摘要:近年来,在建筑结构设计中,不同方案的选择及不同建筑材料的选用对工程造价会有较大影响,像基础类型选用、进深与开间的确定、层高与层数的确定、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。建筑钢结构的经济性能一直是大家最为关注的一个问题。如何控制工程造价,充分发挥钢结构建筑技术经济上的综合优势,工程设计阶段是关键阶段。
关键词:建筑房屋;钢结构;混凝土;技术经济
前言
作为一种共识,钢结构与目前普遍使用混凝土相比:一是可干式施工,节约用水,施工占地少,产生的噪音小、粉尘少;二是由于自重减轻,基础施工取土量少,对土地这一宝贵资源破坏小;三是大量减少混凝土的使用和砖瓦的使用,减少了城市周边的开山挖石,有利于环境保护;四是建筑使用寿命到期,结构拆除产生的固体垃圾少,废钢资源回收价格高。从目前来看,钢结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一,在西方已被广泛采用,所以被有关称为绿色建筑。
一、建筑房屋钢结构与混凝土结构对比
(一)钢结构与钢筋混凝土结构有哪些不同的优势
随着钢产量的不断提高,经济的不断发展,对绿色环保型建筑的不断要求,钢材应用于住宅建筑主体结构是历史所趋。我国正在加速发展钢结构住宅产业化进程,发展以标准化、系列化、通用化,以专业化、社会化生产和商品化供应为基本方向的住宅产业现代化体制。据悉,国家建设部和中国工程建设标准化协会正在组织研制和开发多层轻钢结构的住宅建筑体系的结构选型,新型围护结构与隔断体系以及钢结构构件及配件,结构体系设计与施工技术,编制相应的设计与施工技术规范和规程。可以预见,不远的将来钢结构住宅的发展和应用会有新的飞跃。目前经国内广泛研究、实验分析,钢结构住宅通用体系用于民用住宅,具有独特的优势,与其它住宅通用体系相比,其主要特点是:施工周期大大缩短。据研究,钢结构建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可缩短一半,减少湿作业量,且其节能指标可达50%,属环保型绿色建筑体系。其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。可以工厂化生产,更易实现工业化、定型化、批量化生产,提高劳动生产率。布置灵活,开间大,使房型丰富,约可提高建筑面积3%~5%。具有充分的灵活性、可改性和安全性,有利于满足现代人的居住需要,适应现代住宅的市场需求。长期以来,我国因缺少钢材而对建筑钢结构的应用加以限制,使建筑钢结构的使用限制在很小的范围内,建筑钢结构用钢量占全国钢材总产量的比重极低,形成了钢材供过于求的新形势,所以也就为发展我国的建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。但也有专家提出,钢结构本身没有任何问题,但作为住宅,许多配套的使用功能还有待解决,再加上目前还没有价廉物美的相关建筑材料与之配合,管道、线路的铺设如何完美地与钢结构体组合在一起,如何将价格控制在老百姓能接受的范围内,这些都是目前要解决的问题。
(二)钢结构和混凝土,到底谁合算
看单项造价,全钢结构相当于混凝土结构的2倍左右,钢筋混凝土则为混凝土的1.5倍。但一个建筑的成本最终算的是综合成本。一般来说,一个高层全钢建筑的总投资中,工程投资只占到50%左右,其中结构造价又仅占工程造价的30%不到。而结构造价又分为上部结构和基础造价,显然,最终算下来,钢结构的造价在总投资中连10%还占不到。其与混凝土的两倍成本差价在总投资中比例相差不到4%。对于许多开发商认为钢结构成本太高,高民权教授认为,除了综合造价指标,还有工期问题。地铁大厦封顶只用了约1年的时间,如果采用传统的钢筋混凝土,可能还要增加半年。全民健身中心也是一例。