談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性分析與思考

周柏清

摘 要：由于我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)步伐的不斷推進(jìn)，越來越多的高層建筑拔地而起，為我國(guó)的城市發(fā)展節(jié)省了大量空間，提升了空間資源的利用效率。不過在高層建筑的施工作業(yè)方面，怎樣做好建筑材料的科學(xué)選擇與應(yīng)用，是每一個(gè)建筑企業(yè)都必須要思考面對(duì)的重大問題。本文從鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比出發(fā)，探討了不同結(jié)構(gòu)在材料應(yīng)用和建筑設(shè)計(jì)上對(duì)經(jīng)濟(jì)性造成的影響。通過比較提出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的一些建設(shè)性意見，希望能通過本文的研究，為我國(guó)建筑領(lǐng)域更好地做好高層建筑的設(shè)計(jì)建設(shè)工作提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);經(jīng)濟(jì)性

鋼結(jié)構(gòu)建筑指的是在建筑的主體承重框架上，主要采用鋼鐵材料作為支撐進(jìn)行建造的建筑，其跟傳統(tǒng)的鋼混建筑相比，具有單位強(qiáng)度更高、整體重量更輕、作業(yè)效率高、防震性能卓越、減少建筑粉塵、環(huán)保性能突出等優(yōu)點(diǎn)，因而十分適合我國(guó)當(dāng)下提出的生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略要求。所以，在我國(guó)的建筑領(lǐng)域，大力推廣鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓更多的高層建筑使用這一更為新穎環(huán)保的建筑模式，可以更好地提升城市建筑的質(zhì)量性能和生態(tài)環(huán)保水平。不過相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼混結(jié)構(gòu)，采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在經(jīng)濟(jì)性方面是否可以達(dá)到傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性水平？這是很多建筑施工企業(yè)都十分關(guān)心的一個(gè)焦點(diǎn)問題。畢竟再好的結(jié)構(gòu)如果建造成本太高，對(duì)建筑單位而言也是難以承受的，因而針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑跟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比問題，以下本文就從二者的一些微觀角度出發(fā)，深入研究鋼結(jié)構(gòu)跟鋼混結(jié)構(gòu)在高層建筑的建設(shè)上，各自“經(jīng)濟(jì)性”方面的差異。

一、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑的造價(jià)對(duì)比分析

為更好的對(duì)比鋼結(jié)構(gòu)與鋼混結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，本文選擇了某新建的兩座二十層高層寫字樓建筑，兩座建筑分別采用了鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼混結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)，通過對(duì)比，可以觀察出二者在建筑成本上有何不同。

第一步，對(duì)比兩座建筑的主體建筑材料的使用情況，通過匯總二者的數(shù)據(jù)信息，兩棟寫字樓的用鋼量方面，采用了鋼結(jié)構(gòu)的寫字樓使用型鋼40公斤每平米、鋼筋用量是30公斤每平米，而采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)的寫字樓并未使用型鋼，而鋼筋用量是64公斤每平米，依據(jù)混凝土消耗的情況進(jìn)行對(duì)比，鋼結(jié)構(gòu)寫字樓的混凝土消耗量達(dá)到了0.24立方每平米，而鋼混寫字樓的混凝土消耗量則是0.50立方每平米。

