不同結(jié)構(gòu)體系高層建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益研究

陳子強(qiáng)

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國許多高層建筑拔地而起，不同結(jié)構(gòu)體系高層建筑綜合經(jīng)濟(jì)效益的研究和分析逐漸成為了工程界相關(guān)學(xué)者和高層建筑投資者關(guān)注的焦點(diǎn)?；谝陨?，本文分別研究了高層建筑的三種結(jié)構(gòu)體系，并對(duì)比了三種結(jié)構(gòu)體系高層建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益，旨在為相關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)體系選型提供參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)體系；高層建筑；綜合經(jīng)濟(jì)效益

一、前言

就目前來看，我國高層建筑建設(shè)數(shù)量越來越多，高層建筑有著施工周期長、投資大、建筑面積大、資金回報(bào)周期長的特點(diǎn)。對(duì)于高層建筑來說，結(jié)構(gòu)造價(jià)比例相對(duì)較高，這就需要對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系的高層建筑綜合經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，以此來選擇最高性價(jià)比的結(jié)構(gòu)體系，降低高層建筑建設(shè)成本。而影響結(jié)構(gòu)體系高層建筑綜合經(jīng)濟(jì)效益的因素較多，其不僅僅涉及到結(jié)構(gòu)材料方面，還涉及到結(jié)構(gòu)自重、建筑面積以及施工速度等眾多方面，因此應(yīng)當(dāng)綜合考慮多方面影響因素進(jìn)行分析?；谝陨?，本文簡要研究了不同結(jié)構(gòu)體系高層建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

二、不同結(jié)構(gòu)體系造價(jià)成本分析

（一）鋼結(jié)構(gòu)體系

鋼結(jié)構(gòu)體系有著材料強(qiáng)度高、施工方便、建筑使用空間大以及受到氣候條件的影響小等特點(diǎn)。隨著鋼產(chǎn)量不斷提升以及高層建筑高度不斷增加，鋼結(jié)構(gòu)體系在高層建筑中的應(yīng)用越來越廣泛。但相較于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系來說，鋼結(jié)構(gòu)體系的造價(jià)相對(duì)較高，但鋼結(jié)構(gòu)體系有著自重輕的特點(diǎn)，因此在使用的過程中基礎(chǔ)造價(jià)會(huì)降低，同時(shí)使用鋼結(jié)構(gòu)體系能夠有效增加高層建筑的使用面積，且施工周期縮短，這就降低了人工成本，因此能夠相當(dāng)程度彌補(bǔ)鋼結(jié)構(gòu)體系與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系之間的造價(jià)差價(jià)[1]。此外，隨著高層建筑層數(shù)的不斷增加，建筑高度越來越大，樓蓋跨度也越來越大，鋼結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益也愈發(fā)凸顯，其與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系之間的造價(jià)差價(jià)也越來越小。

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)體系來說，其造價(jià)主要包括鋼材費(fèi)用、制作安裝費(fèi)用以及防火防腐涂料費(fèi)用三個(gè)部分，其中鋼材費(fèi)用所占比例最大，為45%，防火防腐涂料費(fèi)用所占比例最小，為25%，制作安裝費(fèi)用所占比例位于二者之間，為36%。為了提升鋼結(jié)構(gòu)體系的綜合經(jīng)濟(jì)效果，應(yīng)當(dāng)盡量選擇構(gòu)建形式簡單、節(jié)點(diǎn)連接簡潔標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)因地制宜的采取防火措施和防腐措施，以此來降低鋼結(jié)構(gòu)體系的安裝費(fèi)用和防火防腐涂料費(fèi)用，從而降低鋼結(jié)構(gòu)體系的整體造價(jià)，提升其綜合經(jīng)濟(jì)效益。

（二）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系有著剛度大、防火性能好的特點(diǎn)，相較于鋼結(jié)構(gòu)體系來說，其造價(jià)較低，但鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常有著較大的自重，且施工工藝相對(duì)復(fù)雜，施工周期較長，這就使得在應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的過程中會(huì)衍生出一些其他費(fèi)用[2]。此外，對(duì)于地震烈度較高地區(qū)、采用軟土地基地區(qū)的高層建筑來說，應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎選擇使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。

