高层建筑一般采用钢结构体系、钢筋混凝土结构或钢-混凝土混合结构体系。其中，钢结构具有强度高、自重轻、塑性韧性好、材质均匀、安全可靠、工业化程度高、施工速度快、环保节能等优点;缺点是耐火耐热差、耐腐蚀性低、用钢量较混凝土结构高、冷桥现象等。混凝土结构具有造价低、耐火耐久性高、整体性好等优点;但也不可避免其自重大、抗裂性差、工期长等缺点。近年来国内多有采用介于两者之间的钢-混凝土混合结构，尤其是超高层结构，该结构体系融合了钢结构和混凝土结构的优点，如承载力高、延性好、变形能力强，从而具有较强的抗风和抗震能力。

　　 本文旨在通过对比华策国际大厦前后两次结构设计，分析结构设计修改对工程的上部结构造价、建筑有效使用面积、结构施工工期的影响，得出工程的综合经济效益，以便在结构方案选型时提供参考。

　　 华策国际大厦位于珠海横琴新区十字门商务区都会道东侧、联澳路南侧、琴海东路南侧、观澳路北侧。基地面积14 310.42m²，总建筑面积112 743m²，其中地上建筑面积71 811m²，地下建筑面积40 932m²。建筑剖面图如图1所示。

　　 项目包括两栋办公塔楼和一座商业裙房，其中商业裙房4层，建筑高度24m。东塔地上26层，建筑高度119.80m，西塔地上15层，建筑高度70.90m。地下商业及车库5层，底板标高23.40m,其中地下5层局部为核六级人防。本工程抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类，50年一遇基本风压为0.85kN/m²，地面粗糙度类别为A类，体型系数依据风洞试验取值。塔楼为钢框架-核心筒结构，东西塔楼在7～10层设有空间桁架连廊，基础采用大直径钻孔灌注桩，桩端持力层为中风化花岗岩层，抗浮采用扩大头锚杆。

　　 原设计采用钢框架-混凝土核心筒结构体系，外框架柱为圆钢管混凝土柱，外框架梁及次梁采用H型钢梁，核心筒内采用混凝土梁板。本工程于2014年9月通过超限专项审查并于同年12月完成施工图审查工作。在工程桩及支护桩已施工完毕，且土方开挖到一半的情况下，建设方要求设计配合工程交付节点对建筑结构进行修改。按常规施工方法和全逆作法在当前条件下已不可行，半逆作法是达到目的最佳途径。

　　 主要修改内容为采用局部先行的半逆作施工^[1]，施工顺序如下:开挖土方—施工支护桩及内支撑—施工塔楼、部分裙房基础承台—吊装竖向构件至首层—安装柱间临时支撑—施工首层部分梁板—向上施工塔楼结构—地下室及裙房从底到顶顺作。其中混凝土核心筒改为密式异型短肢钢板墙核心筒，首层改为逆作施工平台，部分裙房混凝土柱改为钢管混凝土柱，首层裙房部分混凝土梁板改为钢梁+钢筋桁架楼承板，核心筒内钢筋混凝土梁板改为方钢管混凝土梁、H型钢梁和钢筋桁架楼承板的组合。西塔标准层结构设计修改前后平面见图2，西塔结构平面图及钢板墙标准单元见图3,4。

　　 针对本工程结构设计修改前后的不同，对比了各项技术指标^[2]，见表1，结果表明，结构计算指标均能满足规范限值的要求。从表1可知:1)钢板墙核心筒方案与混凝土核心筒方案相比，重量减轻，地震作用下的基底剪力明显减小;2)采用钢板墙核心筒方案可以实现工业化，提高施工速度，使半逆作法施工成为可行方法;3)核心筒内连梁采用方钢管混凝土连梁后，耗能能力比混凝土核心筒方案好，有利于结构的抗震;4)钢板墙核心筒方案与混凝土核心筒方案相比抗侧刚度减弱，最大位移角增大但仍满足规范要求。

