鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展研究

朱有刃

摘要：鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費(fèi)用省、占用面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等一系列優(yōu)點(diǎn)，與混凝土結(jié)構(gòu)相比它是環(huán)保型的和可再次利用的，也是易于產(chǎn)業(yè)化的建筑結(jié)構(gòu)類型。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；混凝土；綜合經(jīng)濟(jì)效益

1 引言

近年來(lái)隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，高層建筑的建設(shè)量越來(lái)越多，且大部分位于城市的中心位置，對(duì)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)形式，施工操作有較高的要求；同時(shí)，在我國(guó)已有超過(guò) 400 億平方米的既有建筑，建筑能耗越來(lái)越高。鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)間短，濕作業(yè)少，減少能源排放，綠色環(huán)保的特點(diǎn)，大大的減少了上述問(wèn)題的發(fā)生。由于建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)本身存在前期投資大、施工管理和技術(shù)要求及成本在國(guó)內(nèi)而言相對(duì)較高、設(shè)計(jì)人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的掌握整體相對(duì)較弱、大多數(shù)業(yè)主對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑成本特性上的誤解等瓶頸存在，在我國(guó)建筑業(yè)目前發(fā)展水平上，整個(gè)社會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑適用性的疑問(wèn)是一個(gè)相當(dāng)關(guān)鍵的問(wèn)題。

2 我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程

隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的增加，為了鼓勵(lì)建筑用鋼，建設(shè)部成立了“用鋼協(xié)調(diào)小組”，制定了國(guó)家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和 2015 年發(fā)展規(guī)劃綱要，提出了鋼結(jié)構(gòu)住宅的概念。20 世紀(jì) 80 年代中期，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)才開(kāi)始大規(guī)模研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)制造、施工安裝。尤其是鋼結(jié)構(gòu)住宅還是近六、七年才發(fā)展起來(lái)的。隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速，鋼結(jié)構(gòu)建筑以其強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、工業(yè)化程度高、綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點(diǎn)，以及易于產(chǎn)業(yè)化，容易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)的工廠化、施工機(jī)械裝配化，已受到越來(lái)越多的關(guān)注。目前我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展突飛猛進(jìn)，以金茂大廈及在建的環(huán)球金融大廈為代表的“高技派”超高層建筑，如雨后春筍般在大城市紛紛矗立。另一方面以“鳥(niǎo)巢”和“水立方”代表的空間結(jié)構(gòu)也發(fā)展迅速。該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是受力合理、剛度大、重量輕、桿件單一、制作安裝方便，可滿足跨度大、空間高、建筑形式多樣的要求。不僅用于一般民用建筑，而且用于工業(yè)廠房、機(jī)庫(kù)、候機(jī)樓、體育場(chǎng)館、展覽中心等。此外，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑也發(fā)展較快，主要用于輕型的工業(yè)廠房、體育場(chǎng)館、展覽廳、建筑改建等。同時(shí)，與輕鋼結(jié)構(gòu)相配套的保溫、隔熱材料、防火、防腐涂料、采光構(gòu)件、門窗及細(xì)部構(gòu)造連接等也得到了快速發(fā)展，產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量都得到了不斷的提高。

3 鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)

3.1結(jié)構(gòu)性能

在結(jié)構(gòu)性能上，鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)比，最顯著的就是抗震性能了。我國(guó)處于環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶兩大地震帶中間，屬于多地震國(guó)家，因此抗震性能是影響一個(gè)結(jié)構(gòu)體系發(fā)展的重要因素。鋼結(jié)構(gòu)的抗震能力比混凝土結(jié)構(gòu)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，尤其是鋼框架—核心筒的結(jié)構(gòu)形式，既具有混凝土結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大，抵抗水平荷載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，又有鋼結(jié)構(gòu)自重輕，延性好的特點(diǎn)，更加滿足了抗震的需要。

3.2基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量輕，約為混凝土結(jié)構(gòu)的 2/3，因此可以節(jié)約基礎(chǔ)投資，為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)提供方便。尤其我國(guó)地下淤泥較深的沿海一帶或者南方的很多軟土地區(qū)，地質(zhì)條件較差，地基處理耗費(fèi)多，就更可以充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，由需要做地基處理到可以利用天然地基來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，也會(huì)大大減少工程總投資額。鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分的成本比混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)省了高達(dá) 33%，若再考慮節(jié)省地基處理的費(fèi)用，將會(huì)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。另外鋼結(jié)構(gòu)可以很好的與現(xiàn)有的輕質(zhì)加氣混凝土墻板結(jié)合，從而使得整個(gè)結(jié)構(gòu)更加輕巧，節(jié)省更多的成本。

