預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑經(jīng)濟(jì)性研究

矯霞

摘要：近些年，我國大力倡導(dǎo)建筑工業(yè)化發(fā)展，預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，具備良好的減震抗震效果，并具有有效縮短施工工期以及綠色環(huán)保等特點(diǎn)，十分符合我國頒布的政策以及建筑產(chǎn)業(yè)化的要求，其發(fā)展前景十分廣闊。本文主要分析的是預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)造和建筑的施工成本，以此為相關(guān)人員提供一些幫助和參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配式;鋼結(jié)構(gòu)建筑;經(jīng)濟(jì)性研究

Abstract： In recent years， China has vigorously advocated the development of construction industrialization. The prefabricated steel structure building system has good shock absorption and earthquake resistance effects， and has the characteristics of effectively shortening the construction period and being green and environmentally friendly， so it is in line with the policies promulgated by China and the requirements of construction industrialization， and its development are very broad. This article mainly analyzes the construction and construction cost of prefabricated steel structure buildings to provide some help and reference for relevant personnel.

Key words： prefabricated assembly;steel structure building;economic research

0? 引言

我國正處在經(jīng)濟(jì)社會(huì)與城市化的快速發(fā)展時(shí)期，每年都有大量的建筑項(xiàng)目進(jìn)行施工，大多數(shù)的工程項(xiàng)目所用的結(jié)構(gòu)都是磚混結(jié)構(gòu)或者是現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度過大，且施工周期較長，無法有效保證施工的質(zhì)量，因此預(yù)制裝配式的施工模式應(yīng)時(shí)而生并成為我國建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。而國民受傳統(tǒng)的居住習(xí)慣和思想的影響，到目前為止還不能接受預(yù)制裝配式的建筑結(jié)構(gòu)，對(duì)其的認(rèn)知還存在一定程度上的誤解，導(dǎo)致此種模式的發(fā)展受到很大的阻礙，因此需加大對(duì)裝配式建筑的推廣力度。

1? 預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用情況

預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是由國外傳入中國的，例如法國在工業(yè)化裝配建筑當(dāng)中將預(yù)應(yīng)力混凝土框架體系作為主要結(jié)構(gòu)體系，大部分構(gòu)件連接都是使用焊接的干式連接方式;在美國很多城市中，所選取的建筑結(jié)構(gòu)大部分是以鋼結(jié)構(gòu)和裝配式混凝土結(jié)構(gòu)為主;而澳大利亞的建筑結(jié)構(gòu)較為先進(jìn)，主要將裝配式當(dāng)中輕鋼結(jié)構(gòu)體系與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，逐步實(shí)現(xiàn)了建筑施工的智能化管理。

2? 預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展優(yōu)勢(shì)

長期實(shí)踐證明，裝配式鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)最符合工業(yè)化發(fā)展的要求，而且施工技術(shù)已經(jīng)成熟。預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具備如下優(yōu)勢(shì)：

具備傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的自身優(yōu)勢(shì)，結(jié)構(gòu)自重輕，材料強(qiáng)度高、韌性好，具有良好的抗震性能，能夠?qū)崿F(xiàn)大跨度房屋的建造要求;同條件下，鋼結(jié)構(gòu)截面大大小于混凝土構(gòu)件截面，相對(duì)節(jié)約空間，增加房屋使用高度;鋼結(jié)構(gòu)房屋本身不需要太多的濕作業(yè)，主體構(gòu)件均可實(shí)現(xiàn)工廠制作，現(xiàn)場(chǎng)拼接安裝，節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)人力投入。同時(shí)鋼材可回收利用，能夠保護(hù)環(huán)境，減少建筑垃圾的生成;鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接均采用焊接活螺栓等連接，與混凝土結(jié)構(gòu)相比，更適合工廠制作，現(xiàn)場(chǎng)安裝。

3? 預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中各環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性分析

3.1 預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工成本

施工成本是指在工程項(xiàng)目的施工過程中發(fā)生的全部生產(chǎn)費(fèi)用，主要包括直接成本和間接成本。直接成本是指施工中的人工費(fèi)、材料費(fèi)及施工機(jī)械費(fèi)的總稱，是一個(gè)工程項(xiàng)目中主要支出部分，對(duì)施工成本起決定作用;間接成本是指規(guī)費(fèi)和管理費(fèi)，間接成本一般隨著直接成本的變化而變化，因此直接成本的控制是成本控制的重點(diǎn)。本文主要通過對(duì)兩種建造方式的施工成本進(jìn)行分析，進(jìn)一步將兩種建筑結(jié)構(gòu)體系的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)比較出來。

