設防水準對剪力墻結構土建成本的影響1

韓 淼 那國坤

（北京建筑工程學院土木與交通工程學院，北京 100044）

設防水準對剪力墻結構土建成本的影響1

韓 淼 那國坤

（北京建筑工程學院土木與交通工程學院，北京 100044）

按不同設防烈度設計18層剪力墻結構，計算不同設防烈度下的結構工建成本。對比可知，設防烈度Ⅷ度以下，設防水準提高一個等級，土建成本增加比例小于 6.07%，增加成本占房屋售價的比例小于0.593%。剪力墻結構土建成本較小的增加，可獲得設防水準一個等級的提高。從另一個角度說，在減少建筑面積很小的情況下，房屋的抗震設防水準可獲得一個等級的提高。

設防烈度 剪力墻結構 土建成本 設防水準

引言

地震是一種突發的破壞力極強的自然災害，每次破壞性地震的發生, 都伴隨著巨大的財產損失和人員傷亡，我國地處環太平洋地震帶和歐亞地震帶之間，是世界上多地震國家之一。隨著我國發生的近幾次大地震，尤其是2008年5月12日汶川大地震的發生，有關抗震設防標準的問題已引起國家和社會的高度關注。大地震的震害調查表明，地震動的強度及參數超過抗震設計標準的現象時有發生，目前我國的抗震設計規范尚不能完全保證結構的安全，規范對地震側力及作用效應的規定遠不夠可靠。而地震預測是世界性的難題，所以要減輕地震造成的人員傷亡及經濟損失，必須依靠提高建筑結構的抗震能力來實現。建筑物的抗震能力首先取決于抗震設防標準，然而設防標準過高，土建成本必然增加很多，會造成不必要的浪費。因此，選定一個合理的設防水準才能切實有效地即減輕地震損失又避免資源浪費。

1 結構設計

建筑結構設計是否安全、經濟、合理，與選定的結構方案密切相關。合理地選取結構形式、結構體系和進行結構布置，是一個戰略問題，是關系到房屋抗震能力的重要因素之一。一般高層住宅建筑多為剪力墻結構，其較適合開間進深較小的房間，沒有梁、柱的棱角，便于裝修，而且剪力墻結構的抗側移剛度較大，層間位移相對來說較小，有利于抗震。

我國抗震規范的設防范圍是Ⅵ—Ⅸ度，北京地區主要為Ⅷ度。本文選取北京地區 18層剪力墻結構公寓樓，計算并分析其在不同設防水準下結構土建成本的變化，并比較其與房屋售價的關系。

根據我國的現行設計標準，設計了不同設防烈度的剪力墻結構（中華人民共和國國家標準，2001；2002a；2002b；2005；2006；2008；中華人民共和國行業標準，2002），隔墻與維護墻采用混凝土空心砌塊，墻厚200mm。地基土承載力特征值fak=180MPa，采用筏型基礎。各結構構件的選取及截面尺寸的確定均按規范最小允許值。采用PKPM結構設計軟件，嚴格按照結構高度、高寬比、軸壓比、彈性層間位移角、剪重比、有效質量系數等規范限制條件進行設計。結構平面布置見圖1。

本文選取的公寓樓檐高56.5m，總建筑面積6731.79m2，地下室層高3.5m，1層層高3.0m，2—18層層高2.9m，出屋面電梯間層（局部19層）高4.2m。所選用的混凝土強度等級C30。樓板厚度：地下室頂板厚160mm；1—17層有4種板厚分別為100mm、110mm、120mm、130mm；18層有2種板厚分別為120mm、130mm；19層板厚120mm。在不同設防烈度下選取的構件截面尺寸見表1。

圖1 結構平面布置Fig.1 The plan layout of structure

表1 不同設防烈度下選取的構件截面尺寸Table 1 Sectional dimension of structure members under different protect intensity

2 不同設防水準的土建成本計算

為了便于分析比較，建筑造價計算僅考慮土建結構（鋼筋、混凝土和混凝土空心砌塊）

成本，暫不考慮施工人員、施工器械與地價等費用的影響（北京市定額，2001a；2001b；孫震，2003）。材料單價取用現時市場價，鋼筋的價格為5650元/t，混凝土的價格為340元/m3，混凝土空心砌塊的價格為225元/m3，材料取廢系數取1.3，每平方米的材料費按下式計算：

本文所選取的公寓樓檐高56.5m，依據《北京市建設工程預算定額》（北京市定額，2001a）的規定，需計算高層建筑超高費?？偨ㄖ娣e 6731.79m2，所選用的混凝土為 C30，砂漿強度等級M7.5。經計算所得不同設防水準下的土建成本各項費用見表2。

