進(jìn)行分析通過對比三種不同設(shè)計方案，找到最優(yōu)的解決方案。綜合考慮抗震性能、標(biāo)準(zhǔn)層鋼筋以及型鋼用量等各類全壽命建設(shè)成本的要素，最終使用型鋼混凝土框架，鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)作為最終的設(shè)計方案?；谌珘勖芷诔杀靖黜椧蛩剡M(jìn)行分析，找到不確定性因素，可以使用敏感分析、概率分析等一系列的方式，對經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評價，保證施工順利進(jìn)行。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 肖啟榮.基于全壽命周期成本的超高層建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性研究[J].建筑技術(shù)，2017，48（8）：889-892.

[2] 李康龍.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計中的二次開發(fā)研究及應(yīng)用[D].湖南：南華大學(xué)，2018.

[3] 盧松華.超高層建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018，（31）：3621.

作者簡介：畢瀾（1988年4月），女 ，漢族，云南楚雄，大學(xué)本科， 中級經(jīng)濟(jì)師， 研究方向