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工期缩短不仅是使用时间的提前,开发商建设时大量的贷款每天付息的数量能开走一辆桑塔纳,省下时间就是省下了钱啊。另外,高教授说,钢结构由于自重轻等,还比混凝土至少增加5%左右的使用面积。比如地铁大厦有28层,如果换成钢筋混凝土,实际使用面积相当于少2层。此外,发商的惯性思维怎么突破。钢结构虽然具备诸多优点,但真正推广困难还很多,开发单位惯性思维就是拦路虎之一。有关人士介绍说,目前行业主管部门和社会各界对钢结构建筑的发展都较为看好,但由于多年来国内的建筑趋势一直是钢结构发展比钢筋混凝土速度慢了好几个步点,导致钢结构在市场消费面前带着相当的神秘色彩。开发商对钢结构建筑多方面的优越性认识也不够,一些工程并不从采用最优化方案去考虑运用钢结构。比如南京成贤街附近一座大厦,在建设之初有关专家就提出过钢结构方案,最终还是被开发商否定。因此,钢结构还有一个重要的作业要做:突破开发商的惯性思维。
(三)关于钢结构住宅与钢筋混凝土结构住宅在造价方面的对比
根据多年的实践情况看,在低多层建筑中,钢结构住宅由于在用钢量方面差异导致造价较砖混结构偏高。在高层建筑中,钢结构住宅与钢筋混凝土结构住宅造价基本持平。总的来看,一个建筑工程总投资包括工程造价、动迁费、征地费等很多方面,工程造价只占工程总投资的50%左右;而工程造价又包括结构造价、装饰费、设备费等,结构造价只占工程造价的30%左右;而结构造价又分上部结构和基础造价,上部结构造价仅占结构造价的50%左右。而钢结构只是指工程的上部结构,在工程总投资中仅占10%还不到。因此,建筑采用钢结构与采用混凝土结构间的差价所占工程总投资的比例非常小。
从两者关系来看,多层民用建筑设计多采用钢筋砼结构和砖混结构,很少采用钢结构,钢结构在民用房屋的应用主要还集中在高层建筑上,近年随着经济建设的发展,钢结构在民用建筑上的应用越来越多,随着钢结构在实际工程的应用经验和设计理论研究的日益广泛,及钢结构生产厂家不断推出新的钢结构产品,钢结构在多层民用建筑上的应用日渐增长,例如组合楼盖在多层民用房屋楼盖中的应用,在不降低结构安全指标的基础上,即可降低梁高、板厚,减轻结构自重和地震作用,又可获得较大的建筑空间,满足建筑使用的要求,相对钢筋砼具有较高的经济价值。轧制H型钢的大量生产,楼承板的多样化,防腐涂料及防火涂料的成熟也为多层民用房屋钢结构的应用创造了广阔的空间,多层钢结构相对钢筋砼结构有如下特点:一是质量易控制:钢结构构件工厂加工,节点螺栓连接,生产自动化程度高,精度有保证,干作业,质量易于控制,钢筋砼结构现场浇注,湿作业,质量与技工水平有很大关系。二是施工工期短:钢结构工厂化生产,现场安装,工序简单,工作面大,施工速度快,钢筋砼结构要钢筋绑扎、支模、浇注、震捣、养护多道工序,耗费人力物力,施工周期长。三是充分利用建筑空间:钢结构相对钢筋砼结构梁柱截面小,可以降低层高,增大有效使用面积,结构布置灵活,容易获得大空间,能够悬挑较大跨度。四是基础工程量减少地震作用弱:钢结构结构自重轻,柔性好,抗震有利,基础受力减小,基础截面降低,基础工程量减少。
二、结束语
总之,由于钢结构的重量轻、抗震性能好、工业化程度高,是一种绿色环保产品,住宅建筑可以大量采用钢结构。对国民经济有重大推动作用的住宅钢结构,有利于迅速提升住宅产业化程度,推进我国建筑用钢的技术创新和产业结构调整。通过建筑房屋钢结构与混凝土结构的技术经济比较,可以有利于我们优化工程设计,从而节约成本,提高建筑质量和效率。
参考文献
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论文作者:王长军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/4
标签:钢结构论文; 建筑论文; 结构论文; 住宅论文; 造价论文; 钢筋论文; 混凝土结构论文; 《建筑学研究前沿》2017年第22期论文;