由表2中的數據可知，凡提高一個設防水準，土建成本都有小幅度上浮。在設防烈度Ⅷ度（0.3g）以下時，每增加一個等級，每平米土建成本增加比例不超過6.066%；由Ⅷ度（0.3g）提高到Ⅸ度時，每平米土建成本增加10.493%。由此可知，提高建筑物設防水準后，土建工程每平米成本的增加比例在低烈度區很??；在高烈度區仍基本在10%以內，但房屋的抗震性能將會得到很大提高。

表2 不同設防烈度下的土建成本比較Table 2 Comparison of construction cost with different design intensity

3 增加的土建成本占房屋售價的比例

根據北京市統計局、國家統計局北京調查總隊發布的統計數據顯示，2009年上半年北京各環線區域商品住宅成交均價以及土建成本如表3和表4所示。裝修費用按中擋裝修取1000元/m2。

表3 2009年上半年北京各環線區域商品住宅均價Table 3 The average price of commercial-residential buildings in different loop areas of Beijing in 2009

表4 土建成本的提高與房屋售價、總價的關系Table 4 Relationships between increased construction cost and selling prices

續表

通過分析表4中數據可知，設防水準提高一個等級，每平方米增加的土建成本占房屋售價的比例很小，而占計入裝修費用后的總價的比例還要更低。以四環至五環的建筑面積為100m2的住宅樓為例，通過以上計算分析可知，設防烈度由Ⅷ度（0.2g）提高到Ⅷ度（0.3g），增加的土建成本總和為4510元，占每平方米售價的比例為4510/15748=28.6%。也就是說，在不增加購房款投入的前提下，購買房屋建筑面積減少0.286 m2，便可以使房屋的設防水準提高一個等級。再者，按每平方米裝修費1000元計算，100 m2的房屋用于裝修費用的總額為10萬元，增加的土建成本總和占裝修費用的比例為4510/100000=4.51%。換句話說，從每平方米用于裝修的費用中拿出4.51元，便可獲得一個等級的設防水準的提高。

4 結論

本文對按照不同設防烈度設計的北京地區1棟18層剪力墻結構公寓進行了土建成本分析。具體內容包括：比較相鄰設防烈度下土建成本的提高比例關系；比較不同設防烈度下土建成本提高與市場房屋銷售價格的比例關系。分析結果表明，設防水準每提高一個等級，房屋每平米土建成本略有升高。以北京地區為例，設防烈度由Ⅷ度（0.2g）提高到Ⅷ度（0.3g），100m2房屋增加的土建成本總和為4510元，換句話說，在不增加購房款的情況下，減少0.286m2的房屋面積，便可獲得設防水準一個等級的提高。本文的分析結果，可為我國新版抗震設防規劃的制定提供一定的技術參考。

北京市定額，2001a. 北京市建設工程預算定額. 北京：北京市建設委員會.

北京市定額，2001b. 北京市建設工程費用定額. 北京：北京市建設委員會.

孫震，2003. 建筑工程概預算與工程量清單計價. 北京：人民交通出版社.

中華人民共和國國家標準，2001. 建筑結構荷載規范（GBJ 50009—2001）. 北京：中國建筑工業出版社.

中華人民共和國國家標準，2002a. 混凝土結構設計規范（GBJ 50010—2002）. 北京：中國建筑工業出版社.

中華人民共和國國家標準，2002b. 建筑地基基礎設計規范（GBJ 50007—2002）. 北京：中國建筑工業出版社.

中華人民共和國國家標準，2005. 民用建筑設計通則（GB 50352—2005）. 北京：中國建筑工業出版社.

中華人民共和國國家標準，2006. 建筑設計防火規范（GB 50016—2006）. 北京：中國計劃出版社.

中華人民共和國國家標準，2008. 建筑抗震設計規范（GBJ 50011—2008）. 北京：中國建筑工業出版社.

中華人民共和國行業標準，2002. 高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ 3—2002）. 北京：中國建筑工業出版社.

Effect of Design Intensity on Construction Cost of Shear Wall Structure

Han Miao and Na Guokun

(School of Civil & Transportation Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China)

The 18-layer typical shear wall structure of different protect intensity are designed. The construction cost is calculated. When the protect intensity is less than VIII degree, the increased construction cost would be smaller than 6.07% and the increased construction cost is less than 0.593% of its price if the protect standard raises one level. With one level incensement of protect standard, the construction cost only requires a little increase. In other words, even without any increase of construction cost, the protect standard would also raise one level if the architectural area decreases a very small amount.

Protect intensity; Shear wall structure; Construction cost; Protect standard

韓淼，那國坤，2010. 設防水準對剪力墻結構土建成本的影響. 震災防御技術，5（2）：215—219.

國家科技支撐課題（2006BAC13B01-0601），地震行業科研專項項目（200808009），北京市高校中青年骨干教師項目（BJE10016200706）

2010-01-08

韓淼，男，生于1969年。博士，教授。主要從事工程結構抗震減災及地震危害性研究。E-mail: hanmiao@bucea.edu.cn