3.3施工條件

鋼結(jié)構(gòu)大部分構(gòu)件都在工廠里制作加工，構(gòu)件精度相對(duì)高一些，質(zhì)量容易保證。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大部分都是在工廠加工，現(xiàn)場(chǎng)安裝的特點(diǎn)，使得其工業(yè)化程度和結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工的裝配化程度高，施工機(jī)械化程度高，鋼柱一般都是取 3 層為一個(gè)施工段，在現(xiàn)場(chǎng)一次性吊裝，鋼梁的安裝、混凝土核心筒的澆筑和樓蓋的施工，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)，因此施工工期可比混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)省 1/2～1/3。鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)間效益明顯，時(shí)間成本少，考慮到工程的綜合投資，可以縮短貸款時(shí)間，減少借貸利息，使工程的投資回收期提前，加快了資金流動(dòng)，減少了財(cái)務(wù)壓力，真正的體現(xiàn)出了“時(shí)間就是金錢”的價(jià)值觀，為開(kāi)發(fā)商增加了收益。

3.4 功能使用

由于鋼結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件截面小，占用的總面積小，所以鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用面積比混凝土結(jié)構(gòu)的多。高層鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)增加有效使用面積 3%～6%左右，是開(kāi)發(fā)商在銷售上可宣傳的亮點(diǎn)，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)收益。同時(shí)這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，也使業(yè)主大大的收益，同樣的價(jià)格可以獲得更多的使用空間。鋼結(jié)構(gòu)梁高比混凝土的小，使我們可以獲得較大的凈空，同時(shí)由于鋼結(jié)構(gòu)可承擔(dān)的跨度大，我們可以獲得更加大的開(kāi)間，使得房?jī)r(jià)更合理的布置，滿足個(gè)人的不同需要。這些主要體現(xiàn)在，建筑總高度確定的條件下，采用鋼結(jié)構(gòu)可以比混凝土多建層數(shù)，從而增加建筑面積；另外，在不增加建筑面積的情況下，保持房間凈高相同，可以降低建筑總高度，從而使得結(jié)構(gòu)水平受力變小，如風(fēng)荷載和地震荷載效應(yīng)減小，節(jié)省結(jié)構(gòu)造價(jià)。

3.5鋼結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展要求

今后隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市改造需要拆除大量的舊建筑，鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的拆除更容易實(shí)施。而且鋼材屬于生態(tài)環(huán)保的綠色材料，回收和再利用率高，拆除成本低，拆除后的鋼構(gòu)件可以直接利用，或經(jīng)加工冶煉處理后，形成新的產(chǎn)品被重新使用，與傳統(tǒng)的水泥磚瓦相比較，污染較小并可以節(jié)省資源。這種可回收循環(huán)使用的方式，符合經(jīng)濟(jì)循環(huán)的要求，是鋼結(jié)構(gòu)的一大優(yōu)點(diǎn)。另外可持續(xù)發(fā)展還包括土地的合理利用，特別是在我國(guó)大中城市中，人多、土地資源少，而人們對(duì)住宅密度、環(huán)境綠地等要求越來(lái)越高，較大范圍應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)住宅，是我國(guó)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。

4 結(jié)語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展目前已經(jīng)具備了很好的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，但是在目前還是沒(méi)有得到顯著的推廣和發(fā)展，這與大家平時(shí)的一些不正確的觀念有著很大的關(guān)系。提起鋼結(jié)構(gòu)，人們普遍認(rèn)為用鋼量大，造價(jià)高，不經(jīng)濟(jì)，這是僅從工程造價(jià)方面分析得出的結(jié)論，具有很大的片面性。真正的判斷一個(gè)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)越性，應(yīng)該全面的進(jìn)行的考慮，考慮綜合的效益。除了工程造價(jià)外，還應(yīng)該從結(jié)構(gòu)性能、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工條件、環(huán)境收益、功能使用和建筑的可持續(xù)發(fā)展等方面做系統(tǒng)、全面的分析，評(píng)判其綜合經(jīng)濟(jì)效益。

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