長(zhǎng)慶油田地面建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段工程造價(jià)控制

顏朝勇　胡銀學(xué)　張　峰　章小龍　吳劍剛　景江英

[摘 要] 建筑鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能一直是油田地面建設(shè)中最受關(guān)注的問題之一,工期和成本的互悖性在一定程度上制約了油田產(chǎn)建中鋼結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用。為了設(shè)計(jì)階段有效的控制工程造價(jià),提高地面建設(shè)建筑經(jīng)濟(jì)性能是關(guān)鍵所在。本文在西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司油田地面建設(shè)設(shè)計(jì)門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房以及多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)逐漸應(yīng)用基礎(chǔ)上,對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料選用、結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化等方面進(jìn)行了分析,對(duì)油田工藝水處理間、注水泵房、輸油泵房的基礎(chǔ)及彩鋼部分按照建安工程費(fèi)、平方米造價(jià)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析,探討了設(shè)計(jì)階段控制鋼結(jié)構(gòu)工程造價(jià)的可行性。

[關(guān)鍵詞] 油田地面建設(shè);鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性能;優(yōu)化設(shè)計(jì);造價(jià)控制

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2009 . 20 . 033

[中圖分類號(hào)]F273.1[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1673-0194(2009)20-0089-03

1 引言

由于國(guó)家政策、鋼材生產(chǎn)、構(gòu)件制作、設(shè)計(jì)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范修訂等方面的有利因素,近幾年我國(guó)的建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。新材料、新部品、新結(jié)構(gòu)體系不斷出現(xiàn),鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研發(fā)、制作安裝能力日益強(qiáng)大,建筑鋼結(jié)構(gòu)向多樣性、適用性、經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。在鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)工程量計(jì)算中,各類型鋼工程量計(jì)算的效率和準(zhǔn)確度以及市場(chǎng)價(jià)格的確定直接影響鋼結(jié)構(gòu)工程的造價(jià)。由于鋼結(jié)構(gòu)工期短、工藝要求簡(jiǎn)單的特點(diǎn),順應(yīng)了長(zhǎng)慶油田3 000萬(噸)在握,5000萬(噸)在望的生產(chǎn)形勢(shì)要求。

建筑鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能一直是大家最為關(guān)注的一個(gè)問題。如何控制工程造價(jià),充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的綜合優(yōu)勢(shì),工程設(shè)計(jì)階段最為關(guān)鍵。據(jù)權(quán)威資料統(tǒng)計(jì)分析,在初步設(shè)計(jì)階段,影響工程造價(jià)的可能性為75%~95%;在技術(shù)設(shè)計(jì)階段,影響工程造價(jià)的可能性為35%~75%;在施工圖設(shè)計(jì)階段,影響工程造價(jià)的可能性為5%~35%。因此設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞、設(shè)計(jì)是否優(yōu)化對(duì)工程造價(jià)將產(chǎn)生直接的影響。下面以門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房和多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)為例,在材料選用、結(jié)構(gòu)體系等方面進(jìn)行分析論述,探討在設(shè)計(jì)階段控制工程造價(jià),提高建筑經(jīng)濟(jì)性能的可行性。

2 建筑材料選型方面工程造價(jià)控制

由于長(zhǎng)慶油田產(chǎn)量即將跨越3 000萬噸,地面建設(shè)的鋼材品種更趨于多樣化。各種新型建材,如輕質(zhì)保溫墻板、彩涂壓型鋼板、彩鋼保溫板等不斷推廣應(yīng)用。建筑鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)階段材料的選擇上有了更大的空間。材料選擇不同,則工程直接費(fèi)不同,總造價(jià)不同。設(shè)計(jì)階段合理選擇建筑材料,控制材料單價(jià)或工程量,是控制工程造價(jià)的有效途徑。試舉例如下:

(1)彩涂鋼板:彩涂鋼板一般用于輕鋼廠房屋面板和墻面板,有不同板型、不同基板厚度和鋼號(hào)、不同鍍鋅板類別和鍍鋅層厚度以及不同的彩涂層類別,在形式上又可選用單板、保溫復(fù)合板、單板加內(nèi)保溫層等,其中保溫層又有超細(xì)玻璃絲棉、硬質(zhì)巖棉、聚苯乙烯等類別及厚度的不同,這些因素不同都造成單方材料價(jià)格的差異,從而影響廠房工程總造價(jià)。所以設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)廠房性質(zhì)、大氣環(huán)境等因素綜合考慮,合理選用板材,控制工程造價(jià)。

(2)建筑鋼結(jié)構(gòu)體系的墻體材料:墻體材料造價(jià)一般占土建工程造價(jià)的15%~25%。對(duì)于多、高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系來說,選用配套、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的墻體材料至關(guān)重要。目前,設(shè)計(jì)選用的外墻材料主要有聚苯保溫外墻板、輕質(zhì)加氣混凝土砌塊、NALC板等;內(nèi)墻材料主要有改性石膏板、GRC內(nèi)墻板、聚苯保溫復(fù)合板等。西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)優(yōu)化的系列輕質(zhì)保溫復(fù)合墻板也已應(yīng)用于在建鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅工程中,逐步使鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)體系走向模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、定型化和工業(yè)化,為降低綜合造價(jià)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。