在此基礎(chǔ)上，分別核算兩種主要建材的市場(chǎng)價(jià)格，依據(jù)基礎(chǔ)材料消耗的當(dāng)期市場(chǎng)價(jià)，采用了鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)的寫字樓造價(jià)為80元平米，而采用傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)的寫字樓的造價(jià)則高達(dá)106元每平米，依據(jù)主體結(jié)構(gòu)的造價(jià)對(duì)比觀察能夠發(fā)現(xiàn)，采用了鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)的寫字樓造價(jià)為456元每平米，這跟采用傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)的寫字樓造價(jià)一致。依據(jù)建筑圍護(hù)體系的造價(jià)對(duì)比情況觀察能夠發(fā)現(xiàn)，采用了鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)的寫字樓造價(jià)為220.3元每平米，而而采用傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)的寫字樓的造價(jià)則較低，僅為175.3元每平米。依據(jù)其他造價(jià)項(xiàng)目的對(duì)比情況觀察能夠發(fā)現(xiàn)，采用鋼結(jié)構(gòu)的寫字樓的造價(jià)是409.42元每平米，而采用傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)的寫字樓的造價(jià)則是409.43元每平米，通過綜合計(jì)算，選擇以鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建造的寫字樓的造價(jià)所有項(xiàng)目整體造價(jià)是1165.92元每平米、而采用傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)的寫字樓的所有項(xiàng)目整體造價(jià)是1145.82元每平米。

通過將二者數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對(duì)比研究能夠發(fā)現(xiàn)，使用鋼結(jié)構(gòu)的寫字樓在整體造價(jià)方要略高出傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)的寫字樓，超出的部分約在每平米20元所有。因而使用鋼結(jié)構(gòu)修建高層建筑要在成本上略高于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。不過因?yàn)閷?duì)高層建筑而言，其在結(jié)構(gòu)類型的選取上還要考慮到其他方面問題，而造價(jià)因素僅是其中需要考慮的一個(gè)因素，比如建筑性能、工期要求等方面也要加以分析，因而接下來本文就繼續(xù)對(duì)比二者在不同微觀層面的差異來做出更為深入的綜合性研究。

二、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性綜合分析

依據(jù)造價(jià)方面的資料信息對(duì)比觀察，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在造價(jià)上要略高于傳統(tǒng)的鋼混結(jié)構(gòu)建筑造價(jià)，不過考慮到高層建筑的修建，其綜合成本并不直觀地對(duì)等于建筑材料的成本消耗，因而還需要分析項(xiàng)目的投資，性能、工期、環(huán)境生態(tài)影響等方面的綜合效益，以下本文就從兩種建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益角度來實(shí)施對(duì)比，分別就兩種結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性實(shí)施進(jìn)一步研究。

1、環(huán)境角度的經(jīng)濟(jì)性分析

跟采用傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)的寫字樓的相比，采用了鋼結(jié)構(gòu)的寫字樓的很多構(gòu)件是在工廠加工制作而僅在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)裝配，這跟鋼混結(jié)構(gòu)寫字樓所有構(gòu)件都在現(xiàn)場(chǎng)加工有所不同，所以相對(duì)于鋼混結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)組裝施工作業(yè)模式，采用鋼結(jié)構(gòu)的寫字樓在建造施工方面產(chǎn)生的噪聲粉塵、建筑垃圾都相對(duì)較少，這就為施工作業(yè)中的環(huán)保管理帶來了很多便利，建筑單位不需要在環(huán)保管理上投入更多資金和人力，因而管理難度和成本都有一定程度降低。與此同時(shí)，采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行寫字樓建設(shè)，其結(jié)構(gòu)屬于支持拆卸的可回收建材，如果寫字樓未來需要進(jìn)行改建拆除，所有的鋼結(jié)構(gòu)部件都能夠?qū)崿F(xiàn)便捷地拆卸和回收利用，因而相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼混結(jié)構(gòu)，采用了鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑在長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

2、建筑性能方面的經(jīng)濟(jì)性分析

因?yàn)楦邔訉懽謽窃诔鞘兄械男藿ǎ饕獮槭褂谜咛峁┥逃棉k公方面的服務(wù)，因而用戶大多在建筑空間的使用上具有靈活性要求，很少有所有的寫字樓在空間造型上都采用同一模式而普遍適用的的。而相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼混結(jié)構(gòu)建筑，采用了鋼結(jié)構(gòu)的寫字樓，其室內(nèi)空間的跨度更大，更便于進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)的靈活分割與設(shè)計(jì)，從而可以更好地滿足不同使用者的空間需要。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑在墻體材料上使用的是隔音、防潮與隔熱效果都更為卓越的材料，因而在空間性能上要優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼混結(jié)構(gòu)墻面，所以從建筑性能角度考慮，鋼結(jié)構(gòu)建筑明顯要優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼混結(jié)構(gòu)。

