長慶油田地面建設鋼結構設計階段工程造價控制

[摘 要] 建筑鋼結構的經濟性能一直是油田地面建設中最受關注的問題之一，工期和成本的互悖性在一定程度上制約了油田產建中鋼結構的推廣應用。為了設計階段有效的控制工程造價，提高地面建設建筑經濟性能是關鍵所在。本文在西安長慶科技工程有限責任公司油田地面建設設計門式剛架輕鋼結構廠房以及多、高層鋼結構建筑的設計逐漸應用基礎上，對建筑鋼結構的材料選用、結構體系優化等方面進行了分析，對油田工藝水處理間、注水泵房、輸油泵房的基礎及彩鋼部分按照建安工程費、平方米造價等技術經濟指標進行了對比分析，探討了設計階段控制鋼結構工程造價的可行性。

[關鍵詞] 油田地面建設;鋼結構經濟性能;優化設計;造價控制

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2009 . 20 . 033

[中圖分類號]F273.1[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194(2009)20-0089-03

1 引言

由于國家政策、鋼材生產、構件制作、設計研發、標準規范修訂等方面的有利因素，近幾年我國的建筑鋼結構進入了一個全新的發展時期。新材料、新部品、新結構體系不斷出現，鋼結構設計研發、制作安裝能力日益強大，建筑鋼結構向多樣性、適用性、經濟性方向發展。在鋼結構造價工程量計算中，各類型鋼工程量計算的效率和準確度以及市場價格的確定直接影響鋼結構工程的造價。由于鋼結構工期短、工藝要求簡單的特點，順應了長慶油田3 000萬(噸)在握，5000萬(噸)在望的生產形勢要求。

建筑鋼結構的經濟性能一直是大家最為關注的一個問題。如何控制工程造價，充分發揮鋼結構建筑技術經濟上的綜合優勢，工程設計階段最為關鍵。據權威資料統計分析，在初步設計階段，影響工程造價的可能性為75%~95%;在技術設計階段，影響工程造價的可能性為35%~75%;在施工圖設計階段，影響工程造價的可能性為5%~35%。因此設計質量的好壞、設計是否優化對工程造價將產生直接的影響。下面以門式剛架輕鋼結構廠房和多、高層鋼結構建筑的設計為例，在材料選用、結構體系等方面進行分析論述，探討在設計階段控制工程造價，提高建筑經濟性能的可行性。

2 建筑材料選型方面工程造價控制

由于長慶油田產量即將跨越3 000萬噸，地面建設的鋼材品種更趨于多樣化。各種新型建材，如輕質保溫墻板、彩涂壓型鋼板、彩鋼保溫板等不斷推廣應用。建筑鋼結構在設計階段材料的選擇上有了更大的空間。材料選擇不同，則工程直接費不同，總造價不同。設計階段合理選擇建筑材料，控制材料單價或工程量，是控制工程造價的有效途徑。試舉例如下:

(1)彩涂鋼板:彩涂鋼板一般用于輕鋼廠房屋面板和墻面板，有不同板型、不同基板厚度和鋼號、不同鍍鋅板類別和鍍鋅層厚度以及不同的彩涂層類別，在形式上又可選用單板、保溫復合板、單板加內保溫層等，其中保溫層又有超細玻璃絲棉、硬質巖棉、聚苯乙烯等類別及厚度的不同，這些因素不同都造成單方材料價格的差異，從而影響廠房工程總造價。所以設計時要根據廠房性質、大氣環境等因素綜合考慮，合理選用板材，控制工程造價。

(2)建筑鋼結構體系的墻體材料:墻體材料造價一般占土建工程造價的15%~25%。對于多、高層住宅鋼結構體系來說，選用配套、經濟、節能的墻體材料至關重要。目前，設計選用的外墻材料主要有聚苯保溫外墻板、輕質加氣混凝土砌塊、NALC板等;內墻材料主要有改性石膏板、GRC內墻板、聚苯保溫復合板等。西安長慶科技工程有限責任公司設計優化的系列輕質保溫復合墻板也已應用于在建鋼結構節能住宅工程中，逐步使鋼結構廠房設計體系走向模塊化、標準化、定型化和工業化，為降低綜合造價創造了基礎條件。