3.2 使用兩種建造方式的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

選擇預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系可以有效的減少現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的工作量，節(jié)約工期，通過以下幾種構(gòu)件進(jìn)行對(duì)比：

3.2.1 柱

鋼柱與現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱比較，以北京某辦公樓為例，鋼柱含量為22kg/m2，鋼筋混凝土柱含量為0.05m3/m2，采用北京市2016年《北京市建設(shè)工程計(jì)價(jià)依據(jù)——概算定額》及2020年1月北京市造價(jià)信息進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果如下：

①預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)。

鋼柱安裝：施工成本元204.22/m2，其中人工費(fèi)：15.78元/m2，材料費(fèi)：166.5元/m2，機(jī)械費(fèi)：1.02元/m2，綜合工日：0.14工日;鋼柱防腐防火：施工成本21.7元/m2，其中人工費(fèi)：7.81元/m2，材料費(fèi)：8.89元/m2，機(jī)械費(fèi)：0.29元/m2，綜合工日：0.07工日。

②現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱。

施工成本143.25元/m2，其中人工費(fèi)：28.77元/m2，材料費(fèi)：81.22元/m2，機(jī)械費(fèi)：2.57元/m2，綜合工日：0.26工日。

可以看出：使用鋼柱減少混凝土和和模板及腳手架的工程量，節(jié)約工期，減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，減少人工使用量;成本費(fèi)用增加，主要源于鋼構(gòu)件材料費(fèi)用的增加和防腐防火費(fèi)用的增加。

3.2.2 梁

鋼梁與現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁比較，采用與上表相同的測(cè)算案例與方法進(jìn)行測(cè)算，鋼梁含量為68kg/m2，鋼筋混凝土梁含量為0.14m3/m2，結(jié)果如下：

①預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)。

鋼梁安裝：施工成本630.81元/m2，其中人工費(fèi)： 53.11元/m2，材料費(fèi)：499.94元/m2，機(jī)械費(fèi)：10.06元/m2，綜合工日：0.48工日;鋼梁防腐防火：施工成本元262.48/m2，其中人工費(fèi)：94.58元/m2，材料費(fèi)：107.5元/m2，機(jī)械費(fèi)：3.42元/m2，綜合工日：0.87工日。

②現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁。

施工成本元418.52/m2，其中人工費(fèi)：76.54元/m2，材料費(fèi)：248.1元/m2，機(jī)械費(fèi)：6.69元/m2，綜合工日：0.69工日。

可以看出：使用鋼梁減少混凝土和和模板及腳手架的工程量，節(jié)約工期;鋼梁安裝可以減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)及人工使用量，但由于鋼結(jié)構(gòu)的特殊性，需要防腐防火，增加了現(xiàn)場(chǎng)人工;成本費(fèi)用增加，主要源于鋼構(gòu)件材料費(fèi)用的增加和防腐防火費(fèi)用的增加。

3.2.3 樓板

預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑主要采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板、壓型鋼板混凝土組合樓板、鋼筋桁架樓承板、PK預(yù)應(yīng)力疊合樓板等，本文選用120mm鋼筋桁架樓承板與120mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板進(jìn)行對(duì)比，采用與上文相同的測(cè)算方式進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果如下：

①預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)。

鋼筋桁架樓承板：施工成本340.25元/m2，其中人工費(fèi)：18.43元/m2，材料費(fèi)：268.95元/m2，機(jī)械費(fèi)：1.28元/m2，綜合工日：0.17工日。

②現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。

施工成本288.02元/m2，其中人工費(fèi)：58.51元/m2，材料費(fèi)：160.32元/m2，機(jī)械費(fèi)：6.21元/m2，綜合工日：0.53工日。

通過對(duì)比可以看出，采用鋼筋桁架樓承板，能減少現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎量，雖然底板的造價(jià)較高，但是卻節(jié)省了模板和支撐的步驟，大大降低人工使用量，隨著人員勞動(dòng)力的稀缺，人工單價(jià)的增加，采用桁架樓承板具有較大的優(yōu)勢(shì)，同樣成本的增加主要源于材料費(fèi)的增加。

3.2.4 墻體

預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)常用的墻體有蒸壓加氣混凝土砌塊、ALC板、GRC板、鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾芯板等，本文采用200mmALC板內(nèi)墻與200mm加氣混凝土內(nèi)墻進(jìn)行對(duì)比，采用與上文相同的測(cè)算方式進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果如下：

