電解車間兩種結(jié)構(gòu)形式土建投資對比

吳旻

（貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司貴州貴陽550081）

電解車間兩種結(jié)構(gòu)形式土建投資對比

吳旻

（貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司貴州貴陽550081）

本文通過對鋼結(jié)構(gòu)形式及混凝土排架結(jié)構(gòu)形式電解車間的工程量進行計算統(tǒng)計，討論電解車間兩種結(jié)構(gòu)形式的土建投資的差別。

電解車間；鋼結(jié)構(gòu)；混凝土排架結(jié)構(gòu)；工程投資

1　前言

最近幾年，隨著世界經(jīng)濟及鋁工業(yè)的快速發(fā)展，我國電解鋁技術(shù)也得到了較大提高，電解車間的產(chǎn)能要求也越來越大，電解槽從240KA到340KA，一直到現(xiàn)在的420KA槽、500KA槽，槽子越來越大，廠房的跨度也越來越大，總投資也越來越大。在設(shè)計中對經(jīng)濟指標的要求也越來越高，除了降低能耗外，就是要節(jié)省建設(shè)投資。而從土建方面來說，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案與便于施工就是重中之重，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計本身就可以節(jié)省投資，而便于施工可大大縮短工期，節(jié)約人工成本，讓業(yè)主盡快見效益。據(jù)權(quán)威資料統(tǒng)計分析，在初步設(shè)計階段，影響工程造價的可能性為75～ 95%；在技術(shù)設(shè)計階段，影響工程造價的可能性為35～75%；在施工圖設(shè)計階段，影響工程造價的可能性為5～35%。因此，設(shè)計方案的優(yōu)劣、設(shè)計質(zhì)量的好壞、設(shè)計是否優(yōu)化對工程造價將產(chǎn)生直接的影響，尤其是初步設(shè)計階段的方案設(shè)計。而任何方案設(shè)計的優(yōu)劣，都要有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為支持。材料選擇不同，工程直接費就不同，總造價也不同，設(shè)計階段合理選擇建筑材料，控制材料單價或工程量，是控制工程造價的最有效途徑。

2　投資分析主體概況

以某工程電解車間為本次分析實例，對鋼結(jié)構(gòu)形式與混凝土排架結(jié)構(gòu)形式進行對比，本次取一個標準跨進行分析。本車間產(chǎn)能為500kt/a，共采用366臺500KA級大型預焙陽極電解槽，每棟廠房內(nèi)配置9臺多功能天車。車間所在地抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度，設(shè)計基本地震加速度值為0.2g，場地類別為Ⅱ類，車間由兩棟完全平行的30m跨廠房組成，單棟廠房長1407.6m，標準柱距為6.9m，與通廊連接處抽柱，柱距為13.8m，兩棟廠房的間距為60m，通過4條通廊連接，通廊采用門式剛架，通廊剛架置于3.3m平臺上，與平臺柱鉸接，車間平面布置如圖1。

圖1　電解車間平面布置圖

3　主體設(shè)計方案構(gòu)成

3.1鋼結(jié)構(gòu)形式

3.3m操作平臺以下為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，3.3m以上采用鋼結(jié)構(gòu)，下柱采用焊接型雙肢柱，吊車梁由獨立的工字型柱支撐，上柱為焊接工字型柱，屋面梁為焊接型實腹式變截面梁，分兩次拼接，梁柱連接采用高強螺栓剛性連接，鋼柱腳采用插入式，吊車梁采用焊接工字型鋼吊車梁，制動系統(tǒng)采用制動板形式，制動板與吊車梁之間用高強螺栓連接。3.3m操作平臺下主梁一端直接置于高杯口上，形成一個鉸接點，另一端與平臺柱剛性連接。剖面圖如圖2。

圖2　電解車間剖面示意圖

3.2混凝土排架結(jié)構(gòu)形式

3.3m操作平臺為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主廠房柱采用預制柱，吊車梁置于牛腿上，屋面為梯形鋼屋架，吊車梁采用焊接工字型鋼吊車梁，預制柱插入杯口基礎(chǔ)。3.3m操作平臺下主梁與預制柱間通過牛腿連接，形成一個鉸接點，另一端與平臺柱剛性連接。預制混凝土柱可工廠加工或現(xiàn)場施工。剖面圖如圖3。

4　分析內(nèi)容

（1）鋼結(jié)構(gòu)形式材料用量計算項目包括：（因篇幅關(guān)系，本文僅將必要的統(tǒng)計表格示出）

①門式剛架的鋼材用量計算；

②吊車梁的鋼材用量計算；

③制動板的鋼材用量計算；

④墻面、屋面系統(tǒng)的鋼材用量計算；

⑤電解車間標準跨用鋼（鋼板、型鋼）量計算；

⑥▼3.250板的混凝土用量、鋼筋用量計算；

⑦▼3.250梁的混凝土用量、鋼筋用量計算；

⑧廠房基礎(chǔ)及平臺基礎(chǔ)的混凝土用量計算；

⑨基礎(chǔ)墊層混凝土的用量計算；

⑩基礎(chǔ)鋼筋的用量計算；

（11）混凝土部分鋼筋及混凝土匯總表。

（2）混凝土排架結(jié)構(gòu)形式材料用量計算項目包括：（因篇幅關(guān)系，本文僅將必要的統(tǒng)計表格示出）

①鋼屋架的鋼材用量計算；

②吊車梁的鋼材用量計算；

③制動板的鋼材用量計算；

④墻面、屋面系統(tǒng)的鋼材用量計算；

⑤電解車間標準跨用鋼（鋼板、型鋼）量計算；

⑥▼3.250板的混凝土用量、鋼筋用量計算；

⑦▼3.250梁的混凝土用量、鋼筋用量計算；

⑧預制柱的鋼筋及混凝土用量計算；

⑨廠房基礎(chǔ)及平臺基礎(chǔ)的混凝土用量計算；

⑩基礎(chǔ)墊層混凝土的用量計算；

(11)基礎(chǔ)鋼筋的用量計算；

(12)混凝土部分鋼筋及混凝土匯總表。

（3）鋼結(jié)構(gòu)形式與混凝土排架結(jié)構(gòu)形式土建提資費用對比見表1。

圖3　混凝土結(jié)構(gòu)電解車間剖面示意圖

5　結(jié)論

混凝土結(jié)構(gòu)形式在材料及人工成本上具有較大優(yōu)勢，對于大型電解車間的投資費用影響較大，以本次工程電解車間為例，材料及人工成本可節(jié)省3275萬元，見表1，其投資僅為鋼結(jié)構(gòu)形式的62%，當然，如果計入母線基礎(chǔ)、槽基礎(chǔ)、及開挖、回填土石方、模板等工程，投資比例應(yīng)在65%左右。從本次分析可看出，混凝土結(jié)構(gòu)形式在土建提資上節(jié)省很多，其主要節(jié)省在兩方面：①混凝土排架與剛架的造價懸殊，相差2473萬元，具體見表2；②混凝土結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)設(shè)計方案優(yōu)化，其采用了淺埋形式，將杯口杯壁加厚，取消了杯口配筋，同時也減少了混凝土用量，減少提資817萬元，具體見表3，由此可看出，任何一個基本構(gòu)件的方案形式確定，都將對建設(shè)提資產(chǎn)生巨大的影響。

表1　電解車間土建投資明細表

表2　電解車間混凝土排架與剛架投資明細表

表3　電解車間基礎(chǔ)投資明細表

TU276

A

1673-0038（2015）14-0134-02

2015-3-21

吳旻（1976-），男，苗族，貴州天柱人，工程師，本科，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。