(3)建筑鋼結(jié)構(gòu)建筑樓(屋)面的樓承板:設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)在樓(屋)蓋結(jié)構(gòu)體系中的作用,樓承板可采用兩種形式:①樓承板只作為永久性模板,一般采用普通鍍鋅壓型鋼板即可,對(duì)最小鍍鋅量和耐火時(shí)間要求較低,價(jià)格較便宜;②施工時(shí)作為模板,在使用階段則替代受拉鋼筋,即組合樓板。由于在設(shè)計(jì)中考慮樓承板作為受拉筋,其使用壽命必須與主鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命保持一致,所以對(duì)其最小鍍鋅量和耐火時(shí)間要求較高,單方價(jià)格相對(duì)較高。

(4)鋼材規(guī)格及材質(zhì):由于鋼材品種的增多,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可選擇的構(gòu)件形式也多了。比如框架柱,可采用熱軋H型鋼、焊接H型鋼、螺旋焊接圓鋼管、焊接方鋼管以及組合截面等形式,鋼梁可采用等截面、變截面等形式。材質(zhì)可采用Q235普碳鋼,也可采用Q345低合金鋼。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能采用高強(qiáng)度等級(jí)的材料,比如采用Q345鋼比采用Q235鋼就可節(jié)約鋼材15%~25%,用于受拉或受彎構(gòu)件節(jié)約比例較大。設(shè)計(jì)時(shí)要選用經(jīng)濟(jì)截面型材,比如熱軋H型鋼、C型鋼等。在某些情況下,采用熱軋H型鋼柱、梁可能比采用焊接C型鋼用鋼量稍多,但從加工成本、施工進(jìn)度等方面綜合考慮,其造價(jià)可能更有優(yōu)勢(shì)(參見表1)。

3 結(jié)構(gòu)體系方面工程造價(jià)控制

不同的結(jié)構(gòu)體系和平面、立面布置對(duì)工程造價(jià)的影響較明顯。在設(shè)計(jì)階段只有根據(jù)建筑物的使用功能要求,確定合理的平面、立面布置和結(jié)構(gòu)體系,才能有效控制工程造價(jià),做到經(jīng)濟(jì)適用。列舉如下:

(1)根據(jù)有關(guān)資料測(cè)算分析,對(duì)于多層建筑,不同層數(shù)對(duì)土建工程造價(jià)的影響為10%～25%;不同層高對(duì)土建工程造價(jià)的影響為1.5%～12%。

(2)門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì),同樣存在經(jīng)濟(jì)跨度和剛架最優(yōu)間距。在工藝要求允許的情況下,盡量選擇小跨度的門式剛架較為經(jīng)濟(jì)。一般情況下,門式剛架的最優(yōu)間距為6m～9m,當(dāng)設(shè)有大噸位吊車時(shí),經(jīng)濟(jì)柱距一般為7.5m～9m,不宜超過9m,超過9m時(shí),屋面檁條、吊車梁與墻架體系的用鋼量也會(huì)相應(yīng)增加,造價(jià)并不經(jīng)濟(jì)。表2是按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS102:98)進(jìn)行設(shè)計(jì)的廠房主鋼用鋼量,通過橫向、縱向比較,可以看出各影響因素在設(shè)計(jì)階段合理確定的意義。設(shè)計(jì)荷載取值:恒載0.3kN/m2、活載0.5kN/m2、基本風(fēng)壓0.55 kN/m2,不考慮吊車及懸掛荷載。

(3)在多、高層鋼結(jié)構(gòu)中,樓板結(jié)構(gòu)體系的工程量占有較大比重,對(duì)結(jié)構(gòu)的工作性能、造價(jià)都有重要影響。在確定樓板結(jié)構(gòu)方案時(shí),主要考慮要保證樓板有足夠的平面整體剛度,能減輕結(jié)構(gòu)的自重及減小結(jié)構(gòu)層的高度,有利于現(xiàn)場(chǎng)安裝方便及快速施工,還要有較好的防火、隔音性能,并便于管線的敷設(shè)。常用樓板做法有:壓型鋼板組合樓板、預(yù)制樓板、疊合樓板和普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板等。目前最常用的做法為壓型鋼板組合樓板和普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。當(dāng)采用這兩種做法時(shí),考慮現(xiàn)澆板與鋼梁組合成為共同受力的組合梁,能有效降低鋼梁高度,較多地節(jié)約鋼材。

(4)在高層及復(fù)雜高低連跨鋼結(jié)構(gòu)中,框架柱采用圓形鋼管混凝土柱,梁、板采用鋼-砼組合結(jié)構(gòu),總用鋼量比普通鋼結(jié)構(gòu)用鋼量有大幅度減小,能有效降低工程造價(jià)。

4 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的優(yōu)點(diǎn)決定其必將具有強(qiáng)大的生命力。設(shè)計(jì)階段技術(shù)創(chuàng)新、選材配套、設(shè)計(jì)優(yōu)化是控制造價(jià)、促進(jìn)建筑鋼結(jié)構(gòu)走向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化的關(guān)鍵階段。為此在設(shè)計(jì)中以注重以下幾點(diǎn):

(1)在加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員和技術(shù)經(jīng)濟(jì)人員溝通,重視人員的素質(zhì)繼續(xù)教育和業(yè)務(wù)知識(shí)的更新培訓(xùn)的同時(shí),強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合,設(shè)計(jì)中注重價(jià)值工程的運(yùn)用,做多方案比較,把控制工程造價(jià)放到重要位置。

(2)在油田站場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、數(shù)字化機(jī)制,開展設(shè)計(jì)優(yōu)化,方案優(yōu)化比選。以技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約投資為目標(biāo),形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)模式。

(3)在單井地面建設(shè)投資控制的原則下,對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)等小型單體邊緣投資采用優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工圖的方案審查對(duì)比制度,既要注重技術(shù)性,也不忽視經(jīng)濟(jì)性。