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如何提高钢结构建筑经济性能及控制工程造价?

发布时间:2016/10/13 点击量:

钢结构建筑.jpg


   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。据权威资料统计分析,在初步设计阶段,影响工程造价的可能性为75%-95%;在技术设计阶段,影响工程造价的可能性为35%-75%;在施工图设计阶段,影响工程造价的可能性为5%-35%。因此设计质量的好坏、设计是否优化对工程造价将产生直接的影响。下面以门式刚架轻钢结构厂房和多、高层钢结构建筑的设计为例,在材料选用、结构体系等方面进行简要分析,探讨在设计阶段控制工程造价,提高建筑经济性能的可行性。

 
   一、材料选用方面工程造价控制
 
   由于我国钢产量已经突破两亿吨,钢材品种更趋于多样化。各种新型建材,如轻质保温墙板、彩涂压型钢板楼承板等不断开发出来并推广应用。建筑钢结构在设计阶段材料的选择上有了更大的空间。材料选择不同,工程直接费不同,总造价不同。设计阶段合理选择建筑材料,控制材料单价或工程量,是控制工程造价的有效途径。试举例如下:
 
   (1)彩涂钢板:彩涂钢板一般用于轻钢厂房屋面板和墙面板,有不同板型、不同基板厚度和钢号、不同镀锌板类别和镀锌层厚度以及不同的彩涂层类别,在形式上又可选用单板、保温复合板、单板加内保温层等,其中保温层又有超细玻璃丝棉、硬质岩棉、聚苯乙烯等类别及厚度的不同,这些不同都造成单方材料价格的差异,从而影响厂房工程总造价。所以设计时要根据厂房性质、大气环境等因素综合考虑,合理选用板材,控制工程造价。
 
   (2)多、高层住宅钢结构体系的墙体材料:墙体材料造价一般占土建工程造价的15%-25%。对于多、高层住宅钢结构体系来说,选用配套、经济、节能的墙体材料至关重要。目前,设计选用的外墙材料主要有水泥保温外墙板、轻质加气混凝土砌块、NALC板等;内墙材料主要有改性石膏板、GRC内墙板、水泥保温复合板等。
 
   (3)多、高层钢结构建筑楼(屋)面的楼承板:设计时,根据在楼(屋)盖结构体系中的作用,楼承板可采用两种形式,即①楼承板只作为永久性模板,一般采用普通镀锌压型钢板即可,对最小镀锌量和耐火时间要求较低,价格较便宜;②施工时作为模板,在使用阶段则替代受拉钢筋,即组合楼板。由于在设计中考虑楼承板作为受拉筋,其使用寿命必须与主钢结构的使用寿命保持一致,所以对其最小镀锌量和耐火时间要求较高,单方价格相对较高。
 
   (4)钢材规格及材质:由于钢材品种的增多,结构设计时可选择的构件形式也多了。比如框架柱,可采用热轧H型钢、焊接H型钢、螺旋焊接圆钢管、焊接方钢管以及组合截面等形式,钢梁可采用等截面、变截面等形式。材质可采用Q235普碳钢,也可采用Q345低合金钢。设计时应尽可能采用高强度等级的材料,比如采用Q345钢比采用Q235钢就可节约钢材15%-25%,用于受拉或受弯构件节约比例较大。设计时要选用经济截面型材,比如热轧H型钢、T型钢等。在某些情况下,采用热轧H型钢柱、梁可能比采用焊接H型钢用钢量稍多,但从加工成本、施工进度等方面综合考虑,其造价可能更有优势。
 
   二、结构体系方面工程造价控制
 
   不同的结构体系和平、立面布置对工程造价的影响较明显。在设计阶段只有根据建筑物的使用功能要求,确定合理的平、立面布置和结构体系,才能有效控制工程造价,做到经济适用。列举如下:
 
   (1)根据有关资料测算分析,对于多层建筑,不同层数对土建工程造价的影响为10%-25%;不同层高对土建工程造价的影响为1.5%-12%。
 
   (2)门式刚架轻钢结构厂房设计,同样存在经济跨度和刚架最优间距。在工艺要求允许的情况下,尽量选择小跨度的门式刚架较为经济。一般情况下,门式刚架的最优间距为6m-9m,当设有大吨位吊车时,经济柱距一般为7m-9m,不宜超过9m,超过9m时,屋面檩条、吊车梁与墙架体系的用钢量也会相应增加,造价并不经济。
 
   (3)在多、高层钢结构中,楼板结构体系的工程量占有较大比重,对结构的工作性能、造价都有重要影响。在确定楼板结构方案时,主要考虑要保证楼板有足够的平面整体刚度,能减轻结构的自重及减小结构层的高度,有利于现场安装方便及快速施工,还要有较好的防火、隔音性能,并便于管线的敷设。常用楼板做法有:压型钢板组合楼板、预制楼板、叠合楼板和普通现浇钢筋混凝土楼板等。目前最常用的做法为压型钢板组合楼板和普通现浇钢筋混凝土板。当采用这两种做法时,考虑现浇板与钢梁组合成为共同受力的组合梁,能有效降低钢梁高度,较多地节约钢材。
 
   (4)在高层钢结构中,框架柱采用圆形钢管混凝土柱,梁、板采用钢-砼组合结构,总用钢量比普通钢结构用钢量有大幅度减小,能有效降低工程造价。
 
   钢结构建筑所具有的优点决定其必将具有强大的生命力。设计阶段技术创新、选材配套、设计优化是控制造价、促进建筑钢结构走向产业化的关键阶段。为此,强调以下几点:
 
   (1)提高设计人员的素质,重视设计人员的继续教育和业务知识的更新培训。同时,要强调技术与经济相结合,设计中注重价值工程的运用,要做多方案比较,把控制工程造价放到重要位置。
 
   (2)在设计中引进竞争机制,开展设计招标,方案优化竞赛。以技术先进、安全适用、经济合理、节约投资为目的。
 
   (3)采用限额设计和设计出图前的审查制度,不能只注重技术性而忽视经济性 。
 
   (4)工程设计人员尽量避免设计与施工相脱节的现象发生,减少设计变更的发生,应尽量控制其费用发生量,层层把关等方法,以使投资得到更有效的控制。