小高層住宅建筑兩種剪力墻結構綜合方案比選的研究

王雅婧

摘要：目前，住宅建筑的結構選型多用框架結構、框剪結構、剪力墻結構。其中，小高層住宅中使用剪力墻結構的比例越來越高。也因此，在建設小高層住宅項目時，首先需要計算和分析短肢剪力墻結構體系和普通剪力墻結構體系的受力性能使結構受力可以符合標準要求，其次分析兩種剪力墻結構體系的經濟效益，經過方案比對進行綜合性的結構選型得出最優(yōu)方案。

關鍵詞：小高層住宅、工程管理、綜合方案比選

對短肢剪力墻結構體系和普通剪力墻結構體系的結構選型方案的選擇，首先必須滿足結構受力要求，其次根據(jù)結構性能表現(xiàn)綜合考慮其工程造價、建設工期、材料消耗、施工方法、建筑使用性能等因素[1]。對兩種剪力墻結構體系的受力性能和經濟參數(shù)進行了受力及造價方面的分析，單純比較這兩方面在實際施工中顯得不夠全面，因此在本方案比選時綜合考慮結構的技術（設計因素、空間因素、施工因素、時間進度因素）與經濟（材料用量、成本造價）兩項技術指標，通過文獻綜述結合經驗分析的方法對幾種評價指標進行賦權[2]，完整、全面的分析比較兩種結構體系的各方面因素，從中選出最適合該工程的受力性能好且經濟合理的結構方案[3]。

方案比選的目的在于選出最適合案例小高層住宅項目的結構方案。由于，互斥方案比選的前提是各個備選方案是全面、完整、可行的，如果方案不具備可行性、完整性，那么方案比選就無法進行。因此，這兩種剪力墻結構體系均作為互斥的備選方案，做出全面比選。在進行比選之前，選出最適用、科學、全面、合理的結構方案。對兩種方案采取多項指標綜合評價，通過打分數(shù)來確定方案的排序，判斷方案的品質優(yōu)劣。綜合評價方法核心部分就在于對各種指標賦予不同的權重，然后以此為基礎進行綜合評價，對方案進行全局性、整體性的判斷。決定分值權重的方法有反映決策人主觀意向的主觀賦權法和根據(jù)客觀信息分析的客觀賦權法。綜合評價的方法眾多，目前常用的方法主要有模糊綜合評判法、二項系數(shù)法、數(shù)據(jù)包絡分析法、TOPSIS評價法、主要成分法、層次分析法、專家打分評判法等[4]。本次比選選擇主觀賦權法，決策人員根據(jù)具體情況及意向定義各指標權重，給每種方案進行打分。這種方法確定權重時需要全面考慮各種因素，綜合確定權值，同時可以簡化繁雜的矩陣計算過程，更富有可操作性。另外，采用主觀賦權法還能根據(jù)人為的意向調整某些加權因子，同時可結合相關資料分析得出某項因素較為重要，則可以賦予其較大的權重，得出符合要求的評判結果。

綜合評價體系的構建步驟為[5]：

第一步，確定綜合評價的目的，即比選出適合本項目的剪力墻結構方案;

第二步，確定評價指標并對其進行評判打分，即通過計算結果和理論分析并同時綜合考慮其他影響因素，確定出要對哪些指標進行評判并打分;

第三步，確定每個評價指標的權重，按工程實際情況綜合分析各指標的重要性，確定各指標的權重;

第四步，求出綜合評分值，將各種評判指標分值與相對應的權重值相乘，求出最后的總評分值。

根據(jù)兩種剪力墻結構體系的受力性能分析結果以及經濟參數(shù)的分析結果，聯(lián)系其在規(guī)劃、設計、施工、使用等階段的要點，對考核指標從定量和定性兩方面進行評分[6]。

定量指標（客觀指標）主要是指能夠進行數(shù)量化、客觀衡量大小的指標，本次比選定量指標主要有經濟指標和技術指標兩類。經濟指標主要包括工程總造價、建設工期、主要材料消耗量、其他材料消耗量、勞動消耗量、土地占用量等[7]。技術指標主要指結構受力性能，在方案評價上主要是從結構體系的受力合理性和結構變形方面來進行評價。

定性指標（主觀指標）的評價很大程度上依賴于文獻的綜述的分析和經驗判斷[8]，需要綜合考慮社會需求與資源利用程度等方面因素[9]，主要的考慮結構適用性、建筑美觀程度、政策支持度、資源利用率、施工工藝的環(huán)保性、社會接受程度等方面的不同，對這些因素進行定性指標的考核[10]。

綜合評分中的工程造價、主材消耗量和結構性能的評分是依據(jù)材料價格變化規(guī)律、建安成本費用測定規(guī)范和結構性能計算的分析結果后得來的。勞動消耗量的評價是根據(jù)工程造價中人工消耗量的計算結果分析得出。工期指標是依據(jù)施工方案綜合得到。定性指標則是綜合考慮類似工程的調研和一些學者的文獻而打分[11]。另外，考慮到兩種剪力墻結構體系在許多方面的相似性，因此挑選了兩種剪力墻結構體系有顯著差異的因素進行評價考核。

本文以一案例小高層住宅建筑項目為例。結構的受力性能是決定此結構是否會被接受的最重要因素，受力性能優(yōu)良的結構其安全性、耐久性也會更好?；谶@些因素，在確保結構安全、耐久性的基礎上，選出最經濟適用的剪力墻結構體系，賦予各指標權重。將各種評判指標分值與相對應的權重值相乘，求出最后的總評分值，如下表所示：

綜合比較兩種剪力墻結構體系后發(fā)現(xiàn)，短肢剪力墻結構體系在綜合評價兩個關鍵因素即結構受力和工程造價中，基于第三章的結構受力性能分析，短肢剪力墻結構體系可以符合案例小高層住宅建筑的結構設計要求，但較普通剪力墻結構體系而言還是略遜一籌。在工程造價和主材消耗量的評價中，基于第四章的經濟參數(shù)分析可發(fā)現(xiàn)，由于材料價格可預測的變動以及材料變動對工程直接費的影響，短肢剪力墻結構體系的造價要低于普通剪力墻結構體系。結合本方案的綜合評價，案例小高層住宅建筑在鋼筋和混凝土價格符合市場價正常波動的情況下，采用短肢剪力墻結構是最為經濟合理的。

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