輕工車間結(jié)構(gòu)選型的技術(shù)與經(jīng)濟指標(biāo)對比淺析

邵楠楠 楊延欣 汪瀟瀟 辛鳳利

摘要：我國現(xiàn)已投產(chǎn)或在建的輕工車間廠房大部分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，也有部分為鋼結(jié)構(gòu)主廠房，兩種結(jié)構(gòu)形式在技術(shù)和經(jīng)濟方面各有優(yōu)勢和劣勢。文章主要從技術(shù)、造價和施工進度等方面，對兩種結(jié)構(gòu)形式在輕工車間廠房選型中的應(yīng)用進行分析和比較。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);輕工廠房;對比分析

1兩種結(jié)構(gòu)方案技術(shù)比較

混凝土本身是脆性材料，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱截面大，節(jié)點抗震延性差，抗震消能能力差，結(jié)構(gòu)遇震破壞后難以修復(fù)。主廠房若采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計時需要特別注意薄弱層的加強，并避免柱子先于梁出現(xiàn)塑性鉸、導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌性破壞。鋼材本身是一種延性很好的材料，主廠房若采用鋼結(jié)構(gòu)，只要結(jié)構(gòu)布置合理，抗震構(gòu)造措施得當(dāng)，其抗震性能比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要好得多。從國內(nèi)外的地震時建筑物的破壞情況證明了這一點，同時鋼結(jié)構(gòu)在震后也比較容易修復(fù)，但其造價要比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高一些，且后期需進行定期維護。

1.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

（1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，施工技術(shù)日趨先進和成熟，可根據(jù)工期及場地情況，靈活選擇預(yù)制或現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)形式。隨著施工技術(shù)及設(shè)備的進步發(fā)展，采用新機具、新設(shè)備，已使得現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工越來越方便和快捷。在施工安排合理的情況下，該結(jié)構(gòu)型式已不再成為制約工程進度的因素。

（2）通過技術(shù)經(jīng)濟比較，鋼筋混凝土廠房是目前使用的最經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)形式之一。尤其是在大體積工業(yè)廠房工程中，與鋼結(jié)構(gòu)形式相比，鋼筋混凝土廠房工程費用造價低，經(jīng)濟效益更為顯著。

（3）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在實際的應(yīng)用中，可與鋼結(jié)構(gòu)組合使用，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的各自優(yōu)點，既有利于縮短與鋼結(jié)構(gòu)的工期差別，又能一定程度上降低工程造價。

（4）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防火性能好，后期一般不需進行維護。

1.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點

（1）在車間廠房工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因梁、柱截面比鋼結(jié)構(gòu)要大很多，給工藝布置帶來了很多不利影響，從而導(dǎo)致廠房高度提高、跨度加大、廠房體積增大。

（2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重大，基礎(chǔ)費用相應(yīng)會有所增加。

（3）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因現(xiàn)場施工周期長，受氣候條件影響會較大，在惡劣天氣環(huán)境下的施工質(zhì)量難以得到保證。

（4）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)截面剛度大，難有較好的延展性，抗震性能比鋼結(jié)構(gòu)形式差。

（5）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量影響因素相對較多，質(zhì)量穩(wěn)定風(fēng)險更大，但從我國多年來的廠房工程建設(shè)情況看，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主廠房的質(zhì)量完全可以滿足且達到設(shè)計意圖，特別是選擇實力強的專業(yè)建設(shè)隊伍，混凝土結(jié)構(gòu)完全可以達到很高的質(zhì)量水平。

1.3鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

（1）鋼結(jié)構(gòu)安裝簡便，施工周期短，廠房的有效利用面積大。

（2）鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自重較輕，能更好地減小地震作用的影響，相應(yīng)就減少了基礎(chǔ)的建設(shè)費用，具有較高的性價比。

（3）鋼結(jié)構(gòu)自重輕、強度高、延性好，對抗震有很好的適應(yīng)性和優(yōu)越性。在高烈度區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)較混凝土結(jié)構(gòu)在抗震性能方面優(yōu)勢明顯;但在中、低烈度區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)較混凝土結(jié)構(gòu)在抗震性能方面優(yōu)勢就不那么明顯。

（4）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造可在車間內(nèi)進行，有利于保證加工質(zhì)量，基本可以不受自然條件影響，生產(chǎn)及安裝的機械化程度高。

（5）鋼結(jié)構(gòu)廠房不需另設(shè)設(shè)備埋件，在埋件方面較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)減少了施工麻煩。

1.4鋼結(jié)構(gòu)的缺點

（1）鋼結(jié)構(gòu)廠房單位體積造價較混凝土廠房要高。

（2）鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火、防腐性能不如混凝土結(jié)構(gòu)廠房。