(3)建筑鋼結構建筑樓(屋)面的樓承板:設計時，根據在樓(屋)蓋結構體系中的作用，樓承板可采用兩種形式:①樓承板只作為永久性模板，一般采用普通鍍鋅壓型鋼板即可，對最小鍍鋅量和耐火時間要求較低，價格較便宜;②施工時作為模板，在使用階段則替代受拉鋼筋，即組合樓板。由于在設計中考慮樓承板作為受拉筋，其使用壽命必須與主鋼結構的使用壽命保持一致，所以對其最小鍍鋅量和耐火時間要求較高，單方價格相對較高。

(4)鋼材規格及材質:由于鋼材品種的增多，結構設計時可選擇的構件形式也多了。比如框架柱，可采用熱軋H型鋼、焊接H型鋼、螺旋焊接圓鋼管、焊接方鋼管以及組合截面等形式，鋼梁可采用等截面、變截面等形式。材質可采用Q235普碳鋼，也可采用Q345低合金鋼。設計時應盡可能采用高強度等級的材料，比如采用Q345鋼比采用Q235鋼就可節約鋼材15%~25%，用于受拉或受彎構件節約比例較大。設計時要選用經濟截面型材，比如熱軋H型鋼、C型鋼等。在某些情況下，采用熱軋H型鋼柱、梁可能比采用焊接C型鋼用鋼量稍多，但從加工成本、施工進度等方面綜合考慮，其造價可能更有優勢(參見表1)。

3 結構體系方面工程造價控制

不同的結構體系和平面、立面布置對工程造價的影響較明顯。在設計階段只有根據建筑物的使用功能要求，確定合理的平面、立面布置和結構體系，才能有效控制工程造價，做到經濟適用。列舉如下:

(1)根據有關資料測算分析，對于多層建筑，不同層數對土建工程造價的影響為10%～25%;不同層高對土建工程造價的影響為1.5%～12%。

(2)門式剛架輕鋼結構廠房設計，同樣存在經濟跨度和剛架最優間距。在工藝要求允許的情況下，盡量選擇小跨度的門式剛架較為經濟。一般情況下，門式剛架的最優間距為6m～9m，當設有大噸位吊車時，經濟柱距一般為7.5m～9m，不宜超過9m，超過9m時，屋面檁條、吊車梁與墻架體系的用鋼量也會相應增加，造價并不經濟。表2是按《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》(CECS102:98)進行設計的廠房主鋼用鋼量，通過橫向、縱向比較，可以看出各影響因素在設計階段合理確定的意義。設計荷載取值:恒載0.3kN/m2、活載0.5kN/m2、基本風壓0.55 kN/m2，不考慮吊車及懸掛荷載。

(3)在多、高層鋼結構中，樓板結構體系的工程量占有較大比重，對結構的工作性能、造價都有重要影響。在確定樓板結構方案時，主要考慮要保證樓板有足夠的平面整體剛度，能減輕結構的自重及減小結構層的高度，有利于現場安裝方便及快速施工，還要有較好的防火、隔音性能，并便于管線的敷設。常用樓板做法有:壓型鋼板組合樓板、預制樓板、疊合樓板和普通現澆鋼筋混凝土樓板等。目前最常用的做法為壓型鋼板組合樓板和普通現澆鋼筋混凝土板。當采用這兩種做法時，考慮現澆板與鋼梁組合成為共同受力的組合梁，能有效降低鋼梁高度，較多地節約鋼材。

(4)在高層及復雜高低連跨鋼結構中，框架柱采用圓形鋼管混凝土柱，梁、板采用鋼-砼組合結構，總用鋼量比普通鋼結構用鋼量有大幅度減小，能有效降低工程造價。

4 結束語

鋼結構建筑所具有的優點決定其必將具有強大的生命力。設計階段技術創新、選材配套、設計優化是控制造價、促進建筑鋼結構走向標準化、規模化的關鍵階段。為此在設計中以注重以下幾點:

(1)在加強設計人員和技術經濟人員溝通，重視人員的素質繼續教育和業務知識的更新培訓的同時，強調設計技術與市場經濟相結合，設計中注重價值工程的運用，做多方案比較，把控制工程造價放到重要位置。

(2)在油田站場鋼結構設計中引進標準化、模塊化、數字化機制，開展設計優化，方案優化比選。以技術先進、安全適用、經濟合理、節約投資為目標，形成標準化設計模式。

(3)在單井地面建設投資控制的原則下，對于鋼結構等小型單體邊緣投資采用優化設計和施工圖的方案審查對比制度，既要注重技術性，也不忽視經濟性。