3、從工期角度進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)性分析

在高層建筑的施工方面，工期的差異對(duì)建筑施工企業(yè)的成本和管理難度也有重要影響，因而對(duì)比兩種不同結(jié)構(gòu)的建筑在工期上的差異，有利于綜合分析二者的建造難度和成本。通過觀察鋼結(jié)構(gòu)寫字樓的修建可以發(fā)現(xiàn)，其跟傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)的施工作業(yè)形式相比，在作業(yè)進(jìn)度上要明顯快與后者，其結(jié)構(gòu)裝配的速度很快，施工作業(yè)可以在短時(shí)間內(nèi)完成，所以在工期上比后者要短，這就為建筑施工的工期控制提供了便利，同時(shí)也以減少建筑施工單位資金大量占用對(duì)投資造成的壓力，因而二者在時(shí)間效益上的綜合對(duì)比結(jié)果，鋼結(jié)構(gòu)建筑明顯占優(yōu)。

4、其他性能的比較

（1）采用鋼結(jié)構(gòu)修建的高層建筑，在住宅比方面跟鋼混結(jié)構(gòu)的建筑相比，其使用面積更大，相對(duì)于后者，在同樣的項(xiàng)目投資基礎(chǔ)上，鋼結(jié)構(gòu)建筑可以獲得更多的單位使用面積，因而在房屋銷售時(shí)，其可以賣出更高的價(jià)格。因?yàn)榉课蒌N售大多根據(jù)房屋的使用面積進(jìn)行計(jì)價(jià)，而鋼結(jié)構(gòu)建筑可以提供出更多的使用面積，自然在售價(jià)上也會(huì)高于同等建造水平的鋼混結(jié)構(gòu)建筑，這可以使得其在售價(jià)方面超越后者，而獲得更多的銷售收入。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的建筑在墻體材料上采用的是：外墻ALC 板，厚150毫米，內(nèi)墻厚85毫米，其在墻體厚度上明顯要比傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)薄，這就使得其跟同等建筑水平的鋼混結(jié)構(gòu)建筑相比，室內(nèi)空間更大，可以為使用者提供更多的空間。

（2）在二次裝修方面的差異對(duì)比。鋼結(jié)構(gòu)建筑跟傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)的建筑相比，其能夠容納更大的柱網(wǎng)。而這可以使得建筑更好地適應(yīng)不同使用者在空間結(jié)構(gòu)上的需要。因?yàn)楦邔訉懽謽墙ㄖ芏鄬儆谄髽I(yè)辦公使用，因而不同規(guī)模的企業(yè)對(duì)空間使用的要求也不盡相同，而鋼結(jié)構(gòu)建筑可以有較大戶型，使用者可以對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)，在空間分隔與裝修上可以有更多的方案，因而鋼結(jié)構(gòu)建筑可以更好地滿足使用者的空間設(shè)計(jì)與裝修要求，相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼混結(jié)構(gòu)建筑的內(nèi)部空間，其靈活性更高，布局更為多樣，因而具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