　　 本文通过对比工程的结构造价、结构占用面积和结构施工周期，分析结构设计修改对工程整体成本的影响，本文所述的工程整体成本不是指工程的总投资额，而是指工程的结构造价和由于采用不同结构材料和体系所产生的结构施工工期与建筑有效使用面积的差异，并由此带来的经济收益转换而成的等效成本之和。

　　 结构造价包含3个大项:1)地基基础造价;2)地下室造价;3)上部结构造价。结构总质量的差异前文已列出(表1)，根据模型统计仅西塔核心筒部分标准组合轴力由修改前的237 168kN减小到186 973kN，约为原来的80%，塔楼钢管柱标准组合轴力也变为原来的90%左右。但由于华策国际大厦工程的特殊性，结构设计修改前工程桩已施工完毕，因此下文未对比基础的造价差异。但由于结构材料由钢筋混凝土核心筒改为钢板墙核心筒，结构自重有所减轻，本工程桩基费用必定有所降低，可抵消一部分由于采用了钢板墙、钢结构和半逆作法所增加的费用。

　　 结构造价对工程整体成本影响比较直观，钢材的造价按9 000元/t，钢筋的造价按4 500元/t，混凝土的造价按475元/t，混凝土核心筒方案与钢板墙核心筒方案的结构造价对比详见表2。

　　 结构设计修改后，部分裙房混凝土柱改为钢管混凝土柱、核心筒改为钢板剪力墙，由于高强钢材的使用，使竖向构件尺寸变小，结构占用面积(主要指墙柱)减少，建筑的有效使用面积相对增大，在销售上就能体现其经济效益，通过表3比较可见，结构设计修改后有效使用面积的增加以及其经济收益。

　　 按与本工程同地段、同类型、同规模的商务办公楼销售均价35 000元/m²计算，结构修改后所增加的使用面积带来了可观的经济收益。

　　 本工程核心筒的结构体系、使用材料以及施工方法的变更，对结构的施工工期会有较大的影响，根据施工方的施工组织进度计划及现场施工进度情况的反馈，原设计中平均每层施工工期按8d算，修改后平均每层施工工期按5d算。考虑本工程的基础和地下室没有大的改动，下文比较中仅考虑上部结构施工工期对工程成本的影响，并计算两个方案结构施工工期差(表4)，以及所带来的经济效益差异。

　　 施工工期对工程整体成本有着巨大的影响，由于本工程修改后采用了半逆作法，结构封顶的时间比原来顺作法大大提前。施工工期的缩减可使项目的经济效益获到显著的提升，达到了一箭多雕的效果。

　　 假设两个方案可计利息的成本支出直接以工程的总投资额为准，并考虑年利率为5%。华策国际大厦总投资额为12亿元，因修改后方案工期提前可节省的利息为:120 000×5%×78/365=1 282.19万元。

　　 假设华策国际大厦可供出租面积为总建筑面积的75%(因前文已考虑了建筑有效使用面积增加的经济收益，所以计算租金收入的面积按原来总建筑面积计算)，出租率为65%(按目前该地区同规模办公楼估算)，按每平方米平均月租金约150元(参考目前该地区同规模办公楼租金，不包含物业管理费)，则结构提前完工可增加的租金收入预计见表5。

　　 通过比较两个方案，得知钢板墙核心筒方案在建筑有效使用面积和施工工期这两个方面具有不少的优势，可以增加的经济收益不仅可以减免由于方案修改所增加的结构造价，而且可以降低混凝土核心筒方案的整体成本，表6为两个方案最后归纳出来的整体成本的比较分析。

4结语

　 通过以上各个方面的比对，华策国际大厦修改后的综合经济效益得到了显著的提高。同时分析结果显示，经济效益来源于使用面积的增加和施工工期提前，其中主要的来源是结构施工工期的优势，建筑上部结构的层数越多，优势就会越明显，另外施工方法的优化将会进一步促进优势的扩大。工程的工业化程度将是影响工程完工工期的重要因素，工业化程度越高，那么工期就会越短，经济效益就越好，反之，时间成本相对就会越高，综合经济效益就偏低。因此，对于今后高层建筑的结构形式和材料的选择，不能单纯地只看工程造价，同时应该充分考虑工期优势和使用面积的因素。