（3）鋼結(jié)構(gòu)廠房在運行期間存在定期維護問題，維護工作不僅會對運行產(chǎn)生一定影響，還會增加業(yè)主的工作量，較為煩雜瑣碎。

2工程造價分析與比較

2.1工程建安費

相對于鋼結(jié)構(gòu)主廠房，混凝土結(jié)構(gòu)主廠房造價要低，施工工期略長，以沈陽輝山乳業(yè)主車間兩廠房為例，兩個工程均為同一家設(shè)計院設(shè)計，鋼結(jié)構(gòu)主廠房造價較混凝土結(jié)構(gòu)主廠房要高5000萬元左右，主要由鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土工程量差異引起。

2.2全壽命期的費用

鋼結(jié)構(gòu)防火、防腐性能較混凝土差，特別是沿海地區(qū)火電廠對防腐要求更高。防腐材料一般使用壽命為3～5年，如采用優(yōu)質(zhì)長效防腐處理材料，第一次維護周期最長可達10年，以后每3～5年需維護一次。受防火、防腐材料的使用壽命限制，鋼結(jié)構(gòu)主廠房在運行期，需周期性對鋼結(jié)構(gòu)進行防腐維護。粗略按每5年維護一次考慮，每次維護費用按200萬計，在不計資金的時間價值情況下，僅靜態(tài)費用則需2000萬元左右。

2.3材料價格的市場風(fēng)險

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主廠房主要材料用量為鋼筋和混凝土，材料主要需求為地材，可由施工單位包工包料施工，需支付給施工單位的預(yù)付款比例相對要低。而鋼結(jié)構(gòu)主廠房對鋼材需求量較大，且一般為成品H型鋼供貨到現(xiàn)場，雖然工期短，但前期資金壓力較大。另一方面，鋼材價格市場波動性更大，工程造價的靜態(tài)投資準(zhǔn)確性不易掌握，市場風(fēng)險較大，故采用鋼結(jié)構(gòu)主廠房的廠房工程準(zhǔn)備金則需相應(yīng)增加。

3工期分析與比較

3.1工期影響因素

（1）對于鋼結(jié)構(gòu)主廠房工程來說，鋼結(jié)構(gòu)一般由制作單位工廠化加工，現(xiàn)場安裝單位就多了一道供貨環(huán)節(jié)，增加了協(xié)調(diào)工作量，且鋼結(jié)構(gòu)供貨是否及時是影響安裝工期的關(guān)鍵。

（2）鋼結(jié)構(gòu)主廠房施工需遵循鋼結(jié)構(gòu)施工的程序較多，如螺栓初擰到終擰需滿足一定的間隙時間;鋼結(jié)構(gòu)主廠房的樓層板一般為壓型鋼板底模的鋼筋混凝土板，需在鋼結(jié)構(gòu)終擰完成后，再進行澆筑。

（3）即便廠房采用鋼結(jié)構(gòu)，汽機基礎(chǔ)仍為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，故而專業(yè)交叉、交接就更多，均需按部就班地完成，工序間易耗費時間，組織緊湊施工較困難，不利于工程搶工。

（4）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主廠房施工專業(yè)相對單一，施工較單純，組織施工可緊湊安排，工期可內(nèi)控，把握度較高。

3.2主廠房結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵線路

（1）鋼結(jié)構(gòu)主廠房的土建施工關(guān)鍵線路一般為主廠房樁基施工→主廠房基礎(chǔ)施工（含汽機基座基礎(chǔ)）→主廠房框架鋼結(jié)構(gòu)吊裝、汽機基座上部結(jié)構(gòu)施工→各層平臺施工→主廠房封閉完成。

（2）混凝土結(jié)構(gòu)主廠房的土建施工關(guān)鍵線路一般為主廠房樁基施工→主廠房基礎(chǔ)施工（含汽機基座基礎(chǔ)）→主廠房框架、汽機基座上部結(jié)構(gòu)→各層平臺施工→主廠房封閉完成。

4結(jié)束語

綜合工程的技術(shù)、造價和工期等方面因素，只要采取合理的結(jié)構(gòu)體系，兩種結(jié)構(gòu)形式均能滿足抗震設(shè)計規(guī)范的各項抗震性能要求，從技術(shù)角度和理論計算上來講都是可行的。鋼結(jié)構(gòu)主廠房主要優(yōu)勢在于工期相對較短，混凝土結(jié)構(gòu)主廠房優(yōu)勢在于造價低，易維護。從近年來我國輕工車間廠房建設(shè)的實際狀況，混凝土結(jié)構(gòu)主廠房占有壓倒性的優(yōu)勢，隨著混凝土結(jié)構(gòu)主廠房施工技術(shù)方法的不斷改進和發(fā)展，機械化程度的不斷提高，不斷縮小與鋼結(jié)構(gòu)主廠房在工期上的差距，許多輕工車間廠房一期為鋼結(jié)構(gòu)，而二期反而改為混凝土結(jié)構(gòu)。由此可見，相對于鋼結(jié)構(gòu)主廠房，無論從技術(shù)經(jīng)濟分析角度，還是實際應(yīng)用情況來講，混凝土主廠房還是占有一定優(yōu)勢的。

參考文獻：

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