對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系來說，其造價(jià)主要分為混凝土材料費(fèi)用、鋼筋材料費(fèi)用以及模板和臨時(shí)支撐材料費(fèi)用，其中模板和材料支撐材料費(fèi)用所占比例最大，能夠達(dá)到30%-60%，混凝土材料取材方便，因此其所占費(fèi)用比例最小，通常為15%-20%，而鋼筋材料費(fèi)用所占比例介于上述兩者之間，一般為20%-30%。需要注意的是，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的模板和鋼筋工程需要的人力成本較多，近年來，隨著建筑業(yè)的興起，建筑業(yè)人工人本也水漲船高，這也使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的整體造價(jià)呈現(xiàn)不斷攀升的趨勢，其與鋼結(jié)構(gòu)體系造價(jià)之間的差異逐漸縮小，但總體上來看，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的綜合經(jīng)濟(jì)效益還比較客觀。

（三）鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系

鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系指的是將鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)二者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在同一結(jié)構(gòu)體系中不僅使用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，還使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，綜合二者的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，從而獲得更加的綜合經(jīng)濟(jì)效益[3]。鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系能夠有效降低對(duì)鋼材料的用量，從而降低成本，當(dāng)前有著眾多鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系形式，例如鋼混凝土柱、鋼混凝土組合梁等，這些組合構(gòu)件在當(dāng)今高層建筑中應(yīng)用十分廣泛，例如臺(tái)北101大廈、迪拜塔以及上海金融中心等高層建筑都應(yīng)用了鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系，并取得了良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

三、不同結(jié)構(gòu)體系綜合經(jīng)濟(jì)效益的系統(tǒng)性比較

（一）自重對(duì)比

對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系來說，其標(biāo)準(zhǔn)層質(zhì)量一般為1.3-1.8噸/平方米，而鋼結(jié)構(gòu)體系的標(biāo)準(zhǔn)層質(zhì)量則一般為1噸/平方米，相較于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系來說，鋼結(jié)構(gòu)體系與鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系在自重方面都有著不同程度的降低，這就一定程度上降低了造價(jià)。自重降低不僅能夠有效節(jié)約運(yùn)輸和吊裝的費(fèi)用，同時(shí)自重的降低能夠有效減弱地震的作用。據(jù)相關(guān)研究表明，高層建筑自重減輕一半，其地震烈度會(huì)降低一度，工程造價(jià)也會(huì)有著一定程度的降低，降低幅度一般在3%-5%之間[4]。此外，高層建筑自重降低還會(huì)降低地基造價(jià)和地基處理費(fèi)用，尤其在軟體地基地區(qū)，這種綜合經(jīng)濟(jì)效益尤為明顯。下表為某建筑三種結(jié)構(gòu)體系在自重方面的比較：

（二）占用面積對(duì)比

相較于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系來說，鋼結(jié)構(gòu)體系以及鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系在占用面積方面有著明顯的優(yōu)勢，能夠有效增加高層建筑的使用面積，某酒店屬于高層建筑，其建筑面積約為50000平方米，使用鋼結(jié)構(gòu)體系或鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系比使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系增加的有效使用面積達(dá)到1500-3000平方米，相當(dāng)于增加了十余套客房，這就能夠有效增加建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

（三）施工速度對(duì)比

不同高層建筑結(jié)構(gòu)體系在施工工藝上有著明顯的差異性，這就影響了施工速度，施工速度的提升能夠有效縮短工期，這不僅能夠降低人工成本，還能夠降低貸款利息，提早收回投資，對(duì)于增加高層建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益有著重要的作用[5]。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)體系來說，其所使用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大多可以實(shí)現(xiàn)工程化生產(chǎn)和加工，這就有效節(jié)省了現(xiàn)場生產(chǎn)時(shí)間，同時(shí)在安裝的過程中，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工作業(yè)面較多，操作空間較大，能夠有效避免材料消耗，提升施工效率，從而縮短工期。相較于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系來說，鋼結(jié)構(gòu)體系和鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系能夠縮短工期達(dá)到1/3-1/2，這就提升了高層建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益。表2為某高層建筑不同結(jié)構(gòu)體系的施工速度預(yù)估對(duì)比表。

四、結(jié)論

綜上所述，不同結(jié)構(gòu)體系高層建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益是有著一定的區(qū)別的，但其影響因素眾多，不能一概而論哪種結(jié)構(gòu)體系綜合經(jīng)濟(jì)效益更好，應(yīng)當(dāng)根據(jù)高層建筑工程實(shí)際情況，綜合多方面因素考慮來評(píng)估各個(gè)結(jié)構(gòu)體系的綜合經(jīng)濟(jì)效益，以此為依據(jù)并在保證高層建筑施工功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)體系選型。（作者單位：遼寧科技大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

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