四、鋁模板的施工技術(shù)研究

因?yàn)楣こ添?xiàng)目的施工建設(shè)過程中，使用模板進(jìn)行施工，是建筑管理上重要的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，鋁金模板方面的投入會(huì)直接影響到項(xiàng)目施工的成本開支，因而不同結(jié)構(gòu)類型的建筑，在鋁合金模板的使用上進(jìn)行的投入差異，也要考慮在內(nèi)，這樣才能對(duì)建筑成本做出科學(xué)的比較。模板工程屬于一項(xiàng)新興技術(shù)，其在使用安裝上都有一定的技術(shù)性要求，先需要從內(nèi)墻開始安裝，在內(nèi)墻作業(yè)完成后，再開始外墻部分的作業(yè)。依據(jù)建筑項(xiàng)目的實(shí)際情況，不同工程在作業(yè)要求上也有一定的差異性，因而對(duì)于高層建筑的作業(yè)施工工作，其中有一些要點(diǎn)必須要加以特別注意。這里面最需要注意的就是洞口模板方面的施工作業(yè)問題，實(shí)施拼裝作業(yè)過程中，脫模作業(yè)的環(huán)節(jié)十分重要，這一環(huán)節(jié)的施工有較高的技術(shù)要求，要合理使用物力試劑用以幫助脫模，這樣才能讓作業(yè)效率提高，失敗率降低。組裝作業(yè)的工作相對(duì)來說難度不大，不過在作業(yè)開始前要做好定位研究，對(duì)于作業(yè)中出現(xiàn)的偏差，要及時(shí)進(jìn)行控制，這樣才能保障作業(yè)質(zhì)量。在拼裝方面，這一環(huán)節(jié)的作業(yè)是對(duì)技術(shù)性要求較高的工作，因而在開始前要做好準(zhǔn)備。而使用鋁模板進(jìn)行作業(yè)，就可以有效減少技術(shù)難度，可以對(duì)不同的板塊做好編號(hào)，依據(jù)順序進(jìn)行拼裝，因而能夠極大簡(jiǎn)化作業(yè)工序，減少施工難度。

五、兩種結(jié)構(gòu)的技術(shù)性對(duì)比

由于采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工建設(shè)與采用傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)在很多方面都有差異，因而要通過對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)的建筑性能實(shí)施對(duì)比，來說觀察二者差異。如以《建筑結(jié)構(gòu)可靠度標(biāo)準(zhǔn)》;《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》;《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》等，通過對(duì)比兩種結(jié)構(gòu)建筑在各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)情況下的差異，能夠看出二者的綜合技術(shù)水平有何不同。在抗震性能上，鋼結(jié)構(gòu)建筑的性能明顯要高于傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)建筑，在安全等級(jí)方面，鋼結(jié)構(gòu)建筑也要具有顯著的優(yōu)勢(shì)，與此同時(shí)，通過對(duì)比兩種結(jié)構(gòu)建筑的很多指標(biāo)，可以發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要的技術(shù)指標(biāo)，在梁柱強(qiáng)度方面各自等級(jí)的劃分上，梁強(qiáng)度等級(jí)、核心筒墻體強(qiáng)度等方面，鋼結(jié)構(gòu)建筑都要優(yōu)于后者，不過對(duì)于截面較大的鋼混結(jié)構(gòu)建筑，其在截面強(qiáng)度上要優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)建筑。

綜合以上研究，傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)建筑的造價(jià)跟鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑相比，其綜合性能比可以降低百分之二十上下，同時(shí)其工期也相對(duì)較短，對(duì)施工單位的資金占用壓力也相對(duì)較小，所以對(duì)于很多高層建筑的修建，采用鋼結(jié)構(gòu)建筑可以更為適合當(dāng)前的市場(chǎng)需要。

（作者單位：吉林省通榆縣房屋產(chǎn)權(quán)交易管理中心）

參考文獻(xiàn)：

[1]周學(xué)軍，焦紅，王松巖.鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)小高層住宅的經(jīng)濟(jì)性分析[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，（06）：101-102.

[2]劉坤，王琳，王亞.中高層鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析[J].科技信息：學(xué)術(shù)版，2015，（02）：4-5.

[3]伍峰.超高層鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)綜合經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析[J].廣東土木與建筑，2015，（06）：61-62.

[4]趙榮招，張友恩.高層鋼結(jié)構(gòu)與高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)比較[J].鋼結(jié)構(gòu)，2011，（04）：7-8.

[5]王紅衛(wèi).鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)效益分析及探討[J].陜西建筑，2015（08）.

[6]殷惠君.高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的適用性分析[J].住宅科技，2016（01）.