①預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)。

ALC內(nèi)墻：施工成本258.23元/m2，其中人工費(fèi)：33.08元/m2，材料費(fèi)：177.33元/m2，機(jī)械費(fèi)：1.17元/m2，綜合工日：0.29工日。

②加氣混凝土砌塊內(nèi)墻。

施工成本222.53元/m2，其中人工費(fèi)：35.96元/m2，材料費(fèi)：141.32元/m2，機(jī)械費(fèi)：1.63元/m2，綜合工日：0.32工日。

通過對(duì)比可以明顯看出，傳統(tǒng)的墻體施工過程過于復(fù)雜，并且在施工的過程當(dāng)中會(huì)使用到大量的模板和腳手架，采用ALC內(nèi)墻進(jìn)行建造，可以減少濕作業(yè)量，節(jié)省模板和腳手架的搭設(shè)量，節(jié)省鋼筋量，節(jié)省人工。采用此種內(nèi)墻造價(jià)增加相對(duì)較少，造價(jià)增加的主要原因是裝配式構(gòu)件材料費(fèi)用。

通過以上對(duì)比可以看出預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)比傳統(tǒng)的混凝土框架結(jié)構(gòu)造價(jià)多，但可以通過對(duì)構(gòu)件有效組合，節(jié)省人工，節(jié)約工期。

4? 降低預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目的造價(jià)成本的主要措施

4.1 合理的選擇結(jié)構(gòu)體系

在進(jìn)行預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工前期，需要合理的設(shè)計(jì)施工方案，應(yīng)將施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件充分的考慮，合理的選擇恰當(dāng)?shù)氖┕そY(jié)構(gòu)體系，并要在保證符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本功能特質(zhì)充分的發(fā)揮出來，減少材料費(fèi)用。

4.2 選擇合適的樓屋面板體系

選取正確符合樓屋的面板結(jié)構(gòu)，例如選用鋼筋桁架樓承板，不但可以有效的減少樓板的使用量，而且安裝過程的操作也較為簡單，有效增加了預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑模式的綜合經(jīng)濟(jì)性。

4.3 降低墻板體系的成本

不同的墻體材質(zhì)及相對(duì)施工部位對(duì)預(yù)制裝配式建筑的造價(jià)影響較大，尤其是預(yù)制混凝土的外掛墻板，其所需的各項(xiàng)材料費(fèi)與施工機(jī)械費(fèi)普遍較高，在經(jīng)濟(jì)上無法與傳統(tǒng)的墻體施工相比，因此施工時(shí)需要采取一定的成本控制措施。不管是材料的選用還是施工設(shè)計(jì)方面，盡量的減少模具使用量及種類，使用相對(duì)簡單規(guī)范的預(yù)制構(gòu)件，能夠增加模具周轉(zhuǎn)使用的次數(shù)，在一定程度上避免不必要的支出和浪費(fèi);在選擇預(yù)制構(gòu)件的廠家時(shí)，要考慮到構(gòu)件運(yùn)輸?shù)木嚯x，在運(yùn)輸過程當(dāng)中，要將構(gòu)件合理擺放，并保證運(yùn)輸質(zhì)量，降低運(yùn)輸成本，避免出現(xiàn)二次運(yùn)輸?shù)那闆r發(fā)生;在施工進(jìn)度方面，因預(yù)制外墻板主要使用重型吊車進(jìn)行施工，可以通過多項(xiàng)施工程序一同進(jìn)行施工，有效的加快施工進(jìn)度。

5? 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，國家逐漸加深了對(duì)環(huán)境和資源的重視度，預(yù)制裝配式鋼筋建筑具備環(huán)保節(jié)能等特點(diǎn)，而且還可以根據(jù)具體的要求和施工條件來選擇預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和組裝，能夠在保證施工整體性能的同時(shí)，縮短施工周期，進(jìn)一步的提高了預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的積極性，使其成為我國未來建筑行業(yè)發(fā)展的指向標(biāo)。希望本文的以上內(nèi)容能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛君青.預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的分析與研究[J].居業(yè)，2019（04）：69.

[2]姚越.裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條文背景研究與案例分析[D].太原理工大學(xué)，2019.

[3]孔俊東.裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討[J].居舍，2018（29）：166.

[4]婁宇.裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐[J].建筑設(shè)計(jì)管理，2018，35（07）：12-17.