[摘要]
以某住宅設計為例,對中高層住宅採用鋼結構和鋼筋混凝土結構兩種體系進行了技術經濟性對比分析,結果表明鋼結構住宅具有較好的綜合經濟效益,是中高層住宅的發展趨勢。
[關鍵詞]
高層住宅造價經濟性分析綜合效益
鋼結構建築具有強度高、自重輕、地基費用省、占用面積小、工業化程度高、外形美觀、施工周期短、抗震效能好、投資**快、環境汙染少等綜合優勢,與鋼筋混凝土結構相比,具有環保和可持續發展的特點,也更有利於建築產業化的發展。隨著房地產開發商、投資公司、大型鋼鐵企業和有遠見的民營企業家紛紛投入鋼結構住宅的研究開發工作,再加上鋼結構住宅本身的優勢,鋼結構住宅正得到業內界越來越廣泛的關注[1,2]。但目前國內高層鋼結構住宅數量並不多,鋼結構住宅在綜合經濟效益方面具有哪些優勢,是房地產開發商和業主所普遍關心的問題。
本文針對某15層的住宅採用鋼結構和鋼筋混凝土結構兩種體系,分析其在結構效能、結構占用面積、造價、工期以及綜合經濟效益等方面所具有的優勢。
1、工程概況
該工程地下1層為裝置用房;地上15層為住宅。建築高度47.90m,建築面積9986m2。
標準層建築平面布置圖和立面圖如圖1和圖2所示。抗震設防烈度為6度(0.05g),設計**第二組;建築抗震設防類別為丙類;基本風壓為wo=0.
60kn/m2,地面粗糙度為b類;建築物場地土類別為ⅱ類。
2、結構選型及分析
由於該工程高度已超過鋼筋混凝土異型柱框架和短肢剪力牆的適用高度,並且混凝土框架結構在中高層建築結構中應用較少,所以本工程僅對鋼框架-混凝土剪力牆和鋼筋混凝土框架-剪力牆兩種結構體系進行分析比較。兩種結構體系所採用梁柱截面、樓板以及填充牆材料如表1所示。採用結構空間有限元設計軟體pkpm—satwe對兩種結構體系進行整體計算,結構的總重量、基本週期、層間位移角等計算結果比較如表2所示。
從表2中的對比可以看出,鋼結構相對於鋼筋混凝土結構,梁柱截面大大減小,總重量減輕15.6%;基本週期和層間位移角有所增加,但均滿足現行規範要求[3,4].
3、經濟性分析
本工程造價依據2023年山東省建築、安裝工程消耗量定額,比較兩種結構體系在基礎、主體、維護結構和施工管理、裝置租賃以及貸款利息等其他方面的造價,具體數值如表3所示。從表3可以看出,由於鋼材的輕質高強,結構自重大大減輕,基礎的費用明顯下降。鋼結構的基礎費用在總造價中所佔比例由混凝土結構的9.
7%下降到7.5%,下降了2.2%,這充分說明了鋼結構在減少基礎費用方面的優勢。
鋼結構住宅主體結構部分的造價佔總造價的55.8%,鋼筋混凝土住宅主體結構部分的造價佔總造價的50.9%,二者差別不大,鋼結構體系所佔比例偏高,主要是由於鋼結構體系的用鋼量大、加工費高造成的,另外鋼結構工種的工人工資高於普通建築工種,以及鋼結構特有的防腐、除鏽和防火的費用,也是造成鋼結構體系造價偏高的乙個因素。
鋼結構住宅比鋼筋混凝土住宅的總造價高的另外乙個原因就是圍護結構的造價高,這是由於目前新型的輕質牆品種少,選擇面窄,**大大高於傳統牆體**造成的。由於鋼結構體系的施工工期短,施工管理、裝置租賃以及貸款利息等其他方面的費用相對較低,這也是鋼結構體系所特有的一大優勢。
4、綜合經濟效益
鋼框架-剪力牆結構相對於鋼筋混凝土結構,柱截面較小,並且圍護結構也相對較薄,兩種結構的標準層結構占有面積比較如表4所示。從表4可以看出,鋼結構體系的結構占有面積從混凝土工程的9.15%下降到5.
86%,即鋼結構住宅戶內有效使用面積可以比混凝土結構提高3.29%。建築有效使用面積的相對增加,可以抵消一部分因採用鋼結構體系而增加的費用,讓開發商得到了實實在在的經濟效益,同時也能夠讓業主得到更多的有效使用面積。
由於鋼結構及配套技術相應部件的絕大部分易於定型化、標準化,一般在工廠加工,現場安裝,施工工期很快。鋼結構的工期一般可以比混凝土結構節省約1/2~1/3左右,這大大降低了施工企業的施工管理費、裝置租賃以及貸款利息,其綜合效益是非常可觀的。再者,鋼結構住宅施工中由於溼作業的減少,減輕了諸如揚塵、排放廢水、雜訊等對環境的汙染;新型牆體材料的保溫節能,減少了建築使用過程中對能源的消耗;鋼材的可迴圈再利用,非常符合社會可持續發展的戰略要求,這些都不是能簡單地用金錢來衡量的。
總之,鋼結構住宅具有柱樑截面小,有效使用面積大、施工速度快、工期短、貸款期短、貸款利息少、綠色環保、材料可重複利用等優點,符合社會可持續發展要求,具有較好的綜合經濟效益。隨著建築技術的發展、輕質材料的應用以及設計方法的改進,鋼結構的造價還會不斷降低,並且隨著建築高度的增加,鋼結構的綜合經濟效益將更加顯著。
5、結語
為推進鋼結構住宅的發展,應從設計、製造、運輸、安裝、維修和管理等環節著手加強管理和協調,以降低成本,提高綜合經濟效益,更加體現出鋼結構住宅的優勢。
1)選擇合理的結構方案、構件布局、截面形狀以及節點構造,儘量減少構件規格品種,做到精心設計,為構件製作、運輸、吊裝創造條件。
2)解決鋼結構住宅建築防火、防腐蝕問題,做到成本增加不多而效果較好。
3)積極開發新型輕質牆體材料,做到原材料因地制宜、工廠化生產、運輸和安裝連線方便,降低牆板**。
4)加強施工組織和管理,充分發揮鋼結構施工工期短的優勢,減少時間成本。
雖然目前鋼結構造價略高,但從建築的有效使用面積增加、基礎費用低、施工速度快、天氣對工期影響小、品質及精確度高、對周圍環境影響小以及建築的可持續發展等綜合經濟效益上分析,鋼結構住宅具有較好的綜合經濟效益。隨著住宅產業現代化的不斷推進,鋼結構住宅發展前景非常廣闊,將會成為中高層以及高層住宅的發展趨勢